图像光纤传输系统资料讲解
现代通信技术光传输系统PPT课件
• 5-1-3 数字信息流在光纤通信系统中 的3层通道原理
• 在现代光通信系统中，由于光通信 系统本身的特殊性，将各类通信信号分 为3个层次的信道包装进行组合与传送。 由低往高依次是：“光纤再生中继层”、 “光纤复用段层”和“数字信道层”三 层。如下图4.19所示。
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由上面的叙述可知，不同的开销字节负责管 理不同层次的资源对象，下图4.19描述了SDH中 再生段、复用段、通道的含义。
OC-N的转换。
• 2．分插复用器ADM
•
可以提供与TM一样的功能，但ADM的结构设计主
要是为了方便组建环网，提高光网络的生存性。它负责
在STM-N中插入或提取低阶支路信号，利用内部“时隙
交换”功能实现两个STM-N之间不同虚容器信道之间
（VC）的连接。另外一个ADM环中的所有ADM可以被
当成一个整体来进行管理，以执行动态分配带宽，提供
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• 4.以太网光纤收发器
•
这是一种不经过SDH制式调制的，使用非常
广泛的新型“光传输设备”，工作原理与种类如下
所述：
• (1)原理：直接将电信号转换为光信号（或相反的 转换），即E/O（或O/E）转换，使以太网数据信 号在光纤中传输的简易（廉价）光传输系统。其目 的，是实现双绞线电缆速率（10Mb/s、100Mb/s 等）与光纤媒质之间的信号转换，充分利用光纤的 固有的长距离传输性能，实现以太网信号的长距离 传输。
• 辅助电路主要包括告警、公务、监控及区间通信等 第5页/共46页
（3）光再生中继器
• 光再生中继器的作用, 是将光纤长距离传输后, 受到衰耗及色散畸变的光脉冲信号, 恢复成标准的数 字光信号，进行再次传输，以达到延长传输距离的目 的。
CCD高速数字图像多路光纤传输系统研究
技术创新《微计算机信息》2012年第28卷第10期120元/年邮局订阅号：82-946《现场总线技术应用200例》嵌入式与SOCCCD 高速数字图像多路光纤传输系统研究Research on CCD multi-channel high-speed digital fiber optic image transmission system(1.西昌卫星发射中心;2.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)李强1李一芒2LI Qiang LI Yi-mang摘要:本文主要介绍了一种高速数字图像光纤传输系统的设计,该系统主要用于多路高速CCD 或CMOS 相机产生的数字图像的远程传输。
文中详细介绍了设计方案及实验结果,并且重点阐述了8B/10B 编码、波分复用以及高频PCB 仿真及布线等设计中的主要技术问题。
该设计具有高速、高稳定性、抗干扰等优点,具有广泛的实用价值。
关键词:多路光纤传输系统;高速图像传输;CCD 图像传输中图分类号:TN79文献标识码:AAbstract:This paper introduces a high -speed digital image design of optical fiber transmission system.The system is mainly used for remote transmission of multi-channel digital images produced by high-speed CCD or CMOS camera.The paper details the design and experimental results,and focuses on the 8B/10B coding,wavelength division multiplexing and high -frequency simulation and PCB design layout,etc.It has a wide range of practical value with high speed,high stability and anti-jamming.Key words:multiple optical fiber transmission system;high-speed image transmission;CCD image transmission文章编号:1008-0570(2012)10-0162-03引言随着光电技术的发展,以CCD 或CMOS 等图像传感器为核心的高速相机越来越广泛的应用于科学研究和工业生产领域。
光纤传输技术课件
02
研发具有更低损耗、更高非线性容忍度的新型光纤材料，以适
应未来高速大容量传输需求。
光纤器件集成化
03
将光纤与光电子器件进行集成，实现高速光信号处理与传输的
一体化。
高速大容量光纤通信系统展望
超高速光传输技术
利用高级调制格式、多载波聚合等技术，实现Tbps级别的超高速 光传输。
灵活光网络技术
构建灵活可重构的光网络架构，以适应动态变化的业务需求。
02
光纤由纤芯、包层和涂覆层构成 ，具有传输频带宽、通信容量大 、传输损耗低、不受电磁干扰等 优点。
光纤传输技术发展历程
初始阶段
1960年代，光纤传输技术开始起步，主要用于短距离、低 速率通信。
发展阶段
1970-1980年代，随着光纤制造技术的进步和光通信器件 的发展，光纤传输技术逐渐成熟，开始应用于长距离、高 速率通信。
光纤传输技术课 件
汇报人：XX
contents
目录
• 光纤传输技术概述 • 光纤传输原理 • 光纤传输系统组成 • 光纤传输技术应用领域 • 光纤传输技术性能指标及测试方法 • 未来发展趋势与挑战
01
CATALOGUE
光纤传输技术概述
光纤传输技术定义
01
光纤传输技术是一种利用光导纤 维作为传输媒介，以光波作为信 息载体，实现信息传输的通信技 术。
交通领域
光纤也应用于智能交通系统中，如 高速公路监控系统、铁路信号传输 等，提供高速、可靠的数据传输通 道。
05
CATALOGUE
光纤传输技术性能指标及测试方法
光纤传输技术性能指标
衰减
光信号在光纤中传输时的能量损失，通常以分贝（dB）为单位表示。 衰减越小，传输距离越长。
AM,FM光端机
AM/PFM模拟光纤传输系统在图像光纤传输中，就信号的调制方式而言，可分为数字光纤传输和模拟光纤传输。
数字信号便于进行数字处理，传输中抗干扰、抗杂波能力强，无噪声积累，并且多路低速数字信号可很方便地复接成一路高速的数字信号，它是多路图像、远距离、高品质传输的主要方式。
然而，模拟光纤传输具有技术成熟、设备简单、价格便宜，且与现有的模拟图像信号相兼容的特点，因此在图像监控工程中，模拟光纤传输仍得到广泛应用。
监控图像模拟光纤传输方式中，常用的有基带视频信号直接光强度调制（简称AM）、脉冲频率调制（PFM）等方式。
基带视频信号直接光强度调制AM基带视频信号直接光强度调制AM的工作原理是在光发射端通过基带视频信号直接调制光源，使输出光的强度随电视信号的幅度线性变化，然后在光接收端通过光电探测器将光信号还原成电信号，经过放大和增益控制电路，得到稳定的视频信号。
在该系统中，通常采用发光二极管（LED）作为光源。
LED的特点是性能稳定，线性度好，在多模光纤中不会产生模噪声，因此能得到较好的信噪比、微分增益和微分相位。
实验证明：以LED为光源的光传输系统中，系统性能指标：加权信噪比为54dB，微分增益为5%，微分相位为5°。
目前LED的工作波长为850nm，适合在多模光纤850 nm窗口传输。
LED光源的输出光功率典型值为-16dBm，而光电探测器的灵敏度为-30 dBm，因此光传输动态范围为14 dB，在多模光纤中最远可传输4公里。
当然也可以采用LD作为光源。
LD可工作在单模1310 nm窗口，由于单模1310 nm窗口损耗小（考虑附加损耗后每公里0.45dB），可以满足远距离应用要求，传输距离可达30公里。
但是和LED相比，LD光源的线性度不好，在电路设计中必须增加预失真电路。
因此增加了硬件成本和调试难度。
在接收端，必须具有自动增益控制电路，其作用除了可以使接收机的信号动态范围扩大外，更重要的是因为这种系统接收端的输出信号是随着收到的光功率的大小而变化的，因而自动增益控制使接收端电视信号输出电平维持衡定的接口电平。
图像光纤传输系统 (1)
一、图像信号光纤传输二、电话语音光纤传输系统一、图像信号光纤传输连线前，我们先把光发收调节好：1310：模拟信号源正弦波信号（p103）送入模拟光发端输入口（p304）,接上光纤跳线；把开关K1拨为模拟，J1拨为01，然后测量模拟输出（p242）;调节电位器RP281和RP1，直到（p242）输出为最大不失真 正弦波 为止 幅度约为2。
同理调节1550：把开关K5拨为模拟，J2拨为01，然后测量模拟输出（p271）调节电位器RP2和RP271，直到（p271）输出为最大不失真 正弦波 为止幅度约为2伏。
本实验是单光纤传输,而且图像传输用的是模拟传输方式；上图是把音频和视频同时用光纤传输的，监视器背后有一按键应将其设置为AV 模式；实验原理请参照《实验二十二图像光纤传输系统》 调节1310nm 光收模块的RP1（接收灵敏度的调节旋钮，逆时针旋转时输出信号减小）以得到清晰音频信号，调节1550nm 光收模块的RP271（接收灵敏度的调节旋钮，逆时针旋转时输出信号减小）以得到清晰视频图像关于电话语音光纤传输系统 还有提示：电话模拟光纤传输是 那个状态灯是不亮的；电话数字光纤传输状态灯经调节是亮的 二、电话模拟传输接线：连线前，我们先把光发收调节好：模拟信号源正弦波信号（p103）送入模拟光发端输入口（p304）,接上光纤跳线；把开关K1拨为模拟，J1拨为01，然后测量模拟输出（p242）;1310：调节电位器RP281和RP1，直到（p242）输出为最大不失真 正弦波 为止 幅度约为2。
同理调节1550：把开关K5拨为模拟，J2拨为01，然后测量模拟输出（p271）调节电位器RP2和RP271，直到（p271）输出为最大不失真 正弦波 为止幅度约为2伏。
在按照下图连线：电话模拟传输接线打开电源开关→拨号→接通电话，此时如果我们有可能听噪音，把调节电位器RP281和调节电位器RP2 逆时针拧一下，没噪音为止；如果我们没听噪音，把RP1和RP271逆时针拧一下；我们基本上可以听到清晰的声音。
高速Cameralink图像数据光纤传输系统设计
１０ ３ ， ｈｎ ； ． ａ ｕ ｔ ｃ ｏ ｌ ｆｈ ｈｎ ｓ ａｄｍｙｏ ｃ ｎ ｅ ， ｅ ｉｇ１０ ３ ， ｈｎ ） ３０ ３ Ｃ ｉａ ２ Ｇｒｄ ａｅＳｈ ｏ ｅＣ ｉｅｅＡｃ ｅ ｆ ｉ ｃｓ Ｂ Ｕｎ ０ ０ ９ Ｃ ｉａ ｏｔ Ｓｅ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｃ ｍｅａｉｋ ｉｔｒ ｃ ｓｃ ｒｅ ｔ ｈ ｉ ｎ ｕ ｔａ ｉ ｔｌｃ ｍｅａ ｉ ｇ ｕｐ ｔｉｔｒ ｃ ． ｓｒ ｃ ： ａ ｒ ｎ ｎｅ ａ ｅ ｉ ｕ ｒｎｌ ｔｅ ｍａｎ ｉｄ ｓ ｉｌｄｇ ａ ａ ｒ ｍａ ｅｏ ｔｕ ｎｅｆ ｅ ｌ ｆ ｙ ｒ ｉ ａ
ｅ ｌ ｋ 口光纤传输 系统 的研究 还较少。本文对 ｒｉ 接 ａｎ Ｃ ｅ ｉ 图像数 据光纤传 输系统 进行 了深入研 ｍ ａ ｋ ａ ｒｎ ｌ
究， 并已应用于实际工程 中， 取得了 良好的效果 ， 解
关键词 ：Ｃｍ ｒ ｉ 接 口；光纤 ；光线传输 ａ ｅ ｌｋ ａｎ
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｉ ｅ ｒ ｎ ｍ ｉｓｏ ｙ ｔｍｒ ｃ ｍ ｒ ｌｎ
ｉ ｔ ｒａ ｅ ｓａ ｄ ｒ ｎｅ ｆｃ ｔｎ ａ ｄ
（ ． 中国科学院长春光学 精密机械 与物理研究所 ， １ 长春 １０３ ； ３ ０ ３
２ ．中国科 学院研究 生院 ， 北京 １ ０９ ０ ３） ０
摘
要 ：Ｃｍ ｒ ｉ 接 １ 目前工业数字相机的主要图像输 出接 口。但 受传输距 离限制 ，在远程 ａ ｅ ｌｋ ２ ａｎ 是
视频 网络 中，图像数据一般 以光信号传输。针对 Ｃ ｍ ｒ ｉ ａ ｅ ｌｋ接 口相机在光纤网络中应用的这一具 ａｎ 体 问题 ，对 Ｃ ｍ ｒｉ 接 口光纤传输 系统进行 了 究。设计的传输 系统可兼容多种像素时钟的相 ａ ｅ ｌｋ ａｎ 研 机 ，最高传输带宽达到 １９ Ｇ ／ ，可满足 １２ ２ 相机 １０帧／ ．２ ｂｓ ０４ｘ ０４ １ ０ 秒拍摄频率下的数据量要求。
图像光纤传输系统
一、观测数字终端光条二、图像信号光纤传输三、电话语音光纤传输系统一、观测数字终端光条做实验时必须把U 42拨为01110010（此为巴克码）。
IN1，IN2，IN3，IN4对应输出口OUT1，OUT2，OUT3，OUT4。
拨U43，U44，U45拨码开关，数字终端的光条与数字信号源的光条对应亮相同的光条。
以下实验以IN1、OUT1为例。
1、全局开关2拨为ON时按以下连线：2、全局开关1拨为ON，全局开关2拨为ON，K6拨为内部时按以下连线：3、全局开关2拨为OFF时按以下连线：3、全局开关1拨为ON，K6拨为内部时按以下连线：4、K6拨为内部时按以下连线，全局开关1和全局开关2 任意拨：5、通过光纤传输时：只需把P53接1310和1550数字输入口；1310和1550数字输出口接P65即可。
注意：P57(CLKIN)，P54(CLKIN），P71(CLKIN) 做单独模块实验时外加时钟的输入口例如: 实验二十五扰码和解扰码原理及扰码光纤传输系统,用到P57(CLKIN)；实验二十四CMI编译码原理及CMI码光纤传输系统, 用到P54(CLKIN)实验二十八HDB3编译码原理及实现, 用到P51(CLKIN)二、图像信号光纤传输连线前，我们先把光发收调节好：1310：模拟信号源正弦波信号（p103）送入模拟光发端输入口（p304）,接上光纤跳线；把开关K1拨为模拟，J1拨为01，然后测量模拟输出（p242）;调节电位器RP281和RP1，直到（p242）输出为最大不失真正弦波为止幅度约为2。
同理调节1550：把开关K5拨为模拟，J2拨为01，然后测量模拟输出（p271）调节电位器RP2和RP271，直到（p271）输出为最大不失真正弦波为止幅度约为2伏。
本实验是单光纤传输,而且图像传输用的是模拟传输方式；上图是把音频和视频同时用光纤传输的，监视器背后有一按键应将其设置为AV模式；实验原理请参照《实验二十二图像光纤传输系统》调节1310nm光收模块的RP1（接收灵敏度的调节旋钮，逆时针旋转时输出信号减小）以得到清晰音频信号，调节1550nm光收模块的RP271（接收灵敏度的调节旋钮，逆时针旋转时输出信号减小）以得到清晰视频图像二、电话模拟传输接线：关于电话语音光纤传输系统还有提示：电话模拟光纤传输是那个状态灯是不亮的；电话数字光纤传输状态灯经调节是亮的连线前，我们先把光发收调节好：模拟信号源正弦波信号（p103）送入模拟光发端输入口（p304）,接上光纤跳线；把开关K1拨为模拟，J1拨为01，然后测量模拟输出（p242）;1310：调节电位器RP281和RP1，直到（p242）输出为最大不失真正弦波为止幅度约为2。
光纤通信技术-第七章-光纤通信系统PPT课件
信号如何特殊，其传输系统都不依赖于信息 信号而进行正确的传输。
1. 扰码
为了保证传输的透明性，在系统光发射机 的调制器前，需要附加一个扰码器，将原始的 二进制码序列进行变换，使其接近随机序列。 它是根据一定的规则将信号码流进行扰码，经 过扰码后使线路码流中的“0”、“1”出现概 率相等，从而改善了码流的一些特性。但是它 仍然具有下列缺点：
2. 可以用再生中继，传输距离长。数字通信系 统可以用不同方式再生传输信号，消除传输 过程中的噪声积累，恢复原信号，延长传输 距离。
3. 适用各种业务的传输，灵活性大。在数字通 信系统中，话音、图像等各种信息都变换为 二进制数字信号，可以把传输技术和交换技 术结合起来，有利于实现综合业务。
4. 容易实现高强度的保密通信。只需要将明文 与密钥序列逐位模2相加， 就可以实现保密 通信。只要精心设计加密方案和密钥序列并 经常更换密钥， 便可达到很高的保密强度。
光纤部分可根据所传信号的质量要求、传 输距离、适用场合等指标选单模光纤、多模光 纤或其他特ห้องสมุดไป่ตู้光纤。
光接收部分则采用和光发射部分相反的操 作，将光信号转换为电信号，然后再进行解复 用，然后将基带信号送给相关用户。
7.1.2 光纤通信系统的分类
光纤通信系统根据不同的分类方法可以划分 为不同类型。 1. 按系统所用光纤类型可将光纤通信系统分为单模 光纤通信系统和多模光纤通信系统； 2. 按光纤通信系统应用的场合分为公用型光纤通信 系统和专用光纤通信系统，如专网中的电力光纤 通信系统，铁道光纤通信系统，军用光纤通信系 统等；
不能完全控制长连“1”和长连“0”序列的 出现；
没有引入冗余，不能进行在线误码检测； 信号频谱中接近于直流的分量较大。
光纤基础知识PPT演示课件
62.5/50m
8～10m
1.0m
125m2m
2%
245m10m
15m
2m
•16
光纤：参数
光纤的光学及传输特性参数
• 模场直径 • 衰减系数 • 色散系数 • 截止波长 • 弯曲损耗 • 偏振模色散
•17
光纤：参数
光纤的光学及传输特性参数
模场直径：
高斯分布的单模光纤， 模场直径是光场幅度 分布1/e处各点所围成 圆的直径，也等于光 功率分布1/e2处各点 所围成圆的直径。
一部分入射光将被反射
一部分入射光将进入第二种媒质，并产生折射
1 2
媒质1 折射率n1
媒质2 折射率n2
1=2
媒质1
1
折射率n1
2
媒质2
折射率n2
n1·Sin1=n2·Sin2
•3
折射率 n＝光在真空中的传播速度/光在该媒质中的传播速度
媒质 真空 空气 水 多模光纤 单模光纤 玻璃 钻石
折射率 1.0 1.0003 1.33 1.457 1.471 1.5~1.9 2.42
1
4
4
3
1 非色散位移光纤 2 色散位移光纤 3 色散平坦光纤 4 非零色散位移光纤
2
0 1200
1400 1500 1600 1700 1800 nm
-4
-8
波长(nm)
•22
光纤：参数
光纤的光学及传输特性参数
截止波长：
光纤作为单模光纤工作的最短波长。工作 波长超过此波长时，只能传输基模，此时光纤 为单模光纤；工作波长低于此波长时，除基模 外，高次模也可传输，此时光纤为多模光纤。
如：Corning的Submarine Leaf光纤 Lucent的TrueWave XL光纤
基于FPGA的多路Cameralink数字图像光纤传输系统
基于FPGA的多路Cameralink数字图像光纤传输系统白金成【期刊名称】《《液晶与显示》》【年(卷),期】2019(034)008【总页数】6页(P787-792)【关键词】Cameralink; 光纤; FPGA; 异步FIFO; Aurora 8B/10B协议【作者】白金成【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春 130033【正文语种】中文【中图分类】TN911.731 引言随着无人机行业的快速发展，航空光电吊舱作为机载的重要侦查设备，在目标捕获、跟踪、识别等领域得到了广泛的应用[1]。
航空光电吊舱的跟踪[2]、识别是通过对高可靠性的数字图像实时处理实现的，因此高速可靠的图像传输是影响其跟踪、识别等性能优劣的重要指标之一。
传统的航空光电吊舱大多采用导电环进行Cameralink协议[3]的数字图像传输，存在传输带宽低、抗干扰性差、配线复杂等问题，后期的错误排查也非常困难[4]。
数字图像的传输问题一定程度上制约了光电吊舱的发展。
光纤传输由于抗干扰能力强、带宽高、易敷设、寿命长等特点被广泛应用于数据传输方面，利用光纤传输数字图像，可以克服传统导电环传输数字图像的诸多缺点，很大程度提高了数字图像传输的抗干扰能力和可靠性[5]。
目前，许多航空光电吊舱的数字图像都采用光纤传输的方式，例如基于MAX9259/MAX9260的光纤传输，虽然开发速度快，但是灵活性不强且传输带宽有一定的限制[6]，并且目前很多光电吊舱的数字图像光纤传输都是单通道的，无法满足多路图像的同时传输[5，7]，随着数字相机的频率越来越高，传输的数据量越来越大，航空光电吊舱对数据传输的要求越来越高[8]，本文设计了数字图像光纤传输系统，利用单根光纤传输多路Cameralink数字图像，以FPGA为核心处理芯片，采用Aurora 8 B/10 B协议，并结合HTW0402\HTW4002光模块实现多路Cameralink数字图像的光纤传输。
《光传输系统》PPT课件
光纤知识
光 缆：由假设干根光纤组成，加有护套及外护层和加 强构件，具有较强的机械性能和防护性能。种类有室外 光缆、室内光缆、软光缆、设备内光缆、海底光缆、特 种光缆等。
尾 纤：一端带有光纤连接器的单芯光缆。
高速 电信号
光发送 单元
光发送/接收单元 光纤光缆
光信号
光信号
光接收 单元
高速 电信号
低速 电信号
解复用
低速 电信号
高速 电信号
解复用
光接收 单元
光信号 光信号
光发送 单元
高速 电信号
低速 电信号 复用
光纤知识
光功率：衡量光信号的大小，可用光功率计直接测试，常用 dBm表示。 光端机：主要由光发送机和光接收机组成，功能是将要传送 的电信号及时、准确的变成光信号并输入进光纤中进展传播 〔光发送机〕；在接收端再把光信号及时、准确的恢复再现 成原来的电信号〔光接收机〕。由于通信是双向的，所以光 端机同时完成电/光〔E/O〕和光/电〔O/E〕转换。
光纤知识
光法兰头：光法兰头又称光纤连接器。实现两根光纤连接的器 件，目前公司采用的有FC型和SC型两种活动连接器，既可以连 接也可以别离。 光 纤：传输光信号的光导纤维，分多模光纤、单模光纤两大 类。光纤材料是玻璃芯/玻璃层，多模光纤的标准工作波长为 850/1310nm，单模光纤的标准工作波长为1310/1550nm， 衰减 常数为：工作波长 850nm 1310nm 1550nm
OBSAI组织成员(排名顺序不分先后)：
Nokia ZTE Hyundai
LGE Samsung
语音+图像+数据光纤传输系统综合实验
2．将PCM编译码模块1和2的开关K1和K2分别拨向上；K3、K4、K5全拨下
将光终端模块的开关K7、K28和K29分别拨向下；
将拨码开关K35的值拨为“1100”，将拨码开关K34的值拨为“00000000”；
将拨码开关K38的值拨为“0000”，将拨码开关K37的值拨为“00000000”；
将开关BM1、BM2，K43和K30分别拨到1310nm、1310nm、“数字”和“通信”。
7．测量T65(D_O)和T69（D_I）的波形是否一致。其中T69是经光纤传输后的数据。
8．测量测试钩TP1和TP80、TP2和TP81的波形，观察模拟信号传输后的波形是否相同。
9．观测数字源模块拨码开关K32所拨值和终端第三路显示的值是否一致，验证实验的正确性。
10．实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将所有的开关拨向下。
实验内容
1．利用波分复用器实现数据、语音和图像信号的单光纤传输
2．实现单台实验箱之间的多种信号传输和接收
实验数据
视频图像
T65与T69的图像
图像光纤传输系统PPT课件
模 拟 信 号 源
信 号 处 理
光
光
发 光纤
接
送
收
器
器
件
件
信 号 处 理
测 试 端 口
摄像头采集的图像信号
图1 模拟信号光纤传输系统框图
实验的大致过程： 图像采集
传输
图像显示
怎样验证图像采集正确？ 将摄像头与电视直接相连调节直至有清晰的图像输出
6
2、熟悉实验箱
7
实验步骤
1）连线 连线顺序：从输入到输出 1、连接导线：摄像头视频输出端（黄色接口）与T95(视频输入)连接； 2、装上850nm光发端机和光收端机，并用ST-ST光纤跳线连接； 3、 T104(视频输出) 与电视机的视频输入端连接，组成850nm光纤传输系统。 2）设置拨码开关 将开关BM1、BM2拨到850nm ，K43和K30分别拨到 “模拟”和“通信”。 3）打开交流电源 打开交流电源开关，电源指示二极管D4，D5，D6，D7，D8亮。 4）观测实验结果 适当调节，观测实验结果，对出现的实验结果进行分析；若出现故障逐级及时排查。 图像若不清晰，此时调节电位器W9模拟驱动调节和W45幅值调节，直到图像清晰 为止。 5）关闭电源 依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还原。
8
注意：
光发射机（TX）和接收机(RX)不要接反 开关及调节旋钮调节正确
思考
本实验还可以怎么连接？ 多模光纤与单模光纤怎么辨别？ 各种光纤连接器的区别？
9
光纤连接器的种类 FC、 SC、 ST较常见。
FC：金属套，紧固方式为螺丝扣。 SC：高强度工程塑料压制而成，矩形的插拔式连接结构。 ST:卡口锁紧结构。
4
第八章 光纤传像器件、系统与应用—2
拉制复丝的具体步骤是，首先利用芯和包层材料拉制成直 径较粗的光学纤维（称为单丝），用m根这种单丝组合成棒， 再拉制一次，这时拉制成的光学纤维叫一次复式纤维（一次复 丝）。每根一次复丝内包含有m根单丝，一般一根一次复丝中 包含数千根直径为5~6μ m的单丝，其横截面积要比单元丝大得 多。处理这种直径较粗的光学纤维将给操作者带来很大方便； 有时，由于要求分辨率更高，且为提高面板的真空气密性和对 比度，则可把n根这种一次复丝组合起来再拉制一次，这时拉 制成的光学纤维叫二次复式纤维（二次复丝）。这样，每根二 次复丝内就包含有m×n根5μ m左右的单元丝。其直径很粗，操 作起来也很方便。
细观内壁镀有高二次电子发射材料，两端加有电压。当 电子以一定角度从微通道细管的端部入射并在电场的加速作 用下，以抛物线轨迹打到通道管的内壁时，将激发出二次 （次级）电子，这些二次电子被管壁电压加速，并激发出更 多的二次电子。最终在输出端将可获得很高的电子倍增输出， 每一级微通道板可以获得的电子倍增增益可以高达103~104。 微通道板不仅对电子撞击敏感，而且对离子、X线、紫外线 以及高能的α ，β ，γ 射线均有一定的响应度。由于一块微 通道板包含数百万像元，因而具有对电子及其他粒子的二维 密度分布、即二维电子图像进行高分辨率倍增成像的功能。 总之，微通道板具有高增益、低噪声、高分辨、宽频带、低 功耗、长寿命及自饱和效应等优点，
（2）光纤面板的功能与应用 光纤面板最重要的功能与应用方向之一，是用做微 光夜视仪器等电子光学器件中的端窗与级间耦合元件， 其十分重要的优点是可以在不同形状的表面间，实现对 输入与输出图像的1:1传递。根据电子光学系统中对光学 透镜或电子透镜的像场或物场场曲特性的要求，利用光 纤面板的传像功能，可以将光纤面板的输入/输出端面分 别设计制成平面/球面（如微光像管的光阴极面板）、球 面/平面（如微光像管的荧光屏面板）、曲面/曲面（如 光学透镜的校场曲面板）以及平面/平面（如微光像管之 间的耐高场强面板）等多种形式。
基于光纤束传像系统的设计与加工研究
基于光纤束传像系统的设计与加工研究何晓杰 卜鑫链 王春明 汪枫林国网江苏省电力有限公司靖江市供电分公司 江苏泰州 214500摘要：针对传统的传像系统易受电磁干扰的问题，设计并实现了在特殊环境下使用的光纤束传像系统。
利用ZEMAX光学仿真软件，设计出了一个工作波段为可见光，全视场80°，焦距为5 mm的监控物镜。
该物镜各视场光学调制传递函数（Modulation Transfer Function，MTF）值在空间频率36 lp/mm处大于0.8，点列图最大弥散斑均方根半径（RMS radius）为3.031 μm，接近衍射极限，因此具有较高成像质量。
采用加工的物镜、选型转接镜及光纤束等核心器件，搭建了传像系统。
通过测试光纤束图像传输系统的抗电磁干扰性能，采用高斯低通滤波结合DCT同态滤波算法有效去除图像的像素，获得了高质量的信息传输效果。
关键词：光纤束 物镜 传像系统 电磁干扰中图分类号：TN253文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2024)03-0061-04 Research on the Design and Processing of the ImageTransmission System Based on Fiber BundlesHE Xiaojie BU Xinlian WANG Chunming WANG FenglinJingjiang Power Supply Company, State Grid Jiangsu Electric Power Co., Ltd., Taizhou, Jiangsu Province, 214500ChinaAbstract:In order to solve the problem that the traditional image transmission system is susceptible to electromag‐netic interference, a fiber bundle image transmission system used in the special environment is designed and imple‐mented. ZEMAX optical simulation software is used, a monitoring objective with an operating band of visible light, a full field of view of 80° and a focal length of 5mm is designed. The optical modulation transfer function (MTF) value of each field of view of the objective is greater than 0.8 at the spatial frequency of 36lp/mm, and the maxi‐mum root mean square (RMS) radius of the diffuse spot in the point plot is 3.031 μ m, which approaches the dif‐fraction limit, so it has high imaging quality. The image transmission system is built by the core components such as processed objective lenses, selected adapter lenses and fiber bundles. By testing the anti-electromagnetic interference performance of the fiber bundle image transmission system, the Gaussian low-pass is used to effectively remove the pixels of the image in combination with the DCT homomorphic filtering algorithm, and high-quality information transmission is obtained.Key Words: Fiber bundle; Objective lens; Image transmission system; Electromagnetic interference光纤束是由光纤制备的一种传像器件，可以由多组分玻璃光纤、硫系玻璃光纤等不同类型光纤制备而成，具有纤细柔软的特点，被广泛应用于工业、医学等领域。
光传输基础知识培训ppt课件
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•
不难了解，当光在光纤中发生全反射景象时，
由于光线根本上全部在纤芯区进展传播，没有光跑
到包层中去，所以可以大大降低光纤的衰耗。
光纤与光缆
• 全反射景象
n2 n1
入射光
3 1
折射光
光的全反射景象
光纤与光缆
• 光在光纤中的传播
•
光在光纤中以“Z〞形轨迹传播及沿纤芯与包层的
分界面擦过
n2
n1
光纤任务波长
• G.655光纤：抑制了G.652光纤在1550nm处 色散受限和G.653光纤在1550nm处出现四波 混频效应的缺陷，适用于WDM系统。
光纤与光缆
• 常见光纤衔接器种类： • FC/PC：FC，圆头尾纤衔接器，PC，陶
瓷截面为平面； • SC/PC：SC，方头尾纤衔接器，PC，同
上； • FC/APC：FC，同上，APC，以截面中
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光纤传输的基本知识
光纤传输的基本知识光纤传输方式同轴电缆由于线材本身特性的问题，使得传输距离受到限制，在充斥着电磁波的使用环境中，电磁波的干扰更使同轴电缆传输的效率降低，若安装地点位于多雷区，两端设备还会因雷击遭到破坏。
光纤传输具有同轴电缆无法比拟的优点而成为远距离视频传输的首选设备。
一、光纤传输的特点㈠传输损耗低损耗是传输介质的重要特性，它只决定了传输信号所需中继的距离。
光纤作为光信号的传输介质具有低损耗的特点。
如使用62.5/125μm的多模光纤，850nm波长的衰减约为3.0dB/km、1300nm波长更低，约为1.0ddB/km。
如果使用9/25μm单模光纤，1300nm波长的衰减仅为0.4dB/km、1550nm波长衰减为0.3dB/km，所以一般的LD光源可传输15至20km。
目前已经出现传输100公里的产品。
㈡传输频带宽光纤的频宽可达1GHz以上。
一般图像的带宽为6MHz左右，所以用一芯光纤传输一个通道的图像绰绰有余。
光纤高频宽的好处不仅仅可以同时传输多通道图像，还可以传输语音、控制信号或接点信号，有的甚至可以用一芯光纤通过特殊的光纤被动元件达到双向传输功能。
㈢抗干扰性强光纤传输中的载波是光波，它是频率极高的电磁波，远远高于一般电波通讯所使用的频率，所以不受干扰，尤其是强电干扰。
同时由于光波受束于光纤之内，因此无辐射、对环境无污染，传送信号无泄露，保密性强。
㈣安全性能高光纤采用的玻璃材质，不导电，防雷击；光纤传输不像传统电路因短路或接触不良而产生火花，因此在易燃易爆场合下特别适用。
光纤无法像电缆一样进行窃听，一旦光缆遭到破坏马上就会发现，因此安全性更强。
㈤重量轻，机械性能好光纤细小如丝，重量相当轻，即使是多芯光缆，重量也不会因为芯数增加而成倍增长，而电缆的重量一般都与外径成正比。
二、光纤结构与传输机理光纤是光波传输的介质，是由介质材料构成的圆柱体，分为芯子和包层两部分。
光波沿芯子传播。
在实际工程应用中，光纤是指由预制棒拉制出纤丝经过简单被复后的纤芯，纤芯再经过被复，加强和防护，成为能够适应各种工程应用的光缆。
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常见光纤连接器
FC：干线系统中采用的主要型号， 我国较多采用。 SC：光纤局域网、 CATV和用户网的主要品种；
SC
ST
FC
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图像光纤传输系统
光纤通信系统组成
信号源→光发射机→光纤线路→光接收机→信号输出
模 拟 信 号 源
信 号 处 理
光
光
发 光纤
接
送
收
器
器
件
件
信 号 处 理
测 试 端 口
图1 模拟信号光纤传输系统框图
一、实验目的
1、学习模拟视频信号光纤传输系统组成 2、熟悉图象信号在光纤系统中的传输过程
二、实验内容
实验分析
图像信号对LED光源进行调制
模 拟 信 号 源
信 号 处 理
光
光
发 光纤
接
送
收
器
器
件
件
信 号 处 理
测 试 端 口
摄像头采集的图像信号
图1 模拟信号光纤传输系统框图
实验的大致过程： 图像采集
传输
图像显示
怎样验证图像采集正确？ 将摄像头与电视直接相连调节直至有清晰的图像输出
2、熟悉实验箱
实验步骤
1台 1台 1个 1台 2根 1根 1套 1根
实验准备工作说明
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。
本实验主要用到了红色和黄色的两个接口。 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。
注意：
光发射机（TX）和接收机(RX)不要接反 开关及调节旋钮调节正确
思考
本实验还可以怎么连接？
多模光纤与单模光纤怎么辨别？
各种光纤连接器的区别？
光纤连接器的种类 FC、 SC、 ST较常见。
FC：金属套，紧固方式为螺丝扣。 SC：高强度工程塑料压制而成，矩形的插拔式连接结构。 ST:卡口锁紧结构。
1）连线 连线顺序：从输入到输出 1、连接导线：摄像头视频输出端（黄色接口）与T95(视频输入)连接； 2、装上850nm光发端机和光收端机，并用ST-ST光纤跳线连接； 3、 T104(视频输出) 与电视机的视频输入端连接，组成850nm光纤传输系统。 2）设置拨码开关 将开关BM1、BM2拨到850nm ，K43和K30分别拨到 “模拟”和“通信”。 3）打开交流电源 打开交流电源开关，电源指示二极管D4，D5，D6，D7，D8亮。 4）观测实验结果 适当调节，观测实验结果，对出现的实验结果进行分析；若出现故障逐级及时排查。 图像若不清晰，此时调节电位器W9模拟驱动调节和W45幅值调节，直到图像清晰 为止。 5）关闭电源 依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还原。
1、模拟视频信号进行LED调制光纤传输 2、模拟视频信号进行L2OFCom23BH1光纤通信原理实验箱 2、20MHz双踪模拟示波器 3、小摄像头（电视信号发生器） 5、小电视机（视频监视器） 6、视频信号线 7、ST-ST多模光跳线 8、850nm光发端机和光收端机 9、FC-FC单模光跳线（可选）