光纖通信系統的性能優化及誤碼分析

趙文浩

摘 要：對于光纖通信，是近些年興起的一種新型通信模式，該通信方式傳輸速度快，且在傳輸過程中受到的干擾較少，目前已經廣泛應用在各行各業。而在光纖通信系統中，誤碼的產生對信息傳遞的準確性具有較大的影響，且誤碼還會對通信質量等造成影響，嚴重限制著光纖通信系統的正常發展。

關鍵詞：誤碼；光纖通信系統；性能優化

引言

對于誤碼，其指的是在進行數字傳輸的過程中，傳輸系統受到損傷，從而導致其傳遞的信息準確性受到較大的影響。為了能夠更好的防止誤碼的產生，CCITT在1980年制定了對應的G.821規范，通過該規范，其將光纖通信系統中產生的誤碼原因等進行了詳細的介紹，但隨著光纖通信系統的快速發展，G.821已經逐漸不能滿足各國的光纖通信需求，尤其是64kbit/s的接口，其完全無法采用G.821進行誤碼性能測試優化。為了能夠更好的提高光纖通信系統的性能，CCITT退出了G.82X，期能夠對高比特率的系統進行規范，且能夠適應大部分的范圍和參數等。

1 誤碼產生的機理和有關概念

對于誤碼，其主要是由于在進行數字通信的過程中，接收端由于判決電路出現問題，導致其產生的比特流同原有的比特流之間發生了改變，從而導致傳輸信息發生變化，影響信息傳輸質量。對于光纖通信系統，其在運行過程中受到外界的干擾很少，因此大部分的誤碼是由于系統自身傳輸過程中出現的問題。通過研究，對于誤碼的產生，其主要是由于以下幾點原因：

首先是噪聲導致的誤碼，這一原因造成的誤碼比較常見，大部分是由于光纖傳輸系統的發送端存在著熱噪聲和量子噪聲等，這些噪聲的產生不是固定的，因此，其造成的光纖系統誤碼也不是固定不變的。然后是不同碼間的干擾，對于光纖通信系統，其每次傳輸的信息量是非常大的，這些信息中的一些碼可能會產生相互影響，從而導致誤碼的出現。然后是定位抖動原因造成的誤碼，最后則是由于不同外界環境所造成的干擾，導致誤碼的出現。對于誤碼，由于不同原因產生的特點相差較大，且各自獨立，在進行光纖通信系統的誤碼分析時，起需要對整個系統的誤碼進行泊松分布研究，從而確定誤碼產生的原因，然后才能針對性的開展預防措施，降低誤碼的產生幾率。

2 誤碼分布

2.1 泊松分布

對于光纖的誤碼分布，其中的泊松分布主要是由于其內部運行機理出現問題，從而導致通信出現問題。另外，對于泊松分布，其還有兩個先決條件，首先，對于光纖通信系統，其內部的數字序列構成的各比特之間是相互獨立，不會產生影響。此外，對于每一比特內的誤碼出現情況，其概率為一個恒定數值。對于這一種分布情況，其可以通過概率統計理論對速率為B的二進制序列T時間內傳送的比特數為BT，二對于比特的錯誤率也可以通過公式對其進行計算。

2.2 A型傳染分布

對于A型傳染分布，其又被人們稱為復合泊松分布，這種分布情況針對的是突發性的誤碼，在該模型中，誤碼的出現是批量性的，但這一分布需要滿足以下兩個條件：首先，對于光纖通信中的誤碼群，其出現的概率是固定不變的，這是泊松分布的最基本條件。另外，對于每一個誤碼群，其中的誤碼再出現是也是隨機的，這一情況符合泊松分布。通過有關計算方程可以得知，對于A型傳染分布，其在T時間內出現k各誤碼的概率可以通過以下方程式得到，

其中的m1代表的是每秒鐘所產生的誤碼群數量，m2代表的是每一次誤碼群中出現的誤碼數量，其中k大于等于1，μ是公式的中間變量。對于A型傳染分布，其是泊松分布的一種變形，都是一種近似的數學模型，在對通信系統的誤碼分布情況進行分析時，其需要非常嚴格的條件，因此，這種分布并不能準確的反應光纖通信中的誤碼分布情況。一般情況下，泊松分布的模型在實際應用是較為廣泛的，且該模型能夠適用在大多數的工程中。

3 誤碼的性能規范優化

伴隨著光纖通信系統的逐漸完善，其比特率的數字體系也在不斷的完善中，特別是同步數字系列產品的出現，其已經逐漸擺脫了傳統光纖通信系統的局限性，隨著1990年G.82X規章的出現，高比特率系統正在逐漸完善，其誤碼的性能規范工作不斷完善。

3.1 建議范圍

對于G.826建議，其能夠應用在比特率固定的數字通道中，這一數字通道指的是基群速率，對于這些通道，其包含的光纖通信系列，像PDH和SDH等，一般情況下，采用該建議的性能規范，能夠保證所有的64kbit/s通道能夠符合該建議的相關要求，從而保證相關傳送網絡的誤碼性能，保證數據傳輸的準確性。

3.2 誤碼性能參數

在G.826中，其最大的特點是其參數全部都是以塊為模型，這一模型同傳統的G.821不同，其誤碼性能能夠更加準確的規范，經過G.826建議的不斷修正，其講誤碼性能通過一些專業術語進行規范和衡量，從而使得誤碼性能能夠更加準確的反應。對于該模型中的塊，其值得是不同通道見得順序比特集，而對于誤碼塊，其值得是錯誤的狀態塊。此外，嚴重誤塊秒指的是嚴重干擾周期在1S以上，其含量在30%以上。

3.3 誤碼性能指標

對于誤碼性能指標，其在G.826建議中進行一些規定，像參考通道，其長度為27500KM的國際數字，通過上面的定義參數能夠對光纖通信中的端到端指標進行規范，另外，通過上述定義，期間還能夠對不同基群和不同速率的國際數字通道進行指標確認，從而保證這些數字通道的正確使用。假如在進行通道誤碼分析時，其中的一項參數不能滿足上述定義標準，其光纖通信系統的誤碼性能無法進行準確的分析。一般情況下，對一條數字通道進行誤碼分析，其評估周期大約在1個月時間左右。

對于G.826和G.821指標，其參數是一致的，也就是說符合前者的比特通道，一般情況下也能夠滿足后面的性能指標。但對比G.826和G.821，兩者在“塊”的定義中存在一定的差別，前者的參數更加細致。這是由于在G.826中，其塊的持續時間要更短，從而使得誤碼的性能分析更加準確。

4 結束語

綜合上述所說，隨著科技的不斷進步，光纖通信系統的應用也在逐漸拓寬，而在光纖通信系統中的誤碼，其對通信質量具有較大的影響，在文章中，作者通過對誤碼性能進行分析和優化，總計了誤碼出現的原因等，希望能夠幫助有關部門更加清楚的了解光纖通信系統的性能優化工作。

參考文獻

[1]嚴民航，朱園園，李國明，等.簡易數字光纖通信系統的誤碼測試與分析[J].溫州師范學院學報（自然科學版），2006（5）：29-32.

[2]吳三明.數字光纖通信系統的誤碼分析及測試[J].光通信研究，1995（3）：18-23.

[3]鄧青，胡貴軍，李公羽，等.2DPSK光纖通信系統的誤碼特性分析[J].半導體光電，2007（4）：561-563+567.