光纤传输的设计与实现

合肥学院

课程设计报告

题目：光纤传输的设计与实现系别：电子信息与电气工程系

专业：通信工程专业

班级：10级通信 (2)班

学号：

姓名：

导师：

2013年十二月八号

《现代通信技术课程设计》

目录

数字图像光纤传输系统设计与实现 (3)

摘要： (3)

关键字： (3)

正文： (3)

1光纤传输原理以及相关知识 (3)

1.1传输过程图 (3)

1.2光纤传输的特点优势及传输原理 (3)

1.3光纤传输特性 (4)

2光纤传输系统和步骤 (5)

2.1光纤传输系统 (5)

2.2光纤传输拓展 (6)

2.2.1向超高速系统的发展 (6)

2.2.2实现光联网 (6)

2.2.3新一代的光纤 (6)

2.3设计电路图 (7)

2.4 光纤传输实验步骤 (7)

3．软件安装与光纤传输数据与分析 (8)

3.1USB驱动安装 (8)

3.2光纤传输图片过程 (9)

3.3数据分析 (11)

4.结束语 (12)

5 参考文献 (12)

数字图像光纤传输系统设计与实现

摘要：

光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式，是现代通信网的主要传输手段，本文主要根据光纤通信的的发展，了解计算机数字图像光传输的原理，掌握计算机数字图像光传输的基本结构。

关键字：光纤传输，电光转换，计算机数字图像

正文：

1光纤传输原理以及相关知识

1.1传输过程图

计算机数据信号从USB的接口进入，送到光发送端机进行电光转换，转换成光信号，光信号经光纤信道传输再由光接收端机完成光电转换和信号恢复，再送回PC机上进行显示，其传输过程的方框图如图1所示：

TX1310 RX1310

图1 计算机数字图像的光纤传输框图

1.2光纤传输的特点优势及传输原理

光缆传输的实现与发展形成了它的几个优点。相对于铜线每秒1.54MHZ的速率 光纤网络的运行速率达到了每秒 2.5GB。从带宽看，很大的优势是：光纤具有较大的信息容量，这意味着能够使用尺寸很小的电缆，将来就不用更新或增强传输光缆中信号。光纤电缆对诸如无线电、电机或其他相邻电缆的电磁

噪声具有较大的阻抗，使其免于受电噪声的干扰。从长远维护角度来看，光缆最终的维护成本会非常低。光纤使用光脉冲沿光线路传输信息，以替代使用电脉冲沿电缆传输信息。在系统的一端是发射机，是信息到光纤线路的起始点。发射机接收到的已编码电子脉冲信息来自于铜线电缆，然后将信息处理并转换成等效的编码光脉冲。使用发光二极管或注入式激光器产生光脉冲，同时采用透镜，将光脉冲集中到光纤介质，使光脉冲沿线路在光纤介质中传输。由内部全反射原理可知，光脉冲很容易眼光纤线路运动，光纤内部全反射原理说明了当入射角超过临界值时，光就不能从玻璃中溢出；相反，光纤会反射回玻璃内。

光纤传输具有衰减小、频带宽、抗干扰性强、安全性能高、体积小、重量轻等优点，所以在长距离传输和特殊环境等方面具有无法比拟的优势。传输介质是决定传输损耗的重要因素，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，光纤的频带可达到1．0GHz以上，一般像的带宽只有8MHz，一个通道的图象用一芯光纤传输绰绰有余，在传输语音控制信号或接点信号方面更为优势，光纤传输中的载波是光波，光波是频率极高的电磁波，远远比电波通讯中所使用的频率高，所以不受干扰。且光纤采用的玻璃材质，不导电，不会因断路、雷击等原因产生火花，因此安全性强，在易燃，易爆等场合特别适用。

光纤传输系统主要由三部分组成：光源(又称光发送机)，传输介质、检测器(又称光接收机)。计算机网络之间的光纤传输中，光源和检测器的工作一般都是用光纤收发器完成的，光纤收发器简单的来说就是实现双绞线与光纤连接的设备，其作用是将双绞线所传输的信号转换成能够通过光纤传输的信号(光信号)。当然也是双向的，同样能将光纤传输的信号转换能够在双绞线中传输的信号，实现网络间的数据传输。

我国和欧洲的标准速率为2．048Mbps，光端机的主要作用就是实现电一光、光一电的转换。由其转换信号分为模拟式光端机和数字式光端机。因此，光纤传输系统按传输信号可分为数字传输系统和模拟传输系统。模拟传输系统是把光强进行模拟调制，将输入信号变为传输信号的振幅(频率或相位)的连续变化。数字传输系统是把输入的信号变换成“1”，“O”脉冲信号，并以其作为传输信号，在接受端再还原成原来的信号。当然，随着光纤传输信号的不同所需要的设备有所不同。光纤作为传输介质，是光纤传输系统的重要因素。光线只沿光纤的内芯进行传输，只传输主模我们称之为单模光纤(Single—Mode)。

1.3光纤传输特性

光缆不易分支，因为传输的是光信号，所以一般用于点到点的连接。光的总线拓扑结构的实验性多点系统已经建成，但是价格还太贵。原则上，由光纤功率损失小、衰减少，有较大的带宽潜力，因此，一般光纤能够支持的接头数比双绞线或同轴电缆多得多。目前低价可靠的发送器为0.85um波长发光二极管LED，能支持100Mbps的传输率和1.5～2KM范围内的局域网。激光二极管的发送器成本较高，且不能满足百万小时寿命的要求。运行在0.85um波长的发光二极管检波器PIN也是低价的接收器。雪崩光二极管。的信号增益比PIN大，但要用20～50V的电源，而PIN检波器只需用5V电源。

如果要达到更远距离和更高速率，则可用1.3um波长的系统，这种系统衰减很小，但要比0.85um波长系统贵源。另外,与之配套的光纤连接器也很重要，要求每个连接器的连接损耗低于25dB，易于安装，价格较低。光纤的芯子