数字光纤通信课程设计指导书-刘丰年

1、数字光纤通信与课程设计指导书 第一部分 总则一、目的要求课程设计是培养和锻炼在校学生综合应用所学理论知识解决实际问题能 力、进行工程实训的重要教学环节,它具有动手、动脑,理论联系实际的特点, 是培养在校工科大学生理论联系实际、 敢于动手、 善于动手和独立自主解决设计 实践中遇到的各种问题能力的一种较好方法。光纤通信系统课程设计是继“光纤通信系统”课之后开出的实践环节 课程。 其目的是训练学生综合运用学过的光纤通信系统基本知识、 独立设计实用 的光纤通信系统的能力。课程设计按小组进行,完成光的音频、图像的发射、传输、接收整个系统 的设计和调试; 数字信号与模拟信号的光电转换过程及传输; 波分复用

2、器性能测 试方法设计;光纤接入网波分复用技术及实现方法。通过课程设计,学生要掌握使用光纤通信系统各模块的设计方法,包括设 计光发射、光的调制、光纤传输、光的接收与光信号解调等全过程。二、课程设计时间1周。三、课程设计的教学要求通过课程设计学生应掌握设计所用光纤通信系统的工作原理,光纤通信系 统设计方法。能使用各种光电器件构成光纤通信系统。四、设计步骤与设计说明书的撰写要求1、设计步骤1 选题与分组:根据分组, 选择课题, 在小组内进行分工, 进行系统调查, 搜集资料。 尤其软件仿真项目,要先对相关的光器件进行学习,对软件进行学 习。2课题分析:根据搜集的资料,进行功能分析,并进行系统功能等设计

3、。3学生拿到题目后首先进行光路、电路设计,然后搭建光纤通信系统。4调试与测试:按要求完成相应任务,并总结,写成报告。5 验收与评分:指导教师对每个小组的开发的系统, 及每个成员开发的模 块进行综合验收,结合设计报告,根据课程设计成绩的评定方法,评出成绩。 2、设计说明书的撰写要求(1按设计指导书中要求的格式书写,所有的内容一律打印;(2报告内容包括设计过程、设计光路与电路及实验过程波型分析;(3要有整体光路、电路原理图;(4要给出各个输入信号的具体波形和输出信号的测试结果。五、设计的进度1. 课程设计时间为一周;2. 第 1天讲授设计需要的要求,布置设计题目;3. 第 2天学生进行设计;4.

4、第 34天系统构建、调试。5. 第 5天学生撰写和打印设计报告。下表是时间安排参考。 六、考核要求课程设计完成后,每位同学单独答辩。根据设计完成情况和所掌握的知识,并结合平时表示,给与优、良、中、及 格和不及格 5个等级评定。第 二部分 课程设计项目内容项目一:图像、声音光纤传输系统一、设计目的通过设计一个图像声音光纤传输系统,实现图像、声音信号的输入和输出, 最终完成组合,实现一个完整的光纤传输系统。二、设计原理1、 GT-RC-II 型光纤通信实验系统简介:(1 、电源模块:提供实验箱各模块电源。(2 、 1310nm 光发送模块:实现模拟信号、数字信号在 1310nm 光发送机 中的光传

5、输及自动光功率控制功能(采用电路来实现 。(31550nm 光发送模块:实现模拟信号、数字信号在 1550nm 光发送机 中的光传输及自动光功率控制功能(采用专用芯片来实现 。(41310nm 光接收模块:实现 1310nm 光纤传输信号的接收,实现接收 信号光电转换,滤波及放大,将其恢复为标准的电脉冲数据信号 。(5 1550nm 光接收模块:实现 1550nm 光纤传输信号的接收,实现接收 信号光电转换,滤波及放大,将其恢复为标准的电脉冲数据信号 。实验系统主要由光发模块、光收模块、光无源器件和辅助通信模块等组成。 光发端机完成将电信号直接调制至光载波上去,采用强度调制(IM ;光接收 机

6、完成光信号的解调,采用直接检测(DD ,属于非相干解调。光载波由半导 体光源产生,由半导体光检测器将光信号转换成电信号从而达到传输信号的目 的。2、模拟光纤通信系统的结构模拟基带直接光强调制 (DIM光纤传输系统由光发射机 (光源通常为发光二 极管 、 光纤线路和光接收机 (光检测器 组成, 这种系统的方框图如图 6.1所示。图 6.1模拟光纤通信系统由以下五个部分组成 :(1 光发送机:光发送机是实现电 /光转换的光端机。它由光源、驱动器和调 制器组成。 其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制, 成为 已调光波, 然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。 电端机就是常规的

7、 电子通信设备。(2光收信机:光收信机是实现光 /电转换的光端机。 它由光检测器和光放大 器组成。 其功能是将光纤或光缆传输来的光信号, 经光检测器转变为电信号, 然 后, 再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平, 送到接收端的电端汲去。(3光纤或光缆:光纤或光缆构成光的传输通路。其功能是将发信端发出的已 调光信号, 经过光纤或光缆的远距离传输后, 耦合到收信端的光检测器上去, 完 成传送信息任务。(4中继器:中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个:一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减; 另一个是对波形失真的脉冲近行 政性。(5光纤连接器、耦合器等无源器件:由于光纤

8、或光缆的长度受光纤拉制工艺 和光缆施工条件的限制,且光纤的拉制长度也是有限度的(如 1Km 。因此一条 光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。 于是, 光纤间的连接、 光纤与光端机 的连接及耦合,对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。3.光信号发送端的工作原理系统采用的发光二极管的驱动和调制电路如图 2所示, 信号调制采用光强度调 制的方法,发送光强度调节电位器用以调节流过 LED 的静态驱动电流,从而相应 改变发光二极管的发射光 功率,设定的静态驱动电流调节范围为 020毫安,对应面板光发送强度驱动显示值 02000单位 , 当驱动电流较小时发光二极管的发射光功率与驱动电流基本上

9、呈线性关系,音频信号经电容、 电阻网络及运放跟随隔离后耦合到另一运放的负输入端, 与发光二极管的静态驱动电流想迭加使发光二极管发送随音频信号变化的光信号,如图 3所示,并经光纤耦合器将这一光信号耦合到传输光纤。可传输信号频率的低端可由电容、电阻网络图(2图 3决定,系统低频响应不大于 20Hz 。4.光信号接收端的工作原理图 3是光信号接收端的工作原理图,传输光纤把从发送端发出的光信号通过光纤耦合器将光信号耦合到光电转换器件光电二极管, 光电二极管把光信号转变为与之成正比的电流信号, 光电二极管使用时应反偏压, 经运放的电流电压转换把光电流信号转换成与之成正比的电压信号, 电压信号中包含的音频

10、信号经电容电阻耦合到音频功率放大器驱动喇叭发声。 光电二极管的频响一般较高, 系统的高频响应主要取决于运放等的响应频率。5.传输光纤的工作原理 目前用于光通讯的光纤一般采用石英光纤,它是在折射率 n2较大的纤芯内 部, 覆上一层折射率 n1较小的包层, 光在纤芯与包层的界面上发生全发射而被限 制在纤芯内传播, 如图五所示, 光纤实际上是一种介质波导, 光被闭锁在光纤内, 只能沿光纤传输, 光纤的芯径一般从几微米至几百微米, 按照传输光模式可分为 多模光纤和单模光纤, 按照光纤折射率分布方式不同可以分为折射率阶跃型和折 射率渐变型光纤。 折射率阶跃型光纤包含两种圆对称的同轴介质, 两者都质地均

11、匀, 但折射率不同, 外一层折 射 率 低 于内层折射率。梯 度 折 射 率光 纤 是 一 种折 射 率 沿 光纤横截面渐变的光纤, 这样改变折射率的目的是使各种模传播的群速相近, 从而 减小模色散增加通讯带宽。 多模折射率阶跃型光纤由于各模传输的群速度不同而 产生模间色散, 传输的带宽受到限制。 多模折射率渐变型光纤由于其折射率特殊 分布使各模传输的群速度一样而增加信号传输的带宽, 单模光纤是只传输单种光 图 4图(5模式的光纤, 单模光纤可传输信号带宽最高, 目前长距离光通讯大都采用单模光 纤。石英光纤的主要技术指标有衰减特性,数值孔经和色散等。三、设计步骤本实验用到了 RC-GT-型光纤

12、通信实验系统本课题主要采用模拟信号直接调制的方法进行视频信号的光纤传输。系统 主要由小摄像头(音频视频信号发生器 、小型电视机(视频监视器和模拟光 纤通信系统组成。 通过观察视频信号的光纤传输, 测试光纤传输模拟信号的性能。 该实验实质上也就是光纤传输模拟信号。其实验框图如下:小摄像头共三个接口:红色的是电源接口, 黄色的是视频接口, 白色的是音 频接口。本实验用到了红色、白色和黄色的三个接口。图像和音频传输框图图像光纤传输系统的原理如下:小摄像头产生视频信号(模拟信号 ,经过模拟调制送入 1310nm 光发端机, 经光纤传输后,由 1550nm 光收端机监测到视频信号并输出到电视机 VIDE

13、O 接收 端。观测光纤传输视频信号的效果以及特点,以了解光纤传输电视信号的特点。 在实验过程中图象效果越好也就说明光纤传输模拟信号的性能越好,性能越稳 定。在进行光纤传输视频信号之前,先调节正弦波模拟传输,使得 Vp-p =2V 的 正弦波正常传输,此时视频信号传输效果最佳。音频光纤传输系统的原理如下: 小摄像头产生音频信号 (模拟信号 , 经过模拟调制送入光发端机, 经光纤传 输后, 由光收端机监测到音频信号并输出到电视机 AUDIO 接收端。 听光纤传输音 频信号的效果以及特点, 以了解光纤传输声音信号的特点。 在实验过程中声音效 果越好也就说明光纤传输模拟信号的性能越好, 性能越稳定。

14、在进行光纤传输音 频信号之前,先调节正弦波模拟传输,使得 Vp-p =2V 的正弦波正常传输,此时 音频信号传输效果最佳。设计步骤如下:(以下实验步骤以 1310nm 光端机部分讲解, 即实验箱左边的模块。 1550nm 光端机部分与其相同第一部分:检测模拟传输通道,方法如下:1. 关闭系统电源,把光跳线分别连接到 1310 的 TX 和 RX 端。2. 将模拟信号源模块的正弦波或三角波、 方波连接到光发送模块的模拟信 号输入端(P203。3. 把开关 S200 拨到模拟传输端,短接跳线 J200。4. 打开系统电源,用示波器在光接受模块的模拟信号输出端口观察输出信 号。5. 通过电位器 R2

15、57(调节直流分量电平及 R242(增益调节得到最佳 传输的模拟信号。第二部分:传输视频信号,方法如下:1. 关闭系统电源,保持第一步的光路连接不变,用视频专用连接线连接视 频信号源的视频输出信号到光发端的模拟信号输入端口 P203,用视频专用连接 线连接视频监视器的视频输入端到光收端的模拟信号输出端口 P200。2. 依次打开监视器、实验箱和视频信号源的电源,观察视频监视器的图像 显示,调节电位器 R257 和 R242,直到显示效果到最佳状态。实验连线图如下: 第三部分:传输声音信号,方法如下:1. 参考第一部分的说明,调整 1550nm 光端机的模拟传输通道,使其正常工作。2. 关闭所有

16、电源,连接光路部分:用视频专用连接线连接视频信号源的视 频输出信号到 1310nm 光端机的光发端的模拟信号输入端口 P203;用视频专用连 接线连接视频监视器的视频输入端 1310nm 光端机的光收端的模拟信号输出端 口 P200。3. 用音频专用连接线连接音频信号源的音频频输出信号到 1550nm 光端机的 光发端的模拟信号输入端口 P203;用音频专用连接线将扬声器输入端和 1550nm 光端机的光收端的模拟信号输出端口 P200相连。这样,视频监视器上接收的为 视频信号源的视频输出信号,而扬声器上接收的为音频信号源的音频输出信号。 4. 本实验用电视机做为视频和音频的监视器,打开电视机

17、、实验箱和摄像 头的电源, 观察视频监视器的图像显示和声音质量, 分别适当调节两个光端机的 电位器 R257 和 R242,直到电视机的显示效果和声音质量达到最佳状态。实验连线图如下:三、设计需要的实验仪器与设备示波器、 GT-RC-II 型光纤通信实验系统,图像信号源、视频监视器 四、设计内容1、设计不同的方式对话音信号进行光传输。2、设计电话语音信号通过 PCM 编码后进行光传输。3、设计图像和音频信号的单光纤传输。 项目二:波分复用光纤通信系统设计一、设计目的通过设计一个波分复用光纤传输系统,实现光纤接入网中的波分复用传输, 掌握波分复用技术及实现方法。二、设计原理WDM 技术就是为了充

18、分利用单模光纤损耗带来的巨大带宽资源,根据每一 信道光波的频率 (或波长 不同可以将光纤的损耗窗口划分成若干个信道, 把光 波作为信号的载波, 在发送端采用波分复用器 (合波器 将不同规定波长的信号 光载波合并起来送入一根光纤进行传输 ; 在接收端,再油一波分复用器(合波器 将不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。 由于不用波长的光载波信号 可以看作互相独立的(不考虑光纤非线性时 ,从而在一根光纤中可实现多路光 信号的复用传播。波分复用系统原理图如图 2-1所示。 完整的 WDM 紫铜由以下两类比分组成:一类是 WDM 分波前后所需的元件, 如 EDFA 、 Mux/DeMux(Mult

19、iplexer/DeMultiplexer,合波 /分波多工器 便属此类;一 类是 WDM 的应用, 如 OADM(Optical Add/Drop Mulitiplexer,光塞取多工器 , OXC (Optical Cross Connects,光交换链接器 。EDFA 是 WDM 系统中最重要的元件之一, 不需经光电转换便可放大光能量。 在 EDFA 的制造上是以常规石英系光纤为母材掺进铒离子,由于铒离子的掺入,提 供了一个 1550nm 的能带,使得原本的讯号和高功率泵浦激光(pumping laser, 波 长 980nm 或 1480nm, 功率 10-1500mW 得到提高光讯号

20、的强度,而不需将光讯号 转化成电讯号后才得以放大。Mux/DeMux是 WDM 系统使用中不可或缺的两种元件。也就是我们常说的复 用、解复用器, DWDM 使光导纤维网络能同时传送数个波长的讯号,而 Mux 则是负 责将数个波长汇集至一起的元件; DeMux 则是负责将汇集至一起的波长分开的元 件。 OADM 是 WDM 系统中一个重要的应用元件,其作用是在一个光导纤维传送网络 中塞入 /取出(Add-Drop 多个波长信道;置 OADM 于网络的结点处,以控制不同 波长信道的光讯号传至适当的位置。OXC 设置于网络上重要的汇接点,汇集各方不同波长的输入,再将各讯号以 适当的波长输送至合适的光

21、导纤维中。 它可提供光导纤维切换 (Fiber switching, 连接不同光导纤维,波长不装换 、波长切换(Wave length switching,连接不 同光导纤维,波长经转换 、及波长转换(Wave length conversion, 输出至同一 光导纤维,波长经转换三种切换功能。 OXC 并提供路由恢复、波长管理、及话 务弹性调度。单模光纤的传输谱分为四个窗口: 12801350nm ,简单可称为 1310nm 窗口,也称第二波段; 15301560nm ,简称为 1550nm 窗口,也称为第三 波段或 C 波段; 15601620nm ,简称为第四波段或 L 波段; 1350

22、1530nm ,简 称为第五波段。 考虑到单模光纤在 1310nm 附近具有最低色散, 且在 1550nm 波长处 具有最低损耗。 本实验实现方案是:波分复用系统的两个光载波的波长分别采用 1310nm 和 1550nm, 。实验原理框图如图 2-2。 图 2-2 波分复用系统实验框图三、设计步骤注意:1. 波分复用器属易损器件,应轻拿轻放。 2. 光器件连接时,注意要用 力均匀。第一部分:双模拟信号的波分复用(图 2-2-A :1. 电气实验导线的连接:关闭系统电源, 将 1310nm 光端机的模拟信号源正 弦波输出端与 1310nm 光发送模块的模拟信号输入端口 (P203 连接; 将 1

23、550nm 光端机的模拟信号源正弦波输出端与 1550nm 光发送模块的模拟信号输入端口 (P203连接;分别将两个光发送模块的开关 S200拨向模拟传输端。2. 光路部分的链接:I. 取下 1310nm 光发 /光收端口上的红色橡胶保护套;II. 取一只波分复用器,取下其双光纤端的两根光纤的橡胶保护套; III. 将波分复用器的 1310端与 1310nm 光发送端口 (1310nm TX 的法兰盘 对接, 即:将光纤小心地插入法兰盘, 在插入的同时保证光跳线的凸起部分与法 兰盘凹槽完全吻合,然后拧紧固定帽即可;IV . 同时将波分复用器的 1550端与 1310nm 光接送端口 (1310

24、nm RX 的法 兰盘对接。V . 用同样的方法将另一只波分复用器与 1550nm 光端机的连接。VI. 取一只法兰盘,取下其两端的保护套,取下两只波分器单光纤端光纤的 保护套,分别将它们与法兰盘连接好。VII 将光跳线的 B 端与光接收端口的法兰盘对接,方法同上。3. 开启系统电源,分别用示波器观察 1310光端机的模拟信号输出端与 1550nm 光端机的模拟信号输入端的波形和 1310光端机的模拟信号输入端与 1550nm 光端机的模拟信号输出端的波形,调整两个光接收机的可调电位器 (R257、 R242 ,使输出波形达到最好。第二部分:模拟信号 /数字信号的波分复用(图 2-2-B :1

25、. 电气实验导线的连接:关闭系统电源,将 1310nm 光端机的模拟信号源正 弦波输出端与 1310nm 光发送模块的模拟信号输入端口(P203连接,将 S200拨向模拟传输端;将 1550nm 光端机的固定频率信号源的 BS 输出端与 1550nm 光发送模拟的数字信号输入端口(P202连接,将 S200拨向数字传输端。2. 光路部分的连接,与第一部分的连接相同。3. 开启系统电源,分别用示波器观察 1310光端机的数字信号输出端与 1550nm 光端机的数字信号输入端的波形和 1310光端机的模拟信号输入端与 1550nm 光端机的模拟信号输出端的波形,调整两个光接收机的可调电位器 (R2

26、57、 R242 ,使输出波形达到最好。第三部分:双数字信号的波分复用(图 2-2-C :1. 电气实验导线的连接:关闭系统电源,将 1310nm 光端机的固定速率信号 源的 FS 输出端与 1310nm 光发送模块的数字信号输入端口 (P202 连接, 将 S200拨向数字传输端;将 1550nm 光端机的固定速率信号源 BS 输出端与 1550nm 光 发送模块的数字信号输入端口(P202连接,将 S200拨向数字传输端。2. 光路部分的连接,与第一部分的连接相同。3. 开启系统电源,分别用示波器观察 1310光端机的数字信号输出端与 1550nm 光端机的数字信号输出端的波形和 1310

27、光端机的数字信号输入端与 1550nm 光端机的数字信号输出端的波形,调整两个光接收机的可调电位器 (R257、 R242 ,使输出波形达到最理想状态。四、设计需要的实验仪器与设备1.RC-GT-II 光纤通信原理试验箱2. 双踪模拟示波器3.FC-FC 波分复用器两个4.FC-FC 法兰盘一个五、设计内容1. 双模拟信号的波分复用传输2. 模拟信号、数字信号的波分复用传输3、双数字信号的波分复用传输4、采用波分复用传输图像、声音信号。项目三:图像、声音光纤传输系统单 /双光纤传输系统设计一、设计目的通过设计一个图像、声音光纤传输系统单 /双光纤传输系统,实现图像和声音 的双 /单光纤传输,掌

28、握时分复用和波分复用技术及实现方法。二、设计原理光纤传输结构图如下所示: (A音 /视频信号的双光纤传输(B 音 /视频信号的单光纤传输图 3-1 音 /视频的光纤传输示意图三、 设计步骤注意:1. 波分复用器属易损器件,应轻拿轻放。 2. 光器件连接时,注意要用力均 匀。第一部分:音 /视频信号的双光纤传输(图 3-1-A :1. 电气实验导线的连接:I. 关闭系统电源,用专用音 /视频连接线将 VCD 机的视频输出端 (VIDEO OUT 与 1310nm 光发送模块的模拟信号输入端口(P203连接;讲 VCD 机的音频输出端(AUDIO OUT与 1550nm 光发送模块的模拟信号输入端

29、 口(P203连接;分别将两个光发送模块的开关 S200拨向模拟传输端。 II. 用专业音 /视频连接线连接 1550光接收模块的模拟信号输出端口 (P201到电视机的音频输入端口(AUDIO IN ,连接 1310nm 光接收模块的模 拟信号输出端口(P201到电视机的视频输入端口(VIDEO OUT 。2. 光路部分的连接:I. 取下 1310nm 光发 /光收端口上的红色橡胶保护套;II. 取一根光纤跳线,取下其端口的橡胶保护套; III. 将光纤跳线的 A 端与 1310nm 光发送端口(1310nm TX 的法兰盘对 接, 即:将光纤小心地插入法兰盘, 在插入的同时保证光跳线的凸起部

30、分与法兰 盘凹槽完全吻合,然后拧紧固定帽即可;IV . 同样将光纤跳线的 B 端与 1310nm 光接收端口 (1310nm RX 的法兰 盘对接。V . 用同样的方法将另一根光纤跳线与 1550nm 光端机的连接。3. 开启系统电源, 调整两个光接收机的可调电位器 (R257、 R242 ,使电视 机的图像和声音达到最好。第二部分:音 /视频信号的单光纤传输(图 3 1 B :1、电气实验导线的连接:I. 关闭系统电源, 用专用音 /视频连接线将 VCD 机的视频输出端 (VIDEO OUT 与 1310nm 光发送模块的模拟信号输入端口(P203连接;将 VCD 机的 音频输出端(AUDI

31、O OUT与 1550nm 光发送模块的模拟信号输入端口(P203 连接;分别将两个光发送模块的开关 S200拨向模拟传输端。II. 用专用音 /视频连接线连接 1550nm 光接收模块的模拟信号输出端口 (P201到电视机的音频输入端口(VIDEO IN ,连接 1310nm 光接收模块的模 拟信号输出端口(P201到电视机的视频输入端口(AUDIO OUT 。2、光路部分的连接:I. 取下 1310nm 光发 /光收端口上的红色橡胶保护套;II. 取一只波分复用器,取下其双光纤端的两根光纤的橡胶保护套; III. 将波分复用器的 1310端与 1310nm 光发送端口(1310nm TX

32、的法 兰盘对接, 即:将光纤小心地插入法兰盘, 在插入的同时保证光跳线的凸起部分 与法兰盘凹槽完全吻合,然后拧紧固定帽即可;IV . 同样将波分复用器的 1550端与 1310nm 光接送端口(1310nm RX 的法兰盘对接;V . 取一只法兰盘,取下其两端的保护套,取下两只波分器单光纤端光 纤的保护套,分别将它们与法兰盘连接好;VII. 将光跳线的 B 端与光接收端口的法兰盘对接,方法同上。3、开启系统电源,调节两个光接收机的可调电位器(R257、 R242 ,使电 视机的图像和声音达到最理想的效果。四、设计需要的实验仪器与设备1、 RC_GT_II光纤通信原理试验箱2、音频、视频信号源(

33、如:VCD , DVD , CCD 等3、音频、视频监视器(如:电视机等4、双踪模拟示波器5、 FC_FC波分复用器两个6、 FC_FC法兰盘一个7、 FC_FC光纤跳线两根8、专用音 /视频连接线两根五、设计内容1、用双光纤同时传输声音及图像信号。2、用波分复用器实现单光纤的声音及图像信号同时传输。项目四:基于 Optiwave Optisystem7. 0仿真系统的光环型器和光 纤光栅的分插复用器信号下载设计一、设计目的基于光环型器和光纤光栅设计光分插复用器。对各种信号的光纤传输和下载 进行设计,了解完整光纤通信系统的基本组成结构。二、设计原理1. 补写光环型器的基本原理2、补写光纤光栅的

34、基本原理3、补写基于光环型器和光纤光栅设计光分插复用器的过程4、仿真软件学习 (由于光栅破坏,所以采用软件设计实现.三、设计步骤(一 数字信号转换传输模块 :1,调节 1310nm (或 1550nm 光发射机的发射功率,使之工作的稳定状态。 2,关闭系统电源,把光跳线分别连接到 1310的 TX 和 RX 端。3,四:实验仪器与设备:示波器, RC-GT-II 型光纤通信实验系统,光功率计,导线若干五、设计内容1,设计光分插复用器;2; 对 1550nm 视频信号和 1310nm 的音频信号进行分插复用传输光纤传输。项目五: 3+2+1路数据 +1路图像 (语音 单 双光纤传输设计一、设计目

35、的实现图像光纤通信, 固定速率时分复用解复用、 多路异步数据复用和解复用。 实现多路数据与图像单工通信传输,并能实现时分复用与波分复用搭配使用。二、设计原理补充波分复用、时分复用原理,单工光纤通信基本原理。本设计,将在一根光纤中传输 3台计算机数据通信、 3路附加信息、 1路图像。 在设计中,对于数据,首先对 3路附加信息数据流(固定速率数字信号源 D1、 D2、 D3进行时分复用产生信号 FY-out ,再送到变速率时分复用成信号 FJ-ADOUT, 最后送到光纤发送模块传输, 对于图像, 我们把它送入另外一个光发 送模块,可采用两根光纤分别传输,也可采用一根光纤传输。如采用一根光纤传输,则

36、需要用到合波器和分波器(WDM 。在接收端, 需要将分离的光信号转换为电信号, 分离出的数字电信号, 将其送入 变速率时分复用解复用模块,将 FY-out 信号与其他三路数据分离,对于 FY-out 信号, 将它送入固定速率时分复用模块进行二次解复用, 这样三路附加信息被还 原, 通过相应的发光二极管就可以观测输出结果。 并与信号源对比, 检测通信正 确率。 对于其他三路信号, 如果是 PC 机的串行数据, 将他们链接到相应的接口, 即可在 PC 机上观测和检查到通信数据的完整性。三、设计步骤步骤自己编写,设计参考图如下: 图 5-2还可试一下双向传输的方式。四:设计需要的参考实验仪器与设备:

37、1. RC-GT II 光纤通信原理试验箱2. 1310/1550nm波长波分复用器,两只3. 光纤跳线, 2 5根4. 20M 示波器5. 计算机若干台, (最低操作系统版本, win95, 6. 串口通信电缆若干7. 串口通信软件8. 视频信号源及视频监视器五:设计内容:1、 3+2+1路数据 +1路图像(语音双光纤或单光纤传输,2、 3路附加数据 +3台计算机通信 +1路图像(语音单光纤传输。进行传输, 另一种方式是把模拟信号数字化后 ,进行调制, 然后将调制好的数字信 号再进行光纤传输, 最后再经过解调, 把模拟信号还原.现在使用最多的一种方式 是 PCM 编译码方式. 三、设计步骤 (一数字信号转换传输模块: 1，调节 1310nm（或 1550nm）光发射机的发射功率，使之工作的稳定状态。 2，关闭系统电源，把光跳线分别连接到 1310 的 TX 和 RX 端。 3，把固定速率数字信号源模块的 D1 或 D2，D3，FS，BS，连接到光发送模块 的数字信号输入端口（P202 ） 4，把开关 S200 拨到数字传