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光传输与网络课程设计一、教学目标通过本章节的学习，学生将掌握光传输与网络的基本概念、原理和应用；了解光纤通信的原理和过程，掌握网络协议和拓扑结构；培养学生运用光传输与网络知识解决实际问题的能力；增强学生对信息技术领域的兴趣和好奇心，培养学生的创新精神和团队合作意识。
二、教学内容本章节主要包括以下内容：1.光传输与网络的基本概念：光通信的发展历程、光纤通信的优点和应用领域；2.光纤通信原理：光波的产生与传输、光纤的导光原理、光纤通信系统的组成；3.网络协议与拓扑结构：OSI模型、TCP/IP协议、常见网络拓扑结构及优缺点；4.光传输与网络技术在现代通信中的应用：数据中心、5G网络、物联网等。
三、教学方法为了提高教学效果，本章节将采用多种教学方法：1.讲授法：通过讲解光传输与网络的基本概念、原理和应用，使学生掌握相关知识；2.案例分析法：分析实际案例，让学生了解光传输与网络技术在现代通信领域的重要性；3.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手操作，加深对光纤通信原理的理解；4.讨论法：学生分组讨论，培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。
四、教学资源为了支持教学内容的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《光传输与网络技术》等相关教材；2.参考书：提供相关领域的经典著作和论文，以便学生深入研究；3.多媒体资料：制作课件、视频和动画，直观展示光传输与网络技术的相关原理和应用；4.实验设备：光纤通信实验装置，供学生进行实验操作。
通过以上教学资源的支持，学生将能够更好地学习光传输与网络知识，提高实际应用能力。
五、教学评估本章节的评估方式将包括以下几个方面：1.平时表现：通过学生在课堂上的参与度、提问回答、小组讨论等表现，评估其对光传输与网络知识的理解和应用能力；2.作业：布置相关的练习题和案例分析报告，评估学生对知识的掌握和运用能力；3.考试：安排一次期末考试，以闭卷形式评估学生对本章节知识的全面理解和应用能力。
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）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。
光纤通信课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 让学生理解光纤通信的基本原理，掌握光纤的传输特性以及光纤的类型和结构。
2. 使学生掌握光纤通信系统的组成，了解发射机、光纤、接收机等关键部件的工作原理。
3. 让学生掌握光纤通信的优点，了解其在现代通信领域的应用。
技能目标：1. 培养学生运用光纤通信知识解决实际问题的能力，学会分析光纤通信系统的性能指标。
2. 提高学生的实验操作能力，通过实践掌握光纤的连接、敷设和测试方法。
3. 培养学生运用所学知识进行小组合作和交流表达的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对光纤通信技术的好奇心和探究欲望，培养其创新意识和科学精神。
2. 培养学生热爱科学、勤奋学习的态度，使其认识到科学技术对社会发展的贡献。
3. 引导学生关注我国光纤通信领域的发展，增强国家自豪感和责任感。
本课程针对高年级学生，课程性质为理论实践相结合。
在分析课程性质、学生特点和教学要求的基础上，将课程目标分解为具体的学习成果。
后续教学设计和评估将以此为基础，确保学生能够达到预期学习效果。
二、教学内容1. 光纤通信原理- 光纤的结构与分类- 光纤的传输特性：模式、带宽、损耗- 光的发射与接收原理2. 光纤通信系统组成- 发射机：光源、调制器- 光纤：单模光纤、多模光纤- 接收机：光检测器、解调器3. 光纤通信技术的应用- 现代通信网络中的应用- 不同场景下的光纤敷设与接入技术- 光纤通信在我国的发展现状与趋势4. 光纤通信性能分析- 系统性能指标：速率、误码率、距离- 影响光纤通信性能的因素- 提高系统性能的方法和技术5. 实践操作- 光纤的切割、熔接和测试- 光纤通信实验：搭建简易光纤通信系统- 小组合作：设计并分析光纤通信方案教学内容根据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。
教学大纲明确以下安排和进度：- 第1周：光纤通信原理- 第2周：光纤通信系统组成- 第3周：光纤通信技术的应用- 第4周：光纤通信性能分析- 第5周：实践操作（实验课）教材章节对应如下：- 第1-2章：光纤结构与特性、光纤通信原理- 第3章：光纤通信系统组成- 第4章：光纤通信技术与应用- 第5章：光纤通信性能分析与优化教学内容紧密联系课本，旨在帮助学生掌握光纤通信知识，提高实践操作能力。
课程设计（专业课综合设计）指导书【课程编号】011013【学分/学时】1/16【课程类别】实践、必修【适用专业】通信与信息类专业一、设计题目：SDH设备组网设计二、设计目的传输网是重要的电信基础网，而SDH是目前应用最为广泛的传输体制，通过光传输系统课程设计使学生熟悉常见的几种传输网络的特点及应用场合，掌握典型传输设备的组网过程以及网管工具的使用，培养学生在传输组网工程方面的实际应用技能，帮助即将毕业的大四学生逐渐进入角色，树立就业信心。
三、任务要求用指定的SDH设备进行组网，网络的站点数要求至少5个以上。
四、时间、地点及进程根据我院本科教学计划，本课程设计时间安排在第七学期的第一周，地点在我院专业实验中心各实验室或机房。
过程主要分为四个阶段：堂上集中讲解、学生各自在堂下设计（在此期间教师在指定地点答疑）、每个学生到指定实验室上机验收、报告撰写。
具体安排在行课前另行通知。
五、预备知识1、SDH基本知识（主要熟悉各种网络拓扑结构，特别是通道保护环和复用段保护环的特点）2、华为OptiX 155/622光传输设备硬件组成情况六、上机操作工具1、SBS MN-NES 传输网管系统；2、传输网元模拟器（DEMO4.0）；3、微机。
七、设计步骤1、选择网络结构，要求每个站的站名以自己的名字命名，如“王勇－1，王勇－2”，网络的站点数要求5个以上；SDH网是由SDH网元设备通过光缆互连而成的，网络节点（网元）和传输线路的几何排列就构成了网络的拓扑结构。
网络的有效性（信道的利用率）、可靠性和经济性在很大程度上与其拓扑结构有关，所以在建设网络时，首先要确定采用何种网络结构。
常见的网络结构有链形网、星形网、树形网、环形网、网孔形、环带链、环相切、环相交等，如下图：链形网：A B C D E星形网：ABC D E树形网：环形网：ABC DE网孔形：ABCD E环带链：环相切：环相切：上述各种网络的特点以及应用场合，请参考有关SDH方面的文献。
一、教学目标1. 知识目标：使学生掌握光纤传送的基本原理、工作原理和传输特点，了解光纤的构造、类型和性能指标。
2. 能力目标：培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生实际操作光纤传输系统的能力。
3. 情感目标：激发学生对光纤传输技术的兴趣，培养学生团队合作精神和创新意识。
二、教学内容1. 光纤的基本概念：光纤的定义、分类、构造、性能指标等。
2. 光纤传输原理：光纤的传输原理、传输模式、光纤的损耗和色散等。
3. 光纤传输系统：光纤传输系统的组成、工作原理、应用领域等。
4. 光纤通信技术：光纤通信技术的基本原理、调制解调技术、传输速率等。
5. 光纤通信设备：光纤通信设备的功能、性能、分类等。
三、教学过程1. 导入新课：通过多媒体展示光纤通信技术在生活中的应用，激发学生的学习兴趣。
2. 讲授新课：（1）讲解光纤的基本概念，使学生了解光纤的分类、构造和性能指标。
（2）介绍光纤传输原理，包括传输模式、损耗和色散等。
（3）讲解光纤传输系统，包括系统组成、工作原理和应用领域。
（4）讲解光纤通信技术，包括基本原理、调制解调技术和传输速率等。
（5）介绍光纤通信设备，包括功能、性能和分类等。
3. 实践环节：（1）分组讨论：将学生分成若干小组，讨论光纤传输技术在实际生活中的应用。
（2）实验操作：引导学生进行光纤传输系统的搭建和调试，让学生动手实践，提高实际操作能力。
4. 总结与拓展：（1）总结本节课的重点内容，加深学生对光纤传输技术的理解。
（2）布置课后作业，让学生查阅资料，拓展知识面。
四、教学评价1. 课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、回答问题的准确性等。
2. 实践操作：评估学生在实验操作中的动手能力、解决问题的能力等。
3. 课后作业：检查学生的课后作业完成情况，了解学生对知识的掌握程度。
4. 考试成绩：通过考试评估学生对光纤传输技术的整体掌握情况。
五、教学资源1. 多媒体课件：用于展示光纤传输技术的基本原理和应用案例。
光纤技术课程设计引言光纤作为一种传输信息的介质，已经成为现代通信领域中不可或缺的一部分。
因此，了解光纤的基本原理和相关的技术就显得尤为重要。
本文将介绍一个关于光纤技术的课程设计，旨在帮助学生深入了解光纤的运作原理，以及光纤相关的技术及其应用。
课程设计目的本课程设计的主要目的有以下三点：1.了解光纤的基本原理；2.掌握光纤相关的技术，如光源、耦合器、接收器等；3.了解光纤在通信领域中的应用。
课程设计内容第一章：光纤基本原理1.1 光纤的定义光纤是一种由高纯度的硅（SiO2）或氟化物（PF）等材料制成的、具有光导作用的细长柔性管状结构，广泛用于通信、医疗、工业等领域。
1.2 光的基本原理介绍光波的波长、频率、能量等基本概念，并讲解光的电磁波性质、波动理论、光的干涉、衍射、偏振等基本原理。
1.3 光纤传输原理介绍光纤的传输原理，包括单模光纤和多模光纤的原理、光的反射、折射原理、路径和光路长度的计算方法等。
第二章：光纤相关技术2.1 光源介绍光纤的光源，包括激光光源、LED光源等，讲解激光发射器的工作原理、电流和温度的影响、条形阵列和波导耦合。
2.2 耦合器介绍耦合器的种类、作用和使用方法，包括耦合器的分类、构造、工作原理、参数和特性等。
2.3 接收器介绍光纤接收器的组成、工作原理、接收灵敏度和动态范围等参数，以及接收器的应用。
第三章：光纤在通信领域中的应用3.1 光纤通信系统介绍光纤通信系统的构成、光纤的制作、连接和维护等，包括主干、支线、用户等光纤网络的组网方法、波分复用技术、SDH和WDM等技术。
3.2 光纤传感器介绍基于光纤原理的传感器，包括光纤温度传感器、光纤加速度传感器、光纤应力传感器等，讲解其工作原理和应用场景。
课程设计要求学生需要完成以下要求：1.独立完成一份光纤技术相关的论文；2.完成一款实验设备的设计，并进行实验验证；3.完成一份光纤相关的技术应用实例及论述。
课程设计考核方式本课程设计考核方式主要分为以下三个方面：1.论文成绩占总成绩的50%；2.设备设计及实验验证成绩占总成绩的30%；3.报告成绩占总成绩的20%。
~~~~~~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。
光纤通信系统及其应用课程设计1. 简介光纤通信系统是一种利用光传输信号的通信方式，具有高速、大容量、抗干扰等特点。
在现代通信中得到广泛应用，如远程通信、互联网、有线电视等。
本文档将介绍光纤通信系统的基本原理、构成以及在实际应用中的设计。
2. 光纤通信系统的基本原理光纤通信系统的基本原理是利用光在光纤中传播。
其中，光的传播速度非常快，且数据信号以光的形式进行传输，因此通信速度非常高。
通信中利用光纤和光电子器件完成对光信号的调制、解调、放大和变换。
通信的基本原理可以表示为：信号来源→ 光电器件→光纤→ 光电器件→ 目的地其中，信号来源可以是光源、电子设备等，目的地可以是电视机、计算机等。
在通信中，传输的信息是将信号转换成数字码的形式，以光的形式通过光纤传输。
因此，在光纤通信中，数字码被称为二进制码。
3. 光纤通信系统的构成光纤通信系统的主要构成部分有光源、发射机、光纤、接收机和目的地。
其中，光源可以是半导体激光器、LED等。
发射机主要利用光电调制器将信号转化为光信号，并通过光纤将信号传输到接收机。
接收机对光信号进行检测和解调，将数据信号恢复为原来的模拟信号。
目的地可以是用于显示的电视和计算机等。
4. 光纤通信系统的应用光纤通信系统在现代通信中得到广泛应用，下面仅介绍几种典型应用场景。
4.1 远程通信远程通信是指通过通信网络进行远程传递信息的过程。
随着全球化的发展，各国之间的联系日益密切，远程通信应用也越来越广泛。
在远程通信中，光纤通信系统的高速和大容量优势得到了充分的发挥，越来越多的通信单位开始采用光纤通信技术来进行远程通信。
4.2 互联网互联网的高速发展离不开光纤通信技术的应用。
现代网络通信中，越来越多的信息要求实时传输，因此需要高速通信。
光纤通信系统的高速和大容量优势使其成为互联网的重要途径。
目前，光纤通信技术已经成为互联网的主要技术之一。
4.3 有线电视有线电视是指通过电缆电视网向用户提供电视服务的一种方式。
光传输课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解光传输的基本概念，掌握光纤通信的原理。
2. 学生能够描述光的发射、传输和接收过程，了解光纤的类型和特点。
3. 学生能够解释光在光纤中的传输特性，如损耗、色散等。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析实际光传输系统中的问题，并提出解决方案。
2. 学生能够设计简单的光纤通信实验，进行数据传输和接收。
3. 学生能够运用光纤通信的相关设备，进行基本的光传输实验操作。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对光通信技术的兴趣，提高科学探究精神。
2. 学生树立正确的团队合作意识，学会与他人共同解决问题。
3. 学生增强环保意识，认识到光通信技术在节能减排方面的优势。
课程性质分析：本课程为物理学科选修课程，旨在让学生了解光通信技术的基本原理和应用，提高学生的实践操作能力。
学生特点分析：高中年级学生具备一定的物理知识基础，对新技术充满好奇，喜欢动手实践，但可能对理论知识的掌握程度不一。
教学要求：1. 结合生活实际，激发学生兴趣，注重理论与实践相结合。
2. 采用启发式教学，引导学生主动探究，培养解决问题的能力。
3. 强化团队合作，提高学生的沟通与协作能力。
4. 注重过程评价，关注学生的学习成果，及时给予反馈。
二、教学内容1. 光纤通信原理- 光的发射与接收- 光在光纤中的传输特性- 光纤的类型及特点2. 光传输系统- 光源与探测器- 光纤通信系统的基本组成- 光传输实验操作与数据分析3. 光传输问题及解决方案- 损耗与色散- 光传输系统中的常见问题- 提高光传输性能的方法4. 光通信技术应用- 光通信在生活中的应用- 光通信在节能减排方面的优势- 光通信技术发展趋势教学大纲安排：第一课时：光纤通信原理1. 光的发射与接收2. 光在光纤中的传输特性第二课时：光传输系统1. 光源与探测器2. 光纤通信系统的基本组成第三课时：光传输问题及解决方案1. 损耗与色散2. 常见问题及解决方案第四课时：光通信技术应用1. 光通信在生活中的应用2. 光通信技术的发展趋势教学内容进度安排：每周1课时，共计4课时。
光纤通信系统课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握光纤通信系统的基本原理、组成部分及其在现代通信技术中的应用。
具体目标如下：1.知识目标：–了解光纤通信的历史和发展趋势；–掌握光纤的基本性质和类型；–掌握光纤通信系统的组成和工作原理；–了解光纤通信在现代通信技术中的应用。
2.技能目标：–能够分析光纤通信系统的性能指标；–能够设计简单的光纤通信系统；–能够运用所学知识解决实际问题。
3.情感态度价值观目标：–培养学生对光纤通信技术的兴趣和好奇心；–使学生认识到光纤通信在现代社会中的重要性；–培养学生团队合作、创新思维和实践能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.光纤通信概述：介绍光纤通信的历史和发展趋势，使学生了解光纤通信的基本概念。
2.光纤的基本性质和类型：讲解光纤的折射率、损耗、色散等基本性质，以及单模光纤和多模光纤的类型。
3.光纤通信系统的组成：介绍光纤通信系统的基本组成部分，包括光源、光纤、光接收器等。
4.光纤通信的工作原理：讲解光纤通信的基本原理，包括光的全反射、信号传输等。
5.光纤通信在现代通信技术中的应用：介绍光纤通信在互联网、电话、有线电视等领域的应用。
6.光纤通信系统的性能指标：分析光纤通信系统的传输速率、带宽、传输距离等性能指标。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下几种教学方法：1.讲授法：教师讲解光纤通信的基本概念、原理和应用，引导学生掌握知识点。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解光纤通信在现实生活中的应用。
3.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲身体验光纤通信系统的操作和性能。
4.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的团队合作能力和创新思维。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本节课将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的光纤通信教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
光纤通信随着数字技术和光纤通信技术各自的进步，以及社会对于光纤集成网络以实现资源共享的要求日益增长，数据与光纤通信技术也已紧密地结合起来，成为了社会的强大物质技术基础。
现代社会，数字光纤通信已经越来越多地应用到了社会各个领域中。
光纤通信系统最重要的部分是光发射机、信道和光接受机三个模块。
通过各种光电设备连接成SDH 同步数字序列的数字光纤传输系统。
伴随社会的进步与发展，以及人们日益增长的物质与文化需求，光通信向大容量、长距离的方向发展已经是必然的发展趋势。
由于光波具有极高的频率¨(大约3亿兆赫兹)，也就是说是具有极高的宽带，从而可以容纳巨大的通信信息，所以用光波作为载体来进行通信一直是人们几百年来追求的目标所在。
目前，全球数据业务量几乎半年就翻一翻，电信网、因特网和电视有线网(三网)合一的步伐正在加快，面对广大用户对通信网络容量提出的迫切要求，世界上许多国家的新建语音通信系统均采用光纤作为传输媒介，并且光纤语音通信亦正从低速系统向高速系统发展。
随着光纤通信技术的发展，一个以微电子技术，激光技术，计算机技术和现代通信技术为基础的超高速宽带信息网将使远程教育、远程医疗、电子商务、智能居住小区越来越普及。
光纤通信以其诸多优点将成为现代通信的主流，未来信息社会的一项基础技术和主要手段。
光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。
目前，光纤通信技术已有了长足的发展，新技术也不断涌现，进而大幅度提高了通信能力，并不断扩大了光纤通信的应用范围。
光纤通信技术光纤通信自从问世以来，给整个通信领域带来了一场革命，它使高速率、大容量的通信成为可能。
光纤通信由于具有损耗低、传输频带宽容量大体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点而备受业内人士的青睐，发展非常迅速在现代社会，光纤通信越来越多地与另一种通信方式数字通信联系在了一起，二者一同成为办公自动化，局域网办公，网络资源共享，社区网络通信甚至是建设信息高速公路的核心技术。
这两种技术也成了当下的热门研究课题。
1. 引言1.1 设计背景光纤通信技术光纤通信自从问世以来，给整个通信领域带来了一场革命，它使高速率、大容量的通信成为可能。
光纤通信由于具有损耗低、传输频带宽容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点而备受业内人士的青睐，发展非常迅速。
在现代社会，光纤通信越来越多地与另一种通信方式—数字通信联系在了一起，二者一同成为办公自动化，局域网办公，网络资源共享，社区网络通信甚至是建设信息高速公路的核心技术。
这两种技术也成了当下的热门研究课题。
1.2 光纤通信技术1.2.1 光纤通信概念所谓光纤通信，就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信之目的。
要使光波成为携带信息的载体，必须对之进行调制，在接收端再把信息从光波中检测出来。
然而，对光波进行调制与解调，由于目前技术水平所限，目前大都采用强度调制与直接检波方式。
又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重，所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。
数字光纤通信系统基本上由光发送机、光纤与光接收机组成。
发送端的电端机把信息（如话音）进行模/数转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件(LED)，则LED 就会发出携带信息的光波。
即当数字信号为“1”时，光源器件发送一个“传号”光脉冲；当数字信号为“0”时，光源器件发送一个“空号”（不发光）。
光波经光纤传输后到达接收端。
在接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数/模转换，恢复成原来的信息。
就这样完成了一次通信的全过程。
2.2 整体设计本系统主要由三部分组成：光发射机、传输光纤和光接收机。
其电/光和光/电变换的基本方式是直接强度调制和直接检波。
实现过程如下：输入电信号是数字信号；调制器将电信号转换成适合驱动光源器件的电流信号并用来驱动光源器件，对光源器件进行直接强度调制，完成电/光变换的功能；光源输出的光信号直接耦合到传输光纤中，经一定长度的光纤传输后送达接收端；在接收端，光电检测器对输入的光信号进行直接检波，将光信号转换成相应的电信号，再经过放大恢复等处理过程，以弥补线路传输过程中带来的信号损伤（如损耗、波形畸变），最后输出和原始输入信号相一致的电信号，从而完成整个传送过程。
系统框图如图2.2所示。
光纤光纤输入接口光发端机光收端机输出接口光发端机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。
系统传输部分的原理框图如图2.2所示。
图2-3 传输原理框图2.3 光发射机数字光发射机的功能是把电端机输出的数字基带信号转换为光信号，并用耦合技术有效注入光纤线路。
主要有光源和电路两部分。
光源是实现电/光转换的关键器件，在很大程度上决定着光发射机的性能。
图2-4 数字光发射机方框图2.3.1 光源对光源的要求如下：（1） 发射的光波长应和光纤低损耗“窗口”一致，即中心波长应在0.85um ，1.31um ，图2-2 光纤通信系统模型输入接口 线路编码 调制电路 光源控制电路电信号输入 光信号输出1.55um 附近。
单色性好。
（2） 电/光转换效率高，在低驱动电流下，有够大稳定的输出光功率，且线性良好。
（3） 允许的调制速率要高或相应速度要快。
（4） 温度特性好，可靠性高，寿命长目前，有半导体激光器（LD ）和发光二极管（LED ）可满足不同场合的要求。
2.3.2 调制电路和控制电路直接光强调制的数字光发射机主要电路有调制电路、控制电路和线路编码电路。
选用的LD 作为光源，所以还需要偏置电路。
对调制电路和控制电路的要求如下：（1） 输出光脉冲的通断比（全“1”码平均光功率和全“0”码平均光功率的比值，或消光比的倒数）应大于10，以保证足够的光接收信噪比。
（2） 输出光脉冲的宽度远大于电光延迟，光脉冲的上升、下降、开通延迟应足够短，以便在高速率调制下，输出的光脉冲准确再现输入电脉冲的波形。
（3） 对激光器应施加足够的偏置电流，以便抑制在较高速率调制下可能出现的张弛震荡，保证发射机正常工作。
（4）采用自动功率控制和自动温度控制，以保证输出光功率有足够可靠稳定性。
2.3.3 线路编码电路线路编码必要性，是因为电端机输出的数字信号是适合电缆传输的双极性码，而光源不能发射负脉冲，所以要变换为适合于光纤传输的单极性码。
数字光纤通信系统常用的线路码型有：扰码、mBnB 码和插入码。
本设计采用的是mBnB 码型。
其编码规则如下表所示：表2-1 3B4B 码编码规则3B 000 001 010 011 100 101 110 111 4B100110001011101001010100011101103B4B 编码电路的主要作用是将送来的串行数据流以3bit 为一组，转换成4bit 为组的码流，并以串行形式送出。
图2.4示出了编码电路原理框图即可实现。
串行数据 串并 转换锁存 1串并 转换串行送出信号图2-5 3B4B 码编码框图如图2.5所示为相应的译码原理框图可以实现译码。
图2-6 3B4B 码译码框图2.4 光接收机直接强度调制、直接检测方式的数字光接收机方框图示于图2.7，主要包括光检测器、前置放大器、主放大器、均衡器、时钟提取电路、取样判决器以及自动增益控制（AGC ）图2-7 数字光接收机框图串行编码信号并串 转换f 时钟 发生器锁 存 器4/3f 时钟 发生器 同步分组信号提取触发器串并 转换1译码后信号 光检测器判决器时钟提取光检测器偏压控制AGC 电路前置放大器主放大器2.4.1 光检测器光检测器是光接收机实现光/电转换的关键器件，其性能特别是响应度和噪声直接影响光接收机的灵敏度。
对光检测器的要求如下：（1）波长响应要和光纤低损耗窗口（0.85um、1.31um和1.55um）兼容；（2）响应度要高，在一定的接收光功率下，能产生最大的光电流；（3）噪声要尽可能低，能接受极微弱的光信号；（4）性能稳定，可靠性高，寿命长，功耗和体积小。
目前，适合于光纤通信系统应用的光检测器有PIN光电二极管和雪崩二极管（APD）。
2.4.2 放大器前置放大器应是低噪声放大器，它的噪声对光接收机的灵敏度影响很大。
主放大器一般是多级放大器，它的作用是提供足够的增益，并通过它实现自动增益控制（AGC），以使输入光信号在一定范围内变化时，输出电信号保持恒定。
2.4.3 均衡和再生均衡的目的是对经光纤传输、光/电转换和放大后已产生畸变（失真）的电信号进行补偿，使输出信号的波形适合于判决，以消除码间干扰，减小误码率。
再生电路包括判决电路和时钟提取电路，从放大器输出的信号与噪声混合的波形中提取码元时钟，并逐个地堆码元进行取样判决，以得到原发送的码流。
34．总结介绍了光纤通信技术的产生、发展历程、研究现状以及应用越来越广泛的新技术，展望了光纤通信技术的发展趋势。
了解了光纤通信的基础知识并在之上研究制作了数字光纤通信传输系统，详细地研究了光纤通信系统的工作原理，和完成光纤传输的各部分组成的模块光电器件，具体分析了各个器件的工作功能和实现原理，很深刻的对光网络的认识，对于以后的光网络发展充满期待，其光系统的发展潜力无穷等待着我们去挖掘，本次课程设计非常感谢任课老师与指导给予的帮助与指导。
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