通信工程设计论文：
光纤通信系统研究\设计及数据传输【摘要】20世纪90年代以来光纤通信得到了迅速的发展,新技术不断涌现并已开始进入全光传输、全光通信阶段。
波分复用(WDM)是在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术。本文介绍了光纤通信的发展、特点、基本组成和波分复用技术(WDM)的基础知识、应用状况及目前存在的问题和发展状况,其中包括稀疏波分复用(CWDM)技术和密集波分复用(DWDM)技术的特点并对两者做了比较和分析。同时介绍了WDM系统对光安全进程技术的要求及其在无源光网络和城域网建设中的应用等方面的知识。最后,介绍了光纤通信的新技术。
【关键词】密集波分复用技术(DWDM);稀疏波分复用技术(CWDM);APR进程;IP over WDM
Fiber systems research, design and data transmission
【Abstract】Fiber optical communication has being developing rapidly since 1990's.On account of new technique, the Fiber optical communication has came into the fifth broadcasting communication system, which is being to enter into all-optical delivering and communication stage.
WDM is a technique which delivers two or more different waves of optical signals using the same one Fiber optical at the same time.
This thesis presents the development of Fiber optical communication, its fundamental construction and its feathers. Of course, the paper tells the basic knowledge of WDM including CWDM and DWDM's features ,their differences, the problems in WDM and its development. Then it introduces the technological requires toward optical safety process in WDM system and the application in PON and CAN of WDM technique. At last, it recommends the new technology in Fiber optical communication.
【Key words】DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing);CWDM (Coarse WavelengthDivisionMultiplexing);APR process and IP over WDM
1. 引言
30多年来光纤通信飞速发展,光纤通信新技术层出不穷,前两年作为新技术的光放大器、密集波分复用技术等,目前已经大量投入使用,使光纤通信逐步进入了以光孤子为标志的第五代广播通信系统,并开始进入全光通信的阶段。“掺铒光纤放大器(EDFA)+波分复用(WDM)+非零色散光纤(NZDSF)+光电集成(OEIC)”正成为国际上光纤通信的主要发展方向。
虽然WDM技术问世时间不长,但由于具有许多显著的优点和表现出强大的生命力,从而得到迅速推广应用,并向全光网络的方向发展。而当前光纤通信原理发面的书籍很少系统的讨论波分复用技术(WDM)及其在全光网络中的应用问题。为方便通信学者的阅读及系统的了解当今波分复用技术的发展与应用,本论文选择波分复用技术作为讨论主题。
2. 光纤通信的简介
2.1 什么是光纤通信。
近代通信技术分为电通信和光通信两类。光通信技术就是当代通信技术发展的最新成就,已成为现代通信的基石。目前广泛使用的光通信方式是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。这种通信方式称为光纤通信。
2.2 光纤通信的发展历史和展望。
(1)光纤通信系统从小容量、中容量朝大容量或超大容量方向发展。
(2)光纤通信系统从多模光纤向单模光纤及单模单偏振光纤即保偏光纤方向发展。
(3)光纤通信系统的中继距离越来越长。
(4)光纤通信系统向波分复用系统、相干光通信、全光通信、孤子光通信、网络通信方向发展。
2.3 光纤通信的基本组成。
目前使用的光纤通信系统,普遍采用的是数字编码、强度调制——直接检波通信系统。这种系统的示意方框图如图1所示。
3. 光端机
3.1 波分复用/解复用器
3.1.1 波分复用/解复用器的分类。
(1)光栅型;
(2)波导阵列光栅型;
(3)光纤光栅。
3.1.2 波分复用/解复用器的特性
3.1.2.1 解复用器。
以光信号波长为函数的解复用器的主要光学特性有以下几点。
(1)中心波长(或通带) λ1、λ2…λn+1;
(2)中心波长工作范围△λ1、△λ 2
(3)中心波长对应的最小插入损耗L 1 P01
L1=-101g P1P01(1)
式中: P1代表波长λ1为P01; λ1分别代表波长为的光束在输入端合路信号中的光功率。
图1 光纤通信系统的基本构成
3.1.2.2 复用器。
以光信号波长为函数的复用器的光学特性,可用于给定的输入端口(1#至N#端口为输入端口,0#端口为输出端口)。
3.1.3 光发送机
3.1.3.1 光发送机构成。
一般地,光发送机主要由光源、驱动电路及辅助电路等构成。
3.1.3.2 光发送机的主要指标。
(1)平均发送光功率及其稳定度。
(2)消光比。
消光比定义为最大平均发送光功率与最小平均发送光功率之比,通常用符号EX表示。若用相对值表示,则为
E X=101g最大平均发送光功率最小平均发送光功率(2)
3.1.2 光接收机。
3.1.2.1 光接收机指标。
(1)光接收机灵敏度。
(2)光接收机动态范围。
3.2 光接收机的灵敏度。光接收机的灵敏度极限也称为理想光接收机的灵敏度。
影响光接收机灵敏度的主要因素:输入和输出信号波形、非理想均衡滤波、直流光和背景光、判决阈值。
4. 光波分复用技术(WDM)
4.1 DWDM技术简介
4.1.1 DWDM对光纤性能的要求。
DWDM是密集的多波长光信道复用技术,光纤的非线性效应是影响WDM传输系统性能的主要因素。
4.1.2 DWDM系统中的光源。密集波分复用系统中的光源应具有以下4点要求:
(1)波长范围很宽;
(2)尽可能多的信道数;
(3)每信道波长的光谱宽度应尽可能窄;
(4)各信道波长及其间隔应高度稳定。
4.1.3 实现DWDM的关键技术和设备。
实现光波分复用和传输的设备种类很多,各个功能模块都有多种实现方法,具体采用何种设备应根据现场条件和系统性能的侧重点来决定。总体上,在DWDM系统当中有光发送/接收器、波分复用器、光放大器、光监控信道和光纤五个模块。
4.1.4 DWDM应用。
DWDM既可用于陆地与海底干线,也可用于市内通信网,还可用于全光通信网。
图2 APR进程基本原理
4.2 CWDM技术简介。
4.2.1 CWDM系统的关键技术与模块。
(1)新型光纤技术。光纤具有丰富的频带资源和优异的传输性能,是通信网络理想的传输媒质。
(2)光收发模块。光收发模块是光通信系统的主要部件。目前常见的光收发模块有分立的光发射模块、光接收模块和光收发一体模块三种。
(3)复用器/解复用器(MUX/DEMUX)。复用器/解复用器是波分复用光传输系统的关键器件。MUX/DEMUX的重要性能指标包括中心波长、插入损耗、信道隔离度和通带宽度等。
4.2.2 CWDM的优势。
(1)CWDM的硬件成本低。
(2)CWDM结构简单。
(3)CWDM的功耗低。
(4)CWDM器件的物理尺寸更小。
(5)CWDM对传输介质要求较低。
4.2.3CWDM系统的应用。
新型城域网建设引进CWDM系统将带来许多优势。首先,CWDM技术具有传统TDM 技术无法比拟的灵活性,更适应高速数据业务的发展。其次,CWDM系统能够节省光纤资源,并根据网络业务的具体发展情况实现平滑升级。再次,CWDM系统对各种协议和速率透明,允许运营商以波长为基础提供不同的业务。CWDM技术还能应用于无源光网络PON系统。
4.3 波分复用系统(WDM)光安全进程技术要求。
4.3.1 APR 进程。
光缆切断、设备失效或光连接器拔出等均会导致光功率丢失,出于对人眼安全的考虑,在主光通道的一个光段内光功率丢失的情况下,需要系统实施APR、ALS进程。
4.3.2 APR进程的基本原理。
APR进程的基本原理如图2所示:
在受影响的OTS内,所有光输出端处的功率应在3秒之内(OTS中断时刻起)减成危险等级为+10dBm以下。
APR不排除在受影响的OMS段内对其它放大器的二次动作,也不排除OMS外正在工作的设备,如SDH单波长设备的关断。然而这不能干扰受影响的OTS的安全程序。
4.3.3 波分复用技术在无源光网络中的应用。
光纤接入网可分为无源接入和有源接入两种,中无源光网络(PON)是一种极具吸引力的接入方式,其主要特点是:低成本——显著减少光纤、光收发模块、中心局终端的数量;整个光传输通道为光纤和无源光器件,可有效避免电磁干扰和雷电影响,提高了系统的可靠性;基于无源光网络(PON)技术的接入方案将成为宽带光接入的首选技术。
5. 结论
随着通信技术的不断发展,光纤通信逐步进入以光孤子为标志的第五代光波通信,实现全光网络指日可待。其高速率和大容量的特点大大促进了社会的发展,随着信息化程度的日新月异,对通信速率、通信距离、通信容量的要求也越来越强烈。
波分复用技术(WDM)的大容量传输、对业务的透明性、网络扩容不需要敷设更多的光纤和使用高速的网络部件、组网灵活性好等特点不但满足了现在通信的需求,也适应未来通信技术的发展。波分复用技术的实用化推进了全光网络的研究和发展,所以对波分复用(WDM)技术的研究非常必要。
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课程设计题目：外调制光纤通信系统设计 学院：信息科学与工程学院 年级专业：09级光电子1班 学号：xxxxxxxx 学生姓名：xxxxx 指导教师：xxx
一、设计要求 设计10Gpb速率的外调制光纤链路，保证链路能正常通信，误码率BER小于10-12，对应的品质因数Q大于7 二、设计技术参数 1）DFB-LD（SLM），光源中心波长λ0=1552.5nm（193.1Thz），谱线宽度Δλ=0.1 nm(12.5GHz) 2)光纤传输距离120km 3)光发射机发射光功率范围：10dBm～13dBm，可取10dBm 4)APD光接收机灵敏度范围：-25dBm～-9dBm ，可取-18dBm 5) G.652标准单模光纤，光纤的衰减系数α=0.2dB/km，色散系数D=17ps/nm/km 6) 色散补偿光纤衰减系数α=0.5dB/km, 色散系数D=-100ps/(nm.km) 7) 线路编码为NRZ 8) 连接器损耗α=1dB/个 二、设计要点 链路采用外调制的模式，系统通过电信号（NRZ码）控制光调制器产生光信号。产生的光信号通过光纤传输至信号接收端，经光电探测器转换为电信号，完成链路的传输。 衰减：在实际工作中，光纤有一个衰减系数，光信号会随着传输而衰减。为了使光信号传输到探测器时，信号的功率在光电探测器的灵敏度范围之内，链路设计放大模块将信号放大。 色散：不同频率的光波在光纤中传播的速度不同，频率较小的光传播速度快，频率较大的光传播速度慢。由于链路采用的光源激光器存在一定的带宽，因而光信号在传输过程中会产生色散，传输距离越长，色散现象越严重。针对色散问题，链路设计了色散补偿光纤来消除色散。 因此，设计链路所需要解决的主要问题是色散和衰减。通过改变色散光纤的长度和放大器的放大方法来消除传输中带来的色散问题和衰减问题。另外，在设计时，系统的噪声因素也应考虑在内。 三、链路设计 1.根据要求设计链路 通信链路由信号源、线路编码器、光源、连接器、光纤、必要补偿单元、连接器、光接收机组成。设计时，使用伪随机码发生器充当信号源，用连续波激光器和M-Z调制器组成外调制型光源，用1dB衰减器充当连接器，使用不同参数的光纤分别充当传输光纤和色散补偿光纤，使用7dB衰减器充当系统衰减富余量，使用眼图分析仪来观察链路传输的眼图、分析链路的误码率和品质因数。设计链路，初始时不添加色散光纤（色散光纤长度为0）和增益，检测系统的眼图和品质因数。如下图所示：
通信工程专业毕业设计题目 本文是关于通信工程专业毕业设计题目，仅供参考，希望对您有所帮助，感谢阅读。 第一类：通信工程设计1、通信网工程设计 2、程控室工程设计 3、传输室工程设计第二类：通信论文4、光城域网研究与组网 5、光波分复用技术的研究与分析 6、光同步数字体系的研究与分析7、论述移动通信的应用及发展 8、铁通XX 分公司宽带业务现状与发展 9、铁通XX分公司发展策略 10、提速铁路专用通信业务及发展 11、自拟与本职工作密切相关的通信工程专业课题第一类：通信工程设计题目要求《通信网设计》一、设计要求：1、作某一范围长途干线网设计； 2、绘出新设计通信网图并作相应阐述。二、主要内容：1、对通信网种类及构成要素作概括性阐述；2、拟定长途网业务节点数量及选用相应设备；3、对新设计通信网的信道构成特点、网型、保护方式等作相应阐述。《程控交换工程设计》一.设计要求:1.对原有设备情况的调查,收集各种资料 2.根据调查结果设计交换网图3.根据交换网图提出中继方式,其中包括信令方式,接口方式及传输方式等内容4.画出工程所需各部分图纸5.写出设计规范书及设计说明书二.完成图纸名称:1.交换网图 2.中继方式 3.设备平面布置图 4.总配线架,数字配线架端子分配图 5.电缆径路图 6.电源系统图7.工程数量表《传输室工程设计》一、设计要求：1、结合本单位条件或者处自拟条件作传输室施工设计，规模不限； 2、采用光纤传输设备或者数字微波设备及相关附属设备（如中配架、数配架、引入架、试验架等）；3、对各项设计作重点说明。二、主要内容：1、传输室设备平面布置图； 2、通信网图； 3、室内信道直线径路图； 4、中配架运用及分配图； 5、布线计划图改工程数量表。第二类：通信论文题目要求1、根据所选题目进行现场调研及收集资料；2、根据题目说明论文主要包括哪些部分；3、对每一部分作详细论述； 4、论文应包括论点、论据、论证过程及结论； 5、所涉及的数据、图表要准确； 6、论述过程中要有自己独创的观点；
光纤通信系统设计 1 概述 图 1.1 标准光纤通信系统架构 2 模拟系统设计 光纤系统中，各组件的累加损耗应足够低以符合探测器的阈值要求。模拟系统中，充足的功率意味着高SNR，另外，组件的组合应该提供足够的带宽以通过较高的调制频率，因此，应对单个器件的损耗和带宽进行分析，并计算整个系统的功率分配和带宽预算。 2.1 系统规格 2.1.1 初始方案 以设计简单的点对点视频系统为例，电视广播信号的带宽为6MHz，要求SNR为50dB。 表2.1 系统方案一：窄带宽和低功率 Carrier Source LED0.8-0.9um Information Channel MMF (SI or GRIN) Detector PIN-PD 表2.2 系统方案二：高带宽和高功率 Carrier Source LD 1.3um Information Channel SMF Detector APD 2.1.2 负载电阻计算 已知PIN-PD的电容和传输带宽，根据方程 求得负载电阻
取近似值，计算得为6.24MHz。 2.2 功率预算 2.2.1 平均光功率计算 标准的SNR方程是 由于使用PIN-PD作为光电探测器，假设系统是热噪声限系统，调制系数m为100%，SNR方程简化为 由于放大器噪声的存在，将实际温度T替换为等效噪声温度，假设环境温度T为300K，放大器噪声系数F为2，则，又已知PD响应率为，计算平均光功率P为 取P近似值为。 2.2.2 平均光电流计算 根据平均光功率P为，计算得PIN-PD的平均光电流，远大于暗电流（几个纳安），因此系统中暗电流的影响可以忽略，计算热噪声电流均方值 散粒噪声电流均方值 可以得到，热噪声功率是散粒噪声功率的近7倍，符合最开始采用热噪声限模型的假设。 预测平均光电流为时，并没有驱动探测器进入非线性区，最大饱和电流等于偏置电压与负载电阻的比值，使用5V偏压时，最大允许电流为（或），远远大于，系统不存在饱和问题。 2.2.3 详细方案 光源SE LED SI MMF
光纤通信系统总体设计的一些考虑 内蒙古铁通通信工程公司 师林 摘 要：当设计一个光纤通信系统（例如一个数字段）时，首先要弄清所设计系统的整体情况，它所处的地理位置，当前和未来3～5年内对容量的要求，ITU—T的各项建议及系统的各项性能指标，以及当前设备和技术的成熟程度等。在弄清楚情况的基础上，对下述问题进行具体的考虑和设计。 关键词：光纤通信系统，总体设计。 一、选择路由，设置局站 对于一个需要设计的系统，首先要在两个终端站之间选择最合理的路由、设置中继站（或转接站和分路站）。选择路由一般以直、近为依据，同时应考虑不同级别线路（例如一级干线和二级干线）的配合，以达到最高的线路利用效率和覆盖面积。 中间站的设置（中继站、转接站和分路站）既要考虑上下话路的需要，又要考虑信号放大再生的需要。由于光纤通道的衰减和色散使传输距离受限，需要在适当的距离上设置光再生器以恢复信号的幅度和波形，从而实现长距离传输的目的。 传统的O/E/O实再生器具有所谓的3R功能，即再整形（Reshaping）、再定时（Retiming）和再生（Regenerating）功能。这种再生器相当于光接收机和光发射机的组合，设备较复杂，成本很高，耗电也大。目前，在1.55μm波段运行的系统，已普遍采用掺铒光纤放大器（EDFA）代替传统的O/E/O再生器。虽然国际上也在研究具备3R功能的EDFA，但目前实用的EDFA只具备光放大的功能。因此，对高速率、长距离光纤通信系统，当使用级联EDFA时，须考虑对色散的补偿和对放大的自发辐射（ASE）噪声的抑制。 二、确定系统的制式、速率 20世纪90年代中期，SDH设备已经成熟并在通信网中大量使用，考虑到SDH设备良好的兼容性和组网的灵活性，新建设的长途干线和大城市的市话通信一般都应选择SDH设备，长途干线已采用STM－16、多路波分复用的2.5Gbit/s系统、甚至10Gbit/s系统。 对于农话线路，为了节省投资，也可采用速率为34Mbit/s，140 Mbit/s的PDH系统。 三、光纤选型 目前可选择的光纤类型有G.652光纤、G.653光纤、G.654光纤、G.655光纤及大有效面积光纤。G.652光纤是目前已大量敷设。在1.3μm波段性能最佳的单模光纤，该光纤设计简单、工艺成熟、成本底。但这种光纤工作在1.55μm波段时，有＋17ps/km﹒nm左右的色散， 109
（通信企业管理）第章_光纤通信系统的设计
第7章光纤通信系统 于前面几章中，我们已经学习了光纤通信系统中基本元器件的功能，从光源、光检测器、光放大器等有源器件到连接器、隔离器等无源器件。于这章里我们将讨论如何将这些器件通过光纤组合形成具有完整通信功能的系统。光纤通信系统就其拓扑而言是多种多样的，有星形结构、环形结构、总线结构和树形结构等，其中最简单是点到点传输结构。从应用的技术来见，分光同步传输网、光纤用户网、复用技术、高速光纤通信系统、光孤子通信和光纤通信于计算机网络中的应用等等。从其地位来分，又有骨干网、城域网、局域网等。不同的应用环境和传输体系，对光纤通信系统设计的要求是不壹样的，这里我们只研究简单系统的设计，即点到点传输的光纤通信系统。内容包括设计原则、数字和模拟通信系统的设计，最后给出了设计实例，以期读者对光纤通信方面的知识有壹全面了解。 6.1设计原则 6.1.1工程设计和系统设计 光纤通信系统的设计包括俩方面的内容：工程设计和系统设计。 工程设计的主要任务是工程建设中的详细经费概预算，设备、线路的具体工程安装细节。主要内容包括对近期及远期通信业务量的预测；光缆线路路由的选择及确定；光缆线路敷设方式的选择；光缆接续及接头保护措施；光缆线路的防护要求；中继站站址的选择以及建筑方式；光缆线路施工中的注意事项。设计过程大致可分为：项目的提出和可行性研究；设计任务书的下达；工程技术人员的现场勘察；初步设计；施工图设计；设计文件的会审；对施工现场的技术指导及对客户的回访等。 系统设计的任务遵循建议规范，采用较为先进成熟的技术，综合考虑系统经济成本，合理选用器件和设备，明确系统的全部技术参数，完成实用系统的合成。 6.1.2系统设计的内容 光纤通信系统的设计涉及到许多相互关联的变量，如光纤、光源和光检测器的工作特性、
档号：专业代码： 广东理工职业学院顶岗实习报告 系别工程技术系 学生姓名xxx 学生学号xxxx 学生班级10通信技术（1）班 专业名称通信技术 校内指导教师xx 校外指导教师xxx 实习单位xx 2013年4月26日
档 2013年4月26日 目录 一．实习单位介绍 (3) 1.广东超讯通信技术股份有限公司 (3) 二. 实习岗位及主要内容 (4) 1.实习目的 (4) 2.思想和纪律表现 (4) 3.实习岗位（管线割接员、管线，设备录入员） (4) 4.岗位要求及主要工作内容 (4) 三. 实习的主要过程 (5) 1、 autoCAD 以及 zwCAD的使用和看竣工图纸 (6) 2、管线割接 (7) 3、做管线割接方案传输设备工程搬迁、割接工作流程 (8) 4、做管线割接方案 (12) 5、OLT (13) 5、施工现场查勘 (14) 四. 实习总结 (16) 参考文献 (16) 致谢 (16) 附录 (16) 顶岗实习记录表及顶岗实习考核鉴定表················
一、实习单位介绍 1.XXXXX股份有限公司 XXX公司成立于 1998 年，是中国最早从事移动通信网络建设、网络维护、网络优化的公司之一，现已成长为集通信软硬件、系统集成、信息技术服务 一体的高科技企业。目前除在广州设有总部外，还在北京、广州、深圳、广西、 江西、四川、甘肃、内蒙古、海南、湖南、贵州等地建立了省级分公司及研发中心。 公司具备通信信息网络系统集成甲级资质、通信网络代维甲级资 质，已通过高新技术企业、软件企业、安全生产企业、ISO（ISO 9001 质量管理体系， ISO14001 环境管理体系、职业健康安全管理体系）等一系列资格认证。 成立至今，公司已经在通讯行业建立了稳定的市场基础和用户支持群体，并逐渐成为通信技术服务规范的发起者和倡导者。 公司充分发挥自身优势，不断完善、创新服务体系，为中国移动等运营商提供专业、优质的一体化服务。我们的合作伙伴有：中国移动、中国 电信、中国联通。 公司践行“每一比特都精雕细琢”的企业宗旨，秉承“客户、 员工、社会、资本共同获益”的经营理念，自主开发，勇于创新，致力于成为最 优秀的通信技术服务商。 超讯成立于 1998 年，是中国最早从事移动通信网络建设、网络维护、网络优化的 公司之一，现已成长为集通信软硬件、系统集成、信息技术服务一体的高科技企业。目前除在广州设有总部外，还在北京、广州、深圳、广西、江西、四川、
~~~~~~学院课程设计报告 课程名称：通信系统课程设计 院部：电气与信息工程学院 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 完成时间：2010 年12 月31日 报告成绩：
高速数字光纤通信系统的设计
目录 (3) 摘要 (4) 关键词 (4) Abstract (5) 第一章数字光纤通信系统的整体设计 (6) 1.1数字光纤通信系统的简介 (6) 1.2 数字光纤通信系统的基本设计思想 (7) 1.3 数字光纤通信系统设计的方案分析 (7) 第二章数字光纤通信系统的具体设计 (8) 2.1 A—E的工程分站设计 (8) 2.2 系统部件的选择 (8) 2.2.1光源的选择 (8) 2.2.2光纤的选择 (8) 2.2.3光电检测器的选择 (9) 2.2.4光接口规范的选择 (9) 2.3 应用代码的选择 (9) 2.4 衰耗预算 (10) 2.4.1无光放大器系统的衰耗预算 (10) 2.4.2带光放大器系统的衰耗预算 (10) 2.5色散预算 (11) 2.5.1码间干扰与频率啁啾的功率代价 (11) 2.5.2色散相关参数的确定 (12) 2.5.3色散的具体计算 (12) 第三章数字光纤通信系统设计结果 (14) 总结 (16) 参考文献 (17)
当今世界，计算机与通信技术高度结合，光纤通信有了长足发展。纵观当今电信的主要技术，光纤和广波的变革极大的提高着信息的传输。进入1993年以后，我国光纤通信已处于持续大反战时期。其特征是大量新技术，特别是网络技术、高速介质接入网（HMAV）光时分复用接入（OTMMA）和波分复用接入（WDMA）、光孤子（solition）、掺铒光纤放大器（EDFA）、SDH产品等开发实用实用化开展大量、深入研究工作。同时，各种专用光纤系统组成及其系统参数测量技术现状，无论是对光纤通信的业主、经销商，还是对光纤通信的广大用户都是重要的。 20世纪70年代末，光纤通信开始进入实用化阶段，各种各样的光纤通信系统如雨后春笋在世界各地建立起来，逐渐成为电信传送网的主要传送手段。近几年来，光纤通信中的各种新技术，新系统也日新月异地发展着，在全球信息高速公路建设中扮演重要角色。 光纤通信是以光波为载波，光纤为传输媒介的通信方式。本次课程设计论文主要介绍光纤系统的基本组成，性能指标，还要对损耗和色散进行预算，用最坏值设计方法来设计高速数字光纤系统。 关键词：光纤通信系统、光纤、损耗、色散、光缆
摘要 通信工程（Communication Engineering）专业是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域，尤其是数字移动通信、光纤通信、Internet网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度。通信工程具有极广阔的发展前景，也是人才严重短缺的专业之一。本专业学习通信技术、通信系统和通信网等方面的知识，能在通信领域中从事研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备。毕业后可从事无线通信、电视、大规模集成电路、智能仪器及应用电子技术领域的研究，设计和通信工程的研究、设计、技术引进和技术开发工作 Communication Engineering (Communication Engineering major is information and the rapid development of science and technology and a dynamic field, especially digital mobile communications, optical fiber Communication, Internet, network Communication makes people in the passing information and access to information has reached unprecedented convenience degree. Communication engineering has a very broad prospects for development, is also one of the serious shortage of professional talents. This professional learning communication technology, communication system and network knowledge, can in the field of communication research, design, manufacture, operation, and in the departments of national economy and defence industry engaged in the development and application of communication technology and equipment. After graduation can be engaged in wireless communications, television, large scale integrated circuit, intelligent instrument and application in the field of electronic technology research, design and communication engineering research, design, technology import and technology development work。 关键词： 前言： 在现代社会，经济高速发展，社会日益前进，广阔的经济前景离不开通信的发展。近几十年，全球通信迅猛发展，走在时代前沿。目前，现代通信已由原先单纯的信息传递功能逐步深入到对信息进行综合处理，如信息的获取、传递、加工等各个领域。特别是随着通信技术的迅速发展，如卫星通信、光纤通信、数字程控交换技术等的不断进步，以及卫星电视广播网、分组交换网、用户电话网、国际互联网络等通信网的建设，通信作为社会发展的基础设施和发展经济的基本要素，越来越受到世界各国的高度重视和大力发展。 在现代社会，通讯技术起到了关键作用。科学技术是第一生产力，既然是生产力，就会对社会的方方面面有决定作用。当然在强调技术对社会的决定作用时，不能片面地夸大技术的作用。技术不能简单的、直接的、唯一的决定社会生活。技术是整个社会大系统的组成部分，与社会的经济、政治、文化和社会生活紧密相关。特别是当今的高技术，它对社会经济、对社会生活质量、对社会关系的改变、对社会政治和社会文化，都有其决定性的作用和影响。马克思把科学技术首先看成是历史的有力杠杆，看成最高意义上的革命。他在评价近代技术的社会作用时说，蒸汽、电力和纺织机甚至是比巴尔贝斯、拉斯拜尔和布朗基诸位公民，更危险万分的革命家。列宁对科学技术的社会作用也给予了极高的评价，在他看来，技术进步“也是其他一切进步的动力，前进的动因”。 而通信技术在对社会发展及社会生活的方面，也存在着巨大作用。通信技术作为信息技术的重要组成部分，共同使人类进入了虚拟时代、数字时代。虚拟，就其本身来说，是数字化方式的构成，它是人类中介系统的革命。虚拟性激发了人们创造能力的巨大发展。通信技术的进步还改变了人们的某些生活方式。比如：过去人们要上邮局寄信，现在在家发个E-mail
空间光通信技术简介 空间光通信又称为激光无线通信或无线光通信。根据用途又可分为卫星光通信和大气光通信两大类。自从60年代激光器问世开始，人们就开研究激光通信，这时的研究也主要集中在地面大气的传输中，但因各种困难未能进入实际应用。低损耗光纤波导和实用化半导体激光器的诞生为激光通信的实际应用打开了大门，目前光纤通信已经遍布世界各国的各个城市。由于对无线通信的需求的增长，再有卫星激光通信的快速发展，自从90年代开始，人们又开始重新对地面无线光通信感兴趣，进行了大量的研究，并且开发出可以实用的商业化产品。 一、开展空间光通信研究的意义及应用前景 1.作为卫星光通信链路地面模拟系统的技术组成部分 卫星光通信链路系统在上卫星前必须有地面模拟演示系统，以保障电子系统、光学系统、机械自动化控制系统等各子系统的良好工作。在链路捕捉完成以后，与以太网相连的无线光通信系统借助于光链路的桥梁，源源不断地输送以太网上的信息，这是考验光链路稳定性能的重要指标。 2.为低轨道卫星与地面站间的卫星光通信打下良好的技术基础 低轨道卫星与地面站的通信会受到天气的影响，选择干旱少雨地区建立地面站在相当程度上缓解了这一矛盾，再通过地面站之间的光纤网可以把卫星上信息送到所需地点，这从技术上牵涉到空间光通信网与光纤网连接问题，这方面问题已经基本得到解决。 3.空间光通信具有巨大的潜在市场和商业价值 ●可以克服一些通常容易碰到的自然因素障碍 当河流、湖泊、港湾、马路、立交桥和其它自然因素阻碍铺设光纤时，无线光通信系统可跨越宽阔的河谷，繁华的街道，将两岸或者岛屿与陆地连接起来。 ●提供大容量多媒体宽带网接入 用无线光通信系统作为接入解决方案，不需耗资、耗时地铺设光纤就能满足对办公大楼或商业集中区大容量接入的需要。 ●可为大企业、大机关提供部大容量宽带网 无线光通信系统能在企业、机关围为建筑物与建筑物之间的大容量连接提供一种开放空间传送的解决方案。 ●为公安、军队等重要部门提供高速宽带通信。 ●支持灾难抢救的应急系统 无线光通信系统可为灾难抢救提供一种大容量的临时通信解决方案 ●为一时性大规模的重要活动提供临时的大规模通信系统 例如，奥运会和其他体育运动会、音乐会、大型会议以及贸易展览会等专门活动往往需要大容量宽带媒体覆盖。无线光通信系统能提供一种迅速、经济而有效的解决方案，不受原有通信系统的带宽限制，也不用再去办理光纤铺设许可证。 二、空间光通信的优势 1.组网机动灵活 无线光通信设备将来可广泛适用于数据网（Ethernet，Token Ring，Fast Ethernet，FDDI，ATM,STM-x等）、网、微蜂窝及微微蜂窝（E1/T1—E3/T3，OC-3等）、多媒体（图像）通信等领域。可以把这些网上信息加载在光波上，在空气中直接传输出去，这种简便的通信方式对于频率拥挤的环境是非常理想的，例如：城市、大型公司、大学、政府机构、办公楼群等。
第6章光纤通信系统的设计 在前面几章中，我们已经学习了光纤通信系统中基本元器件的功能，从光源、光检测器、光放大器等有源器件到连接器、隔离器等无源器件。在这章里我们将讨论如何将这些器件通过光纤组合形成具有完整通信功能的系统。光纤通信系统就其拓扑而言是多种多样的，有星形结构、环形结构、总线结构和树形结构等，其中最简单是点到点传输结构。从应用的技术来看，分光同步传输网、光纤用户网、复用技术、高速光纤通信系统、光孤子通信和光纤通信在计算机网络中的应用等等。从其地位来分，又有骨干网、城域网、局域网等。不同的应用环境和传输体系，对光纤通信系统设计的要求是不一样的，这里我们只研究简单系统的设计，即点到点传输的光纤通信系统。内容包括设计原则、数字和模拟通信系统的设计，最后给出了设计实例，以期读者对光纤通信方面的知识有一全面了解。 6.1 设计原则 6.1.1 工程设计与系统设计 光纤通信系统的设计包括两方面的内容：工程设计和系统设计。 工程设计的主要任务是工程建设中的详细经费概预算，设备、线路的具体工程安装细节。主要内容包括对近期及远期通信业务量的预测；光缆线路路由的选择及确定；光缆线路敷设方式的选择；光缆接续及接头保护措施；光缆线路的防护要求；中继站站址的选择以及建筑方式；光缆线路施工中的注意事项。设计过程大致可分为：项目的提出和可行性研究；设计任务书的下达；工程技术人员的现场勘察；初步设计；施工图设计；设计文件的会审；对施工现场的技术指导及对客户的回访等。 系统设计的任务遵循建议规范，采用较为先进成熟的技术，综合考虑系统经济成本，合理选用器件和设备，明确系统的全部技术参数，完成实用系统的合成。 6.1.2系统设计的内容 光纤通信系统的设计涉及到许多相互关联的变量，如光纤、光源和光检测器的工作特性、系统结构和传输体制等。 例如，目前在骨干网和城域网中普遍选择同步数字序列SDH(Synchronous Digital Hierarchy)作为系统制式，在设计SDH体制的光纤通信系统时，首先要掌握其标准和规范，SDH的传输速率分为STM-1(155.52Mb/s)、STM-4(622.08Mb/s)、STM-16(2.5Gb/s)和STM-64(10Gb/s)等四个级别。ITU-T对每个级别（STM-64正在研究中）所使用的工作波长范围、光纤通道特性、光发射机和接收机的特性都作了规定，并对其应用给出了分类代码，表6.1给出了STM-1标准光接口的主要指标，其中应用分类代码中的符号I表示距离不超过2km的局内应用，S表示距离在15km的局间短距离应用，L表示距离在40～80km的局间长距离应用，符号后的数字表示STM的速率等级和工作波长（1310nm）。 又例，对于局域网(LAN)的设计，IEEE、TIA/EIA等组织也有相关的标准，见表6.2，对数据速率、波长作了规定。表6.3表示了波长范围以及相应技术的要求。对于数据速率为10Mbit/s或100Mbit/s的LAN系统，其光缆的长度可以查阅IEEE802.3u和TIA/EIA568A标准。表6.4为其建议的最大光缆长度。 虽然光纤通信系统的形式多样，但在设计时，不管是否有有成熟的标准可循，以下几点是必须考虑的：①传输距离。②数据速率或信道带宽。③误码率（数字系统）或载噪比和非线性失真（模拟系统）。在作过相关的分析后，我们要决定：是采用多模光纤还是单模光纤，并涉及到纤芯尺寸、折射率剖面、带宽或色散、损耗、数值孔径或模场直径等参数的选取；是采用LED还是LD光源，涉及到波长、谱线宽度、输出功率、有效辐射区、发射方向图、发射模式数量等指标的确定；是采用PIN还是APD接收器，它涉及到响应度、工作波长、
光纤通信论文 光纤通信论文 光纤通信系统工程设计 摘要 根据课堂所学内容的原理，这次我们设计的任务是34MB/S光纤通信系统工程,具体设计是从实训楼D339到数学A楼弱电间之间开通一套34MB光纤系统。 要求设计当中要选择合适的路线，并计算总长度以及光纤的长度、光纤的使用芯数，而且要选择合适的光纤、光缆和光端机。并写出具体的实施及方案、工程造价、光通路保护、光端机安装后的系统调测，并说明如何对工程施工质量进行控制。 目录 前言 (1) 第1章概论 (2) 1.1 光纤通信发展的历史 (2) 1.2光纤通信发展的现状 (2) 1.3光纤通信的发展趁势 (3) 第2章光通信系统 (5) 2.1 光纤的介绍 (5) 2.1.1光纤概念 (5) 2.1.2光纤传输原理分析 (5) 2.1.3光纤的传输特性 (5)
2.1.4光纤的型号介绍 (7) 2.2光缆的介绍 (8) 2.2.1光缆历史 (8) 2.2.2光缆的种类 (8) 2.2.3光缆网是信息高速路的基石 (9) 2.3光端机的介绍 (9) 2.3.1模拟光端机 (10) 2.3.2数字光端机 (10) 2.4光纤通信的介绍 (11) 2.5光纤通信技术与产业发展中几个值得思考的问题 (11) 2.5.1积极创新开发具有自主知识产权的新技术 (12) 2.5.2开发具有先进技术水平、与使用环境、施工技术相配套的新产品 (12) 第3章材料选择 (13) 3.1距离测量 (13) 3.2光纤、光缆选择 (13) 3.3光端机选择 (14) 第4章具体的实施及方案 (17) 4.1光缆线路的施工程序 (17) 4.2光缆的直埋敷设 (18) 4.3 用光纤将发送与接收连接 (18) 第5章光通路保护 (19) 第6章光端机安装后的系统调测 (21) 6.1光发送机参数测试 (21)
OptiSystem 仿真实例 目录 1光发送机（Optical Transmitters）设计 1.1光发送机简介 1.2光发送机设计模型案例：铌酸锂（LiNbO3）型Mach-Zehnder调制器的啁啾（Chirp） 分析 2光接收机（Optical Receivers）设计 2.1光接收机简介 2.2光接收机设计模型案例：PIN光电二极管的噪声分析 3光纤（Optical Fiber）系统设计 3.1光纤简介 3.2光纤设计模型案例：自相位调制（SPM）导致脉冲展宽分析 4光放大器（Optical Amplifiers）设计 4.1光放大器简介 4.2光放大器设计模型案例：EDFA的增益优化 5光波分复用系统（WDM Systems）设计 5.1光波分复用系统简介 5.2光波分复用系统使用OptiSystem设计模型案例：阵列波导光栅波分复用器（AWG ） 的设计分析 6光波系统（Lightwave Systems）设计 6.1 光波系统简介 6.2 光波系统使用OptiSystem设计模型案例：40G单模光纤的单信道传输系统设计 7色散补偿（Dispersion Compensation）设计 8.1 色散简介 8.2 色散补偿模型设计案例：使用理想色散补偿元件的色散补偿分析 8孤子和孤子系统（Soliton Systems） 9.1 孤子和孤子系统简介 9.2 孤子系统模型设计案例： 9结语
1 光发送机（Optical Transmitters ）设计 1.1 光发送机简介 一个基本的光通讯系统主要由三个部分构成，如下图1.1所示： 作为一个完整的光通讯系统，光发送机是它的一个重要组成部分，它的作用是将电信号转变为光信号，并有效地把光信号送入传输光纤。光发送机的核心是光源及其驱动电路。现在广泛应用的有两种半导体光源：发光二级管（LED ）和激光二级管（LD ）。其中LED 输出的是非相干光，频谱宽，入纤功率小，调制速率低；而LD 是相干光输出，频谱窄，入纤功率大、调制速率高。前者适宜于短距离低速系统，后者适宜于长距离高速系统。 一般光发送机由以下三个部分组成： 1) 光源（Optical Source ）：一般为LED 和LD 。 2) 脉冲驱动电路（Electrical Pulse Generator ）：提供数字量或模拟量的电信号。 3) 光调制器（Optical Modulator ）：将电信号（数字或模拟量）“加载”到光波上。以 光源和调制器的关系来看，可划分为光源的内调制和光源的外调制。采用外调制器，让调制信息加到光源的直流输出上，可获得更好的调制特性、更好的调制速率。目前常采用的外调制方法为晶体的电光、声光及磁光效应。 图1.2为一个基本的外调制激光发射机结构：在该结构中，光源为频率193.1Thz 的激光二极管，同时我们使用一个Pseudo-Random Bit Sequence Generator 模拟所需的数字信号序列，经过一个NRZ 脉冲发生器（None-Return-to-Zero Generator 转换为所需要的电脉冲信号，该信号通过一个Mach-Zehnder 调制器，通过电光 图1.1 光通讯系统的基本构成 1）光发送机 2） 传输信道 3）光接收机 图2 外调制激光发射机
毕业设计选题与任务书填写---李文海 毕业设计工作讲座---毕业设计选题与任务书的填写 一、毕业设计(论文)的目的与要求 有下述三个方面的作用 ·总结：对在学期间所学知识的检验与总结 ·培养：培养和提高独立分析问题和解决问题的能力 ·训练：使学生受到科学研究、工程设计和撰写技术报告等方面的基本训练 1.目的 (1)提高学生对工作认真负责、一丝不苟,对事物能潜心考察、勇于开拓、勇于实践的基本素质。 (2)培养学生综合运用所学知识，结合实际独立完成课题的工作能力。 (3)对学生的知识面、掌握知识的深度、运用理论结合实际去处理问题的能力、实验能力、外语水平、计算机运用水平、书面及口头表达能力进行考核。 2.要求 (1)进行综合运用所学知识去解决实际问题的训练,使学生的科
学实验和工程实践技能的水平、独立工作能力有所提高。 (2)要求一定要有结合实际的某项具体项目的设计或对某具体课题进行有独立见解的论证，并要求技术含量较高。 (3)设计或论文应该在教学计划所规定的时限内完成。 (4)书面材料:框架及字数应符合规定 3.成绩评定 (1)一般采用优秀、良好、及格和不及格四级计分的方法。 (2)评阅人和答辩委员会成员对学生的毕业设计或毕业论文的成绩给予评定。 4.评分标准 (1)优秀:按期圆满完成任务书中规定的项目;能熟练地综合 运用所学理论和专业知识; 有结合实际的某项具体项目的设计或对某具体课题进行有独立见解的论证，并有较高技术含量。 立论正确,计算、分析、实验正确、严谨,结论合理,独立工作能力较强,科学作风严谨;毕业设计(论文)有一些独到之处,水平较高。 文字材料条理清楚、通顺,论述充分,符合技术用语要求,符号统一,编号齐全,书写工整。图纸完备、整洁、正确。 答辩时,思路清晰,论点正确,回答问题基本概念清楚,对主 要问题回答正确、深入。
摘要 LED作为冷光源和节能光源，正在不断发展和普及。所以利用这个新的光源来通信，也变成了目前研究的热门课题之一。LED光传输技术就是利用常见的LED等室内照明设备，发出肉眼感觉不到的高速明暗闪烁的通信信号，以无线通信的方式来传输数据。采用无线光通信最大的特点就是它的波长范围大，可以将可见光讯号用不同的波长来进行信号的传输。可见光还有无电磁辐射、易保密等特点，尤其搭借了照明平台，所以不需要采用另外的传输介质，采用广播方式，受体的数量即容量受到的制约小，但是其缺点是不易实现双向的通信。 这次毕业设计的主要内容是尝试设计并制作一个LED通信试验系统，通过对频率的调制，发出特定的编码信号，接收方利用光电敏感器件接收调制光，解调后还原成数据信号。最后，本次毕业设计完成了基本功能的LED发射管、接收管的发射和接收工作，并且尝试将其时分复用和频分复用。在发送端添加了温度传感器和超声波测距传感器，数码管显示，在接收端用1602液晶屏幕显示出来。两者的对比，反应出通信的正确性。 本设计是基于两个89C51单片机，利用红外led发射装置和HS0038接收装置设计的简单慢速通信。目标是熟悉单片机的编程思路和学习通信的基本原理。基本的慢速光通信在传感器与单片机之间的通信上有着广泛的应用。 关键词：LED;调解;解调;频分复用;时分复用 I
Abstract As a cold light and energy-saving light source, LED is rapidly developing and being popularization. So using this new light source to communicate has become a hot research topic nowadays. The technology of LED light transmission is to using common LED indoor lamps. Communication signal of high speed light by the naked eye can not feel the flashing, in a way of wireless communication to transmit data. The most special characteristic of light communication is that the light wavelength range is very long, and visible light can be signal transmission in different wavelength. Visible light and no electromagnetic radiation, such as confidentiality, especially a borrowed lighting platform, so do not need to use the transmission medium, the broadcast, the number that is restricted by receptor capacity is small, it is not easy to achieve two-way communication. The main purpose of this paper is to try to design a LED communication system, through the modulation of the frequency coding signal, the photoelectric sensitive device receives the light modulation, demodulation back into the data signal. Finally, the graduation design, completed the basic function of the LED launch tube, receiving tube emission and reception work, and try to time division multiplexing and frequency division multiplexing. The temperature sensor and the ultrasonic ranging sensor is added in the transmitter, the digital tube display, the receiver with 1602 LCD screen display. The contrast of the two, reflect the correctness of communication. The design is based on two MCUs, simple slow communication using infrared LED emission device and HS0038 receiver design. The target is the basic principle of the programming ideas and learning communication with single-chip microcomputer. Slow light communication basic is widely used in communication between sensor and MCU. Keywords: LED; mediation; demodulation; frequency; division; II
通信工程专业本科毕业设计（论文）选题指南 （摘自网络） 一、通信工程专业的学科领域 通信工程专业属于电气信息类专业。电气信息类专业还包括：电气工程及自动化（080601）；自动化（080602）；电子信息工程（080603）；计算机科学与技术（080605）；电子科学与技术（080606）；生物医学工程（080607）。 二、通信工程专业的主要研究方向和人才培养目标 1、通信工程专业的主要研究方向 （1）数据通信传输问题的研究； （2）信号及信息处理方面的研究； （3）通信系统仿真方面的研究； （4）通信新技术方面的应用； （5）通信电子电路或微机接口方面的研究； （6）通信方面的软件开发，网络层协议研究等； （7）网络信息安全的研究 2、通信工程专业的人才培养目标 通信工程专业培养具备通信技术、通信系统和通信网等方面的知识，能在通信领域中从事研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备的高级工程技术人才。 本专业学生主要学习通信系统和通信网方面的基础理论、组成原理和设计方法，受到通信工程实践的基本训练，具备从事现代通信系统和网络的设计、开发、调测和工程应用的基本能力。 通信工程专业的毕业生应具备以下几方面的知识能力和素质结构： （1）掌握通信领域内的基本理论和基本知识。 （2）掌握光波、无线、多媒体等通信技术。 （3）掌握通信系统和通信网的分析与设计方法。 （4）了解通信系统和通信网建设的基本方针、政策和法规。 （5）了解通信技术的最新进展与发展动态。
（6）具有设计、开发、调测、应用通信系统和通信网的基本能力。 （7）掌握文献检索、资料查询的基本方法、具有一定的科学研究和实际工作能力。 （8）善于运用已有知识来学习挖掘新知识，具有能够将所学知识运用到实践活动中去和运用科学知识分析解决实际问题的能力。 （9）具有独立观察，分析问题，敢于标新立异，勇于置疑，具备开展科学创新活动的基本能力，能灵活地把所学知识服务于社会。 3、通信工程专业课程群分类 （1）数字通信与网络交换：概率论与数理统计、随机信号分析、通信原理、无线通信原理、通信组网与程控交换、计算机通信与网络、移动通信、光纤通信、微波通信、电磁波与电磁场； （2）信号及信息处理：信号与系统、数字信号处理、通信原理、数据结构、数字图像处理、信息理论与编码； （3）电子电路：电路分析、模拟电路、数字电路、高频电子线路、DSP原理及应用、EDA技术、混合集成电路； （4）计算机应用方面：计算机文化基础、C语言程序设计、汇编语言、数据库原理及应用、软件工程、面向对象程序设计、多媒体技术、微机原理与接口技术、单片机原理应用等。 三、毕业设计（论文）选题原则 本专业毕业论文（设计）题目的选择要遵循以下原则： 1、要结合所学专业 毕业论文主要用来衡量学生对所学知识的掌握程度，所以论文题目不能脱离所学的专业知识。有些学生工作与所学专业没有关系，而本人对所从事的工作有一定的探索或研究，毕业论文就写了这方面的内容。这只能算是工作总结，但不能算是一篇毕业论文。 工科学生学习的专业往往和他们从事的工作有较紧密的关系，他们有较丰富的实验经验和感性认识，经过几年的系统学习，可以学到相应的理论知识，使他们对自己的工作有一种新的认识，他们可以利用所学知识对原来的工作方式、工作程序、工作工具进行改进，以提高工作效率。 2、内容要新 工科论文除了具有理论性之外，更重要的是它的实践性和实际操作性。工科各学科发展非常之快，往往教科书刚进入课堂，内容就已经落后了。待学生毕业时，所学知识可能几近淘汰，所以学生选题要注意所用知识不能陈旧，要能跟上学科的发展。 3、题目要大小适当，难易适度