数字光纤通信系统及其设计教学文案
数字光纤通信课程设计指导书
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。
光纤通信电子教案
光纤通信电子教案教师备课纸第 1 次课题1、光纤通信概述目的要求 1.了解光纤通信发展的历史2.了解光纤通信的优点及应用3.掌握光纤通信系统的基本组成4.了解光纤通信的发展现状及展望教学重点 1.光纤通信系统的一般组成2.光端机、光纤链路的基本功能教学难点光纤通信系统的组成与功能教学课时 2教学方法讲授法、演示法、讨论法教学内容和步骤《光纤通信》课程内容介绍、专业学习方法、参考资料介绍第1章概论第2章光纤和光缆第3章通信用光器件第4章光端机第5章数字光纤通信系统第6章模拟光纤通信系统第7章光纤通信新技术第8章光纤通信网络1.1 光纤通信的发展历史和现状教师备课纸1.1.1 探索时期的光通信中国古代用“烽火台”报警欧洲旗语望远镜，目视光通信1880年，美国人贝尔发明了用“光电话”1960年，美国人梅曼发明了第一台红宝石激光器1.1.2 现代光纤通信1966年，英籍华裔学者高锟和霍克哈姆的论文指出利用光纤进行信息传输，奠定了现代光通信基础。
1970 年，美国康宁公司研制成功损耗20 dB/km的石英光纤。
1976 年，世界上第一个实用光纤通信系统的现场试验成功。
光纤通信的发展可以粗略地分为三个阶段：第一阶段(1966~1976年)，是基础研究到商业应用的开发时期。
第二阶段(1976~1986年)，提高传输速率和增加传输距离的发展时期。
第三阶段(1986~1996年)，全面深入、开展新技术研究的时期1.1.3 国内外光纤通信发展的现状1.2 光纤通信的优点和应用1.2.1 光纤通信的优点1.容许频带很宽，传输容量很大；2.损耗很小，中继距离很长且误码率很小；3.重量轻、体积小； 教师备课纸4.抗电磁干扰性能好；5.泄漏小，保密性能好；6.节约金属材料，有利于资源合理使用。
1.2.2 光纤通信的应用光纤通信的各种应用可概括如下：①通信网 ②构成因特网的计算机局域网和广域网③有线电视网；工业电视系统；自动控制系统④综合业务光纤接入网1.3 光纤通信系统的基本组成1.光发射机：把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路 (常简称为电/光或E/O 转换)。
光纤通信课程设计
光纤通信课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解光纤通信的基本原理，掌握光纤的传输特性和优点。
2. 学习光纤的构造、分类及其在通信系统中的应用。
3. 掌握光纤通信系统的基本组成部分，了解其工作原理。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析光纤通信系统中信号传输与接收的过程。
2. 学会使用光纤通信设备，进行简单的光纤连接与测试操作。
3. 能够设计并搭建简单的光纤通信实验模型，验证光纤通信原理。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对光纤通信技术的好奇心和探索精神，激发其学习兴趣。
2. 增强学生对我国光纤通信技术发展的了解，培养其民族自豪感。
3. 培养学生团队协作意识，提高沟通与交流能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在通过理论教学与实践操作相结合，帮助学生掌握光纤通信的基础知识，培养其实践操作能力。
课程目标具体明确，便于后续教学设计和评估。
在教学过程中，注重激发学生的学习兴趣，引导其主动探索，提高其分析问题和解决问题的能力。
同时，关注学生情感态度价值观的培养，使其在学习过程中形成正确的价值观和积极的人生态度。
二、教学内容1. 光纤通信原理- 光纤的结构与分类- 光的传播原理- 光纤的传输特性2. 光纤通信系统组成- 发射与接收设备- 光纤与光缆- 中继器与光纤分路器3. 光纤通信技术应用- 光纤通信在我国的发展- 光纤通信在实际应用中的优势- 光纤通信在生活中的应用案例4. 实践操作- 光纤连接与测试- 光纤通信实验模型设计与搭建- 信号传输与接收分析教学内容依据课程目标进行选择和组织，保证科学性和系统性。
教学大纲明确如下安排：第1周：光纤通信原理第2周：光纤通信系统组成第3周：光纤通信技术应用第4周：实践操作（分组进行实验设计与操作）教学内容与课本紧密关联，涵盖光纤通信基础知识、系统组成、应用及实践操作等方面，旨在帮助学生全面掌握光纤通信技术。
三、教学方法本课程采用多样化的教学方法，旨在激发学生的学习兴趣，提高其学习主动性和实践能力。
光纤通信刘增基第5章课稿
采用指针技术是SDH的创新，结合虚容器(VC)的概念， 解决了低速信号复接成高速信号时，由于小的频率误差所造 成的载荷相对位置漂移的问题。
最简单的例子是，由PDH的4次群信号到SDH的STM-1 的复 接过程。把139.264 Mb/s的信号装入容器C-4，经速率适配处 理后，输出信号速率为149.760 Mb/s; 在虚容器VC-4 内加上 通道开销POH(每帧9 Byte, 相应于0.576 Mb/s)后，输出信号 速率为150.336 Mb/s；在管理单元AU-4 内，加上管理单元指 针AU -PTR(每帧9 Byte, 相应于0.576 Mb/s)，输出信号速率 为150.912 Mb/s; 由 1个AUG加上段开销SOH(每帧72 Byte,相 应于4.608 Mb/s), 输出信号速率为155.520 Mb/s, 即为 STM-1。
由于误码率随时间变化，用长时间内的平均误码率来衡量系统性
能的优劣，显然不够准确。在实际监测和评定中， 规定一个较长的
监测时间 “不可用
时TL，间例”如。几天或一个月，并把这个时间分为“可
用时间”和
在连续10 s时间内，BER劣于1×10-3，为“不可用时间”，或称系统 处于故障状态；
在连续10 s时间内，BER优于1×10-3，为“可用时间”。
对于以2.048 Mb/s为基础速率的制式，各次群的话路数按4倍递增。 对于以1.544 Mb/s为基础速率的制式，在3次群以上，日本和北美各国 又不相同，看起来很杂乱。
光纤通信本科课程设计
光纤通信 本科课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解光纤通信的基本原理，掌握光纤的传输特性和优势。
2. 学习光纤的组成结构，了解不同类型的光纤及其应用场景。
3. 掌握光发射器、光接收器的工作原理及其在光纤通信中的作用。
4. 理解光纤通信系统中常用的编码和解码技术。
技能目标：1. 能够运用光纤通信相关知识，分析并解决实际通信问题。
2. 学会使用光纤通信设备，进行简单的光纤连接和测试操作。
3. 能够设计简单的光纤通信系统，并进行性能评估。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对光纤通信技术的好奇心和探究精神，提高学习兴趣。
2. 增强学生的团队合作意识，培养在光纤通信实验和项目中相互协作的能力。
3. 让学生认识到光纤通信在现代通信领域的重要地位，增强社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为本科阶段的光纤通信课程设计，旨在帮助学生巩固光纤通信的基础知识，提高实践操作能力。
学生特点：本科学生具备一定的理论基础，具有较强的学习能力和动手能力，对新技术和新知识充满好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过课程设计，使学生在掌握光纤通信基本知识的基础上，具备实际应用和创新能力。
教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
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- 光的传播原理2. 光纤通信器件- 光发射器：LED、LD、光泵浦源- 光接收器：PIN光电二极管、APD- 光纤连接器、耦合器、波分复用器3. 光纤通信系统- 系统组成与工作原理- 常用编码解码技术- 光纤通信系统的性能指标4. 光纤通信网络- 网络结构及其应用- 光纤通信技术在现代通信网络中的应用- 光网络的发展趋势5. 光纤通信实验- 光纤的切割、熔接与测试- 光发射器与光接收器的性能测试- 光纤通信系统的搭建与性能评估教学内容根据课程目标制定，涵盖光纤通信的基本原理、器件、系统、网络及实验操作等方面。
光纤通信系统及其应用课程设计
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。
数字光纤通信系统讲课文档
…
图5.2 SDH传输网络单元 (a) 终端复用器TM；
终端复用器（TM）
➢ SDH终端的主要功能是复接/分接和提供业务适配 ➢ SDH终端的复接/分接功能主要由TM设备完成。
同步数字传输系列SDH---SDH传输网（4/9）
中继线 STM-N
DMX 分接 Drop
MUX
Add
复接
中继线 STM-N
同步。
同步数字传输系列SDH---复用原理（3/6）
这 种 结 构 可 以 把 目 前 PDH 的 绝 大 多 数 标 准 速 率 信 号 装 入 SDH帧。
图5.7示出SDH一般复用映射结构，图中C-n是标准容器， 用来装载现有PDH的各支路信号， 并完成速率适配处理的功能。
在标准容器的基础上，加入少量通道开销(POH)字节，即组 成相应的虚容器VC。
STM- n STM-n 本地
图5.2(b) SDH传输网络单元分插复用设备ADM(Add/DropMultiplexer)
分插复用器（ADM）
ADM是一种特殊的复用器，它利用分接功能将输入信号所承载的信息分成两部分： ➢ 一部分直接转发 ➢ 一部分卸下给本地用户然后信息又通过复接功能将转发部分和本地上送的部分合成输出
将低速支路信号复接为高速信号，通常有两种传统方法： 正码速调整法和固定位置映射法。
正码速调整法（正比特塞入法）是利用位于固定位置的比特塞入 指示，来显示塞入的比特究竟载有真实数据还是伪数据。
➢ 优点：容许被复接的支路信号有较大的频率误差； ➢ 缺点：复接与分接相当困难。
固定位置映射法是让低速支路信号在高速信号帧中占用固定的位 置。
国家或地区
中国 西欧
基群 /（Mb•S-
光纤通信系统课程设计
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。
光纤通信系统课程设计
光纤通信系统课程设计本文旨在介绍光纤通信系统课程设计的内容和相关知识。
光纤通信系统是指利用光纤作为传输介质进行通信的系统。
相比传统的铜线和无线通信方式，光纤通信具有更高的频带宽度、更强的抗干扰能力、更小的传输损耗等优点，因此在现代通信领域得到了广泛应用。
设计目标本次光纤通信系统课程设计的目标是设计并搭建一套基于光纤传输技术的通信系统，实现数字信号的编码、解码和传输。
具体任务包括以下几个方面：1.了解光纤通信的原理和基本概念，掌握光纤的光学性质和传输特性；2.设计数字信号调制和解调电路，并进行仿真验证；3.了解光纤通信系统中的信号损耗和噪声特点，掌握衰减和增益控制的方法；4.设计并搭建光纤通信系统实验平台，进行实验测试。
光纤通信基础知识光纤的光学性质光纤是一种内部光线反射的光学器件。
在光纤中，光线会被反射多次来保持其传输方向。
这种反射方式是由光纤内核的折射率高于光纤套层的折射率造成的。
光纤的传输特性光纤的传输特性主要包括信号损耗、色散、衍射等。
其中，信号损耗是指信号在光纤传输过程中衰减的现象。
为了解决信号损耗这个问题，我们需要采取增益控制和衰减控制等方法。
光纤通信系统的原理光纤通信系统主要由三部分组成：光源、传输介质和光探测器。
光源产生的光信号经过光纤传输后，到达接收端的光探测器。
光信号在传输过程中会受到损耗和干扰，因此需要采取各种措施来保证信号的质量。
数字信号调制和解调电路的设计数字信号调制和解调是光纤通信系统的核心部分。
在这个部分中，我们需要通过数字信号调制电路将数字信号转换成模拟信号，然后通过光纤传输。
在接收端，通过解调电路将模拟信号还原成数字信号。
数字信号调制电路数字信号调制电路的任务是将数字信号转换成模拟信号。
最常用的数字信号调制方式是脉冲幅度调制（PAM）、脉冲编码调制（PCM）和调幅度移键（ASK）。
数字信号解调电路数字信号解调电路的任务是将模拟信号还原成数字信号。
最常见的数字信号解调方式是脉冲幅度解调（PAM）、脉冲编码解调（PCM）和数字信号解调（ASK）。
数字光纤通信系统的设计
第五章数字光纤通信系统的设计
（2学时）
一、教学目的及要求：
使学生了解整个数字光纤通信系统在整体进行设计时应考虑的因素和设计时使用的主要方法。
二、教学重点及难点：
本章重点：掌握损耗限制系统和色散限制系统中再生中继距离的设计方法。
本章难点：中继距离与系统传输速率的关系。
三、教学手段：
板书与多媒体课件演示相结合
四、教学方法：
课堂讲解、提问
五、作业：
课外作业：
5-1 5-2 5-5
六、参考资料：
《光纤通信》刘增基第五章。
《光纤通信》杨祥林第八章
七、教学内容与教学设计：
5. 2 中继距离受色散(带宽)的限制
如果系统的传输速率较高，光纤线路色散较大，中继距离主要受色散(带宽)的限制。
为使光接收机灵敏度不受损伤，保证系统正常工作，必须对光纤
在这个基础上，根据原CCITT建议，对于实际的单模光纤通信系统，受色散限制的中继距离
八、课后小结：
教学实践发现，学生对课堂上演示的具体例子很感兴趣，参与意愿、投入程度明显较高。
作为导论课，应避免流于泛泛的理论陈述和空洞的说教，而应该用具体的例子来激发学生学习的兴趣，引导他们进行自行探究。
光纤通信课程设计
光纤通信课程设计一、引言光纤通信作为现代信息通信的重要技术手段之一，已经在全球范围内得到广泛应用。
本文将针对光纤通信的相关原理、技术和应用进行设计和探讨，旨在帮助读者全面了解光纤通信的基本知识和发展趋势。
二、光纤通信基本原理1. 光纤通信系统的组成光纤通信系统主要由光源、光纤、光探测器和光纤光缆等组成。
光源产生的光信号通过光纤传输，并在接收端被光探测器接收和解码。
2. 光纤通信的工作原理光纤通信利用光的全反射原理，在光纤中传输光信号。
当光信号从入射端射入光纤时，由于光纤的折射率大于周围介质，光信号会反射回光纤内部，从而实现信号的传输。
三、光纤通信的技术1. 光纤的制备技术光纤的制备主要包括拉制法、溶胶法和气相法等。
其中，拉制法是最常用的光纤制备技术，通过将预制的光纤材料加热拉制成细长的光纤。
2. 光纤的传输技术光纤的传输技术主要包括多路复用技术、调制解调技术和光纤放大技术等。
其中，多路复用技术可以将多个信号通过同一根光纤传输，提高传输效率。
3. 光纤的连接技术光纤的连接技术主要包括机械接口连接和光纤融合连接。
机械接口连接是通过光纤连接器将两根光纤连接在一起，而光纤融合连接则是通过加热将两根光纤融合成一体。
四、光纤通信的应用1. 通信领域光纤通信在通信领域中得到了广泛的应用，包括电话通信、宽带接入和数据传输等。
光纤通信具有传输速率快、带宽大和抗干扰能力强等优点，可以满足现代通信的需求。
2. 医疗领域光纤通信在医疗领域中也有重要的应用，例如光纤内窥镜可用于人体内腔的检查和手术操作，光纤光源可以用于照明和治疗等。
3. 工业领域光纤通信在工业领域中的应用主要体现在工业自动化和监控系统中。
光纤传输的高速性和稳定性可以提高工业生产的效率和安全性。
五、光纤通信的发展趋势1. 光纤通信的无线化随着无线通信技术的发展，光纤通信逐渐与无线通信相结合，形成无线光纤通信技术。
这种技术可以实现无线信号的传输，提高通信的便利性和灵活性。
光纤通信课程设计报告--数字光纤传输系统
目录THE DIGITAL OPTICAL FIBER TRANSMISSION SYSTEM -------------------------------------- 3 1. 引言---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 31.1 设计背景--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 31.2 光纤通信技术 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 1.2.1 光纤通信概念 --------------------------------------------------------------------------------------------- 3 1.2.2 光纤通信发展 --------------------------------------------------------------------------------------------- 41.3 数字光纤传输的优点----------------------------------------------------------------------------------------- 51.4 光纤通信技术的发展前景 ---------------------------------------------------------------------------------- 62.数字光纤传输系统设计 ----------------------------------------------------------------------------------- 72.1数字光纤传输的两种体制 ----------------------------------------------------------------------------------- 7 2.1.1准同步数字系列PDH ------------------------------------------------------------------------------------ 7 2.1.2准同步数字系列SDH ------------------------------------------------------------------------------------ 82.2 整体设计--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 92.3 光发射机------------------------------------------------------------------------------------------------------- 10 2.3.1 光源 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11 2.3.2 调制电路和控制电路 --------------------------------------------------------------------------------- 11 2.3.3 线路编码电路 ------------------------------------------------------------------------------------------- 11 2.4 光接收机------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12 2.4.1 光检测器-------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 2.4.2 放大器----------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 2.4.3 均衡和再生 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 133.数字光纤传输系统分析 --------------------------------------------------------------------------------- 133.1性能指标-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 133.2系统设计分析 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 14 3.2.1中继距离受损耗的限制 ------------------------------------------------------------------------------- 15 3.2.2中继距离受色散(带宽)的限制----------------------------------------------------------------------- 15 4．总结------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15摘要：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。
数字光纤通信系统及其设计
将原始码流每m比特分成一组，在分组码的第m+1位上 插入一位C码，使C码为分组码中某一位的补码。
M比特 C
M比特 C
M比特 C
最长的连”0”或连”1”数目为：
B m a x (2 m j) 1 1 j m
m=j时，相同码数目最少，即C码取分组码最末一位的补码时，可 使相同码数目最少。
2021/3/8 15
（1）扰码二进制
采用带有反馈线的m级移位寄存器产生最长序列 （M序列）
序列周期：2m-1
c0
c1 c2 c3 ...
cr
特征多项式f(x):
an-1 an-2 an-3 ... an-r
输出
f( x )1a 1 xa 2 x 2
产生m
M ( x ) f1 ( x )1b 1 xb 2 x 2
应为：
m1
2 1/ 2
As AN
频带为Δf的模拟信号进行PCM编码，需要的最小比特
速率：
B 2 f l o g 2 1 ( A s / A N ) 2 1 / 22 f l o g 2 ( A s / A N )
2021/3/8 3
2、光发射端机 电发射端机→输入端口→光发射机 输入端口：电、光端机间信号幅度、阻抗匹配，码
型变换
2021/3/8 4
线路编码
线路编码的作用 将传送码流转换成便于在光纤中传输、接收及监测的线
路码型。 ❖ 尽量减少连“ 0”和连“ 1”数目，便于定时提取； ❖ 尽量减小码流中的低频分量与直流基线的随机起伏； ❖ 便于进行不中断业务的运行误码检测； ❖ 便于实现辅助信号的通信。
2021/3/8 5
原始码流m个比特一组→ n个比特的码组；（n>m）
光纤通信技术文案
光纤通信技术文案1.光纤通信技术是指利用纤维光束作为信息传送的媒介，实现高速、稳定、可靠的通信方式。
2. 光纤通信技术具有高速传输、大容量、低损耗、免磁干扰等优点。
3. 光纤通信技术是现代通信技术的重要组成部分，应用广泛。
4. 光纤通信技术的发展，推动了网络通信的迅速发展和智能化进程。
5. 光纤通信技术是未来通信技术的主流方向，有广阔的发展前景。
6. 光纤通信技术的应用领域包括互联网、电信、广播电视、军事通信等。
7. 光纤通信技术是信息化时代的重要代表之一，与人们的生活密切相关。
8. 光纤通信技术通过数字化、网络化、智能化等手段，提升了信息传输的效率和质量。
9. 光纤通信技术的安全性高，难以被窃听和干扰，得到国家和企业的广泛运用。
10. 光纤通信技术的快速发展，使得人们能够更加便捷地获取和分享信息资源。
11. 光纤通信技术已经成为现代社会的基础设施之一，日益发挥着重要的作用。
12. 光纤通信技术的精度高，能够支持高清视频以及其他高质量的传输。
13. 光纤通信技术的标准化和规范化发展，增强了系统的互通性和兼容性。
14. 光纤通信技术的管道空间小，适合在城市内进行大规模的网络建设。
15. 光纤通信技术的应用带动了光电子器件、光纤材料和微纳制造技术的发展。
16. 光纤通信技术的性价比高，能够满足大众化需求，为普及数字化时代提供了有利条件。
17. 光纤通信技术的传输速度快，能够实现G、T级别的高速传输，满足现代通信的迫切需求。
18. 光纤通信技术的应用需要高素质人才，具有良好的就业前景和发展空间。
19. 光纤通信技术的应用还需要进一步完善硬件和软件系统，不断提升其应用价值和技术含量。
20. 光纤通信技术的发展要紧密结合国家战略和产业政策，推动其科技创新和产业升级。
数字光纤传输系统课程设计
課程設計班級：姓名：學號：指導教師：成績：電子與信息工程學院通信工程系GAGGAGAGGAFFFFAFAF目錄THE DIGITAL OPTICAL FIBER TRANSMISSION SYSTEM----------- 3 1. 引言------------------------------------------------- 4 1.1 設計背景------------------------------------------- 4 1.2 光纖通信技術--------------------------------------- 4 1.2.1 光纖通信概念 ------------------------------------ 4 1.2.2 光纖通信發展 ------------------------------------ 4 1.3 數字光纖傳輸的優點--------------------------------- 51.4 光纖通信技術的發展前景----------------------------- 62.數字光纖傳輸系統設計---------------------------------- 7 2.1數字光纖傳輸的兩種體制------------------------------ 7 2.1.1準同步數字系列PDH ------------------------------- 8GAGGAGAGGAFFFFAFAF2.1.2準同步數字系列SDH ------------------------------- 8 2.2 整體設計------------------------------------------ 10 2.3 光發射機------------------------------------------ 11 2.3.1 光源 ------------------------------------------- 11 2.3.2 調制電路和控制電路 ----------------------------- 11 2.3.3 線路編碼電路 ----------------------------------- 12 2.4 光接收機------------------------------------------ 13 2.4.1 光檢測器 --------------------------------------- 13 2.4.2 放大器 ----------------------------------------- 142.4.3 均衡和再生 ------------------------------------- 143.數字光纖傳輸系統分析--------------------------------- 14 3.1性能指標 ------------------------------------------ 14 3.2系統設計分析--------------------------------------- 15 3.2.1中繼距離受損耗的限制---------------------------- 15 3.2.2中繼距離受色散(帶寬)的限制---------------------- 16GAGGAGAGGAFFFFAFAF4．總結------------------------------------------------ 16摘要：隨著數字技術和光纖通信技術各自的進步，以及社會對于光纖集成網絡以實現資源共享的要求日益增長，數據與光纖通信技術也已緊密地結合起來，成為了社會的強大物質技術基礎。
光纤通信系统课程设计
光信号强度测试：测量光信号的强度，确保信号传输的稳定性 光信号波长测试：测量光信号的波长，确保信号传输的准确性 光信号频率测试：测量光信号的频率，确保信号传输的速度 光信号噪声测试：测量光信号的噪声，确保信号传输的质量
传输速率：衡量光纤通信系统传输数据 的速度
传输距离：衡量光纤通信系统传输数据 的距离
光电倍增管：一种高灵敏度的光接收器，适用于弱光信号的接收
光接收电路：将光电二极管或光电倍增管输出的电信号进行放大和处理，以便于后续处理或 传输
安全性：确保通信数据的安全 性和隐私性
可靠性：保证通信系统的稳定 性和可靠性
灵活性：适应不同的应用场景 和需求
经济性：考虑成本效益，选择 合适的设备和技术
企业网络：为企业提供高速、安全的内部网 络通信
智能交通：实现交通信息的实时传输和处理
互联网：支持高速、大容量的网络数据传输
医疗健康：支持远程医疗、健康监测等应用
光源：激光二 极管（LD）、 半导体激光器
（SL）等
光调制技术： 直接调制、外 调制、内调制
等
光调制器：马 赫-曾德尔调制 器（MZM）、 电吸收调制器
需求分析：确定系统需求，如传输速率、传输距离等 系统设计：包括光纤选择、光模块选择、光路设计等 设备选型：选择合适的光纤通信设备，如光纤收发器、光端机等 光路测试：测试光纤通信系统的性能，如传输速率、误码率等 系统调试：根据测试结果进行系统调试，优化系统性能 系统验收：对光纤通信系统进行验收，确保系统满足设计需求
（EAM）等
光调制技术应 用：光纤通信、 光存储、光传
感等
光纤传输损耗：光在光纤中传输时，由于各种原因导致的能量损失 光纤传输带宽：光纤可以传输的频率范围，决定了光纤的传输速率 光纤传输模式：光纤中光信号的传播方式，包括单模和多模 光纤传输距离：光纤可以传输的最大距离，受光纤损耗和信号衰减等因素影响
光纤通信的课程设计
光纤通信的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解光纤通信的基本原理，掌握光纤的构造、分类及特性。
2. 学生能掌握光纤通信系统的组成，了解其主要设备的功能和作用。
3. 学生能了解光纤通信的优点和局限性，认识到其在现代通信领域的重要性。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析光纤通信系统中各组成部分的工作原理及相互关系。
2. 学生能通过实验操作，掌握光纤的连接、切割和测试等基本技能。
3. 学生能运用光纤通信的相关知识，解决实际通信问题，提高解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习光纤通信，培养对科学技术的兴趣和热爱，激发创新意识。
2. 学生通过团队合作完成实验和项目，培养沟通协作能力和团队精神。
3. 学生能认识到光纤通信在我国科技发展中的地位和作用，增强国家自豪感和责任感。
课程性质：本课程为高中信息技术课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：高中学生具有较强的逻辑思维能力和动手操作能力，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：注重理论与实践相结合，通过案例分析、实验操作等教学方法，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 光纤通信原理：介绍光纤的基本结构、分类及传播原理，包括光的全反射、折射率等概念。
相关教材章节：第三章 光纤与光缆2. 光纤通信系统：讲解光纤通信系统的组成，如光源、光检测器、光调制器等设备的功能和作用。
相关教材章节：第四章 光纤通信系统及其设备3. 光纤的连接与测试：介绍光纤的连接方式、切割技巧和测试方法，包括光纤的损耗和带宽测量。
相关教材章节：第五章 光纤的连接与测试技术4. 光纤通信的优点与应用：分析光纤通信的优势，如高速、大容量、抗干扰等，并介绍其在通信领域的应用。
相关教材章节：第六章 光纤通信技术的应用5. 光纤通信在我国的发展现状与展望：介绍我国光纤通信技术的发展、现状和未来趋势。
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数字光纤通信系统及其设计数字光纤通信系统及其设计摘要当今世界，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，光纤和光波的变革极大的提高着信息的传输容量。
进入1993年以后，我国光纤通信已处于持续大发展时期。
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(soliton)、掺铒光纤放大器(EDFA)、SDH产品等开始实用化并开展大量、深入的研究工作。
面对光纤通信技术的普遍应用，了解光纤通信系统组成及其系统参数的测量技术现状，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。
本论文主要介绍数字光纤通信系统基本组成，含义及其特点，阐述数字光信通信系统的设计方法。
针对WDM+EPFA数字光纤链路系统进行具体设计。
关键字;数字光纤通信系统掺铒光纤放大器(EDFA) 波分复用（WDM）Digital optical communications system and its design AbstracIn today's world, the combination of computer and communication technology, the height of optical fiber communication with rapid development. In today's main technology of telecommunications, optical fiber and light changes greatly improves the information transmission capacity. Since 1993, China into a continuous fiber communication has great development period. Its characteristic is a new technology, in particular network technology, high-speed medium access (HMAV), light time multiplex access (OTMMA) and WDM access (WDMA), optical solitons (soliton), erbium doped fiber amplifier (EDFA), SDH products began to practical and large,deep research work. At the same time, various special optical system into the field of national economy, contributed to our optical fiber communication technology of vigorous development. Facing the optical fiber communication technology, understand the general application of optical communication system and the system parameters measurement technology situation of optical fiber communication, whether the owner, dealers, or for optical fiber communication customers are important.This paper mainly introduces the basic components and fiber optic communications system, expounds the meaning and characteristics of digital communication system design of light letters. In WDM optical fiber links EPFA + digital system design. Key words,Digital optical communication system erbium doped fiber amplifier (EDFA) WDM目录1数字光纤通信系统 (4)1.1数字光纤通信系统概论 (4)1.1.1数字光纤通信系统的组成 (4)1.1.2数字光纤通信系统的含义 (5)1.1.3 数字光纤通信系统的特点 (5)1.2数字光纤通信系统的设计方法 (5)1.2.1数字光纤通信系统的构成 (5)1.2.2数字光纤通信系统的设计方案 (6)2波分复用（WDM） (6)2.1光波分复用（WDM）技术概述 (7)2.2WDM系统的基本构成 (7)2.3WDM技术的主要特点 (7)3掺铒光纤放大器(EDFA) (8)3.1掺铒光纤放大器概述 (8)3.2掺铒光纤放大器原理 (8)4基于WDM+EPFA数字光纤链路系统的设计 (9)注释和参考文献 (11)谢词 (12)附录 (13)1数字光纤通信系统1.1数字光纤通信系统的概论1.1.1数字光纤通信系统的组成（1）光发信机光发信机是实现电/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。
1.1.2数字光纤通信系统的含义光纤光纤通信系统是以光为载波，利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介，通过光电变换，用光来传输信息的通信系统。
随着国际互联网业务和通信业的飞速发展，信息化给世界生产力和人类社会的发展带来了极大的推动。
光纤通信作为信息化的主要技术支柱之一，必将成为21世纪最重要的战略性产业。
光纤通信技术和计算机技术是信息化的两大核心支柱，计算机负责把信息数字化，输入网络中去；光纤则是担负着信息传输的重任。
当代社会和经济发展中，信息容量日益剧增，为提高信息的传输速度和容量，光纤通信被广泛的应用于信息化的发展，成为继微电子技术之后信息领域中的重要技术。
1.1.3数字光纤通信系统的特点光纤传输系统是数字通信的理想通道。
与模拟通信相比较，数字通信有很多的优点，灵敏度高、传输质量好。
因此，大容量长距离的光纤通信系统大多采用数字传输方式。
在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲"0"码和"1"码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。
而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM（pulse code modulation），即脉冲编码调制。
这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。
1.2数字光纤通信系统的设计方法1.2.1数字光纤通信系统的构成图1 数字光纤通信系统构成最基本的光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。
其中数据源包括所有的信号源，它们是话音、图象、数据等业务经过信源编码所得到的信号；光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，先后用过的光波窗口有0.85、1.31和1.55。
光学信道包括最基本的光纤，还有中继放大器EDFA等；而光学接收机则接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图象、数据等信息。
1.2.2数字光纤通信系统的设计方案对数字光纤通信系统而言，系统设计的主要任务是，根据用户对传输距离和传输容量(话路数或比特率)及其分布的要求，按照国家相关的技术标准和当前设备的技术水平，经过综合考虑和反复计算，选择最佳路由和局站设置、传输体制和传输速率以及光纤光缆和光端机的基本参数和性能指标，以使系统的实施达到最佳的性能价格比。
在技术上，系统设计的主要问题是确定中继距离，尤其对长途光纤通信系统，中继距离设计是否合理，对系统的性能和经济效益影响很大。
中继距离的设计有三种方法：（1）最坏情况法(参数完全已知)（2）统计法(所有参数都是统计定义)（3）半统计法(只有某些参数是统计定义) 2 波分复用（WDM ）图2 波分复用光纤通信系统构成2.1光波分复用（WDM ）技术概述光波分复用（Wavelength Division Multiplexing ，WDM ）技术是在一根光纤中同时同时多个波长的光载波信号，而每个光载波可以通过FDM 或TDM 方式，各自承载多路模拟或多路数字信号。
其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将这些组合在一起的不同波长的信号分开（解复用），并作进一步处光转发器1…光合波器光转发器n BA λ1λn n 光纤光监控信道接收/发送LA 光纤接收1光分波器接收n PA λ1λn 光监控信道发送器λs λs λs λs 光监控信道接收器…网络管理系统光中继放大光接收机光发射机理，恢复出原信号后送入不同的终端。
因此将此项技术称为光波长分割复用，简称光波分复用技术。
2.2 WDM系统的基本构成WDM系统的基本构成主要分双纤单向传输和单纤双向传输两种方式。
单向WDM是指所有光通路同时在一根光纤上沿同一方向传送，在发送端将载有各种信息的具有不同波长的已调光信号通过光延长用器组合在一起，并在一根光纤中单向传输，由于各信号是通过不同波长的光携带的，所以彼此间不会混淆，在接收端通过光的复用器将不同波长的光信号分开，完成多路光信号的传输，而反方向则通过另一根光纤传送。