光纤图像传输实验
光通信实验报告
光通信实验报告实验一：测量光纤耦合效率【实验简介】：光线主要用于通信、光纤传感、图像传送以及光能传递等方面。
由于光纤制造技术的不断进步，光线内部的损耗越来越小，因此在实际应用中提高光源与光纤之间的耦合效率是提高系统传输效率的重要技术之一。
【实验目的】：1.了解光纤特性，种类2.掌握光纤耦合的基本技巧及提高耦合效率的手段3.熟悉常用的耦合方法【实验装置示意图】：【实验数据】：光纤输出光功率：0.78mW光纤输入光功率：1.9mW耦合效率为：0.78/1.9*100%=41.1%【实验思考总结】耦合时，因为起始的光强较弱，用探测器检测效果不明显。
可以先用目测法，观察输出光斑的亮度。
等到达到一定的亮度之后，在接入探测器，观察示数。
调节时，首先调节高度，然后调节俯仰角，最后在调节左右对准度与旋转方向。
实验二：测量光纤损耗【实验目的】：通过测量单模光纤的衰减值，了解测量光纤损耗的常用方法：插入法（实际测量中很多器件的插损、损耗都使用这种方法）。
【实验原理】：光源发出的光通过光的注入系统输入到短光纤中，并通过光纤活动连接器与光功率计接通。
首先测量短光纤的输出功率P1，然后通过光纤连接器接入被测光纤，测量长光纤的输出功率P2，则光纤的总损耗为被测光纤的长度为L，则光纤的损耗系数为【实验装置示意图】：【实验数据】：光纤长度L：6km波长为1310nm的数据电流（mA）22.5 17.0 7.3P1(dBm) -7.1 -9.9 -13.2 P2(dBm) -9.2 -12.8 -15.5 损耗A（dB） 2.1 2.9 2.5 损耗系数0.44 0.41 0.383 （dB/km）波长为1550nm的数据电流（mA）25.4 16.2 13.6 P1(dBm) -6.9 -10.0 -11.1 P2(dBm) -8.7 -11.9 -12.9 损耗A（dB） 1.8 1.9 1.8 损耗系数0.30 0.32 0.30 （dB/km）实验三：测量光纤的数值孔径【实验简介】：光纤的数值孔径大小与纤芯折射率、纤芯-包层相对折射率差有关。
模拟信号光纤传输实验原理
模拟信号光纤传输实验原理☆ 第1篇：说起光纤传输实验，这玩意儿可真有点意思。
记得那次在实验室里鼓捣这些细如发丝的光纤，心里想着这小小的玩意儿竟然能承载着海量的信息跑来跑去，就像一条看不见的高速公路，上面全是飞速行驶的数据小车。
实验前，老师给我们讲了一大堆原理，什么光折射啊、全反射啊，听得我一头雾水。
我们小组拿到设备后，就开始尝试把激光发射器和接收器用光纤连接起来。
刚开始那会儿，大家手忙脚乱，不是光纤没对准就是接头没插好，折腾了半天才让信号顺利通过。
那一刻，感觉就像是打通了信息世界的任督二脉，特别有成就感。
看着屏幕上的波形图从杂乱无章变得清晰稳定，那种兴奋劲儿难以言表。
后来，我们试着改变光纤的弯曲程度，观察信号质量的变化。
原来，即使光纤弯成个麻花状，只要不超过一定限度，信号还是可以正常传输。
这就像是给数据小车修了一条蜿蜒曲折但依然畅通无阻的小径。
不过，要是弯得太厉害，信号就会像迷路的孩子一样找不到方向，开始出现丢失或者延迟。
在这个过程中，最让我印象深刻的是当我们在光纤中加入放大器之后的效果。
本来以为信号传得越远就越弱，结果加上放大器后，信号强度又恢复如初，仿佛给那些疲惫不堪的数据小车加满了油，继续它们的长途旅行。
这一幕让我意识到，科技有时候就像是魔法师手中的魔杖，轻轻一挥就能解决看似不可能的问题。
做完实验走出实验室，外面的世界依旧喧嚣，但我的脑海里却满是那些在光纤中穿梭的数据流。
回想起刚才的经历，觉得科学探索不仅需要理论知识，更离不开实际操作中的点滴发现。
每一次成功的实验背后，都是无数次失败后的总结与改进。
想到这里，我不禁对未来的科技充满了期待，也对自己能够参与其中感到无比自豪。
☆ 第2篇：记得那回在实验室里捣鼓模拟信号光纤传输实验，整个过程就像是一场奇妙的探险。
我们几个同学围在一堆仪器旁边，眼睛紧盯着屏幕上跳动的数据，心里默默祈祷着别出岔子。
实验原理其实挺有意思的，简单来说就是把声音或者图像这样的模拟信号转化成光信号，然后通过细细的光纤来传递。
图像光纤传输实验感悟和建议
图像光纤传输实验感悟和建议
光纤传输对于图像传输具有很多优势，如高带宽、低损耗、抗干扰能力强等。
在进行图像光纤传输实验时，我有以下感悟和建议：
1. 实验准备：在进行实验之前，要充分了解光纤传输的原理、设备和实验过程。
确保实验所需的光纤和光纤接口设备的质量可靠，并将其正确连接好。
2. 光源选择：选择合适的光源对实验结果有很大影响。
一般而言，使用激光光源可以获得更高的传输质量和稳定性，但需要注意激光光源的安全问题。
3. 光纤连接和保护：光纤的连接要细心、精确地进行，避免光纤末端的损坏。
在连接时，使用相匹配的光纤连接器，并保持连接部分的清洁。
此外，为了保护光纤的质量和传输效果，可以使用光纤保护套管或光纤膜进行封装。
4. 实验环境：保持实验环境的清洁和稳定性，避免尘埃、湿气等外部因素对光纤传输的影响。
尽量避免光纤过长或过曲折，以减少光信号传输时的损耗和衰减。
5. 实验结果分析：进行实验过程中，及时观察、记录和分析传输结果。
注意光源功率、光纤长度、传输速率等参数的变化对传输质量的影响，以便优化实验方案和参数设定。
总之，图像光纤传输实验需要仔细、谨慎地进行，不仅需要熟悉实验操作技巧，还需要认真对待实验过程中遇到的问题和挑战，并及时进行分析和改进。
希望以上建议对您有所帮助。
高速实时光纤图像传输系统的实现
－－＿ －
同 实 时 光 纤 图像 传 输 系统 的实 现 速
孙科林 ， 周维超 ，吴钦 章
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（． １ 中国科学院 光电技术研究所 ，四川 成都 ６００ ； １２ ９
２ 电子科技大学， ． 四川 成都 ６ ０５ ；．中国科学院 研究生院， １０ ４３ 北京 １０ ４ ） ０ ０９
Ｒｅ ｌｚ ｔｏ ｆ ｈ ｇ ＿ ｐ ｅ ｅ ｌｔｍ ｅ ａ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｉ ｈ 。 ｅ ｄ ｒ ａ ＿ｉ ｓ －
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（ ．Ｉ ｓｉｕ ｅｏ １ ｎ ｔｔ ｔ ／Ｏｐ ｉｓａ ｄ Ｅｌｃｒ ｎ ｃ ，Ｃ ｉ ｅｅＡｃ ｄ ｍｙ ｏ ｃｅ ｃｓ，Ｃｈ ｎ ｄｕ ６ ０ ０ ｔｃ ｎ ｅ ｔｏ ｉｓ ｈ ｎ ｓ ａ ｅ ｆ Ｓ ｉｎ ｅ ｅ ｇ ２ ９，Ｃｈ ｎ １ ｉ ａ； ２ ．Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｅ ｔｏ ｉ Ｓ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｈ ｎ ｉｅ ｓｔ ｆ Ｅｌｃｒ ｎ ｃ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ／ Ｃ ｉ ａ，Ｃｈ ｎ ｕ ６ ０ ５ ，Ｃ ｉ ａ； ＂ ｅ ｇｄ １ ０ ４ ｈ ｎ ３ ．Ｇｒ ｄ ａ ｅＵｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｉ ｅｅＡｃ ｄ ｍｙ ｏ ｃｅ ｃｓ，Ｂｅｊ ｎ ０ ０ ９，Ｃ ｉ ａ） ａ ｕ ｔ ｉ ｅ ｓｔ ｆ Ｃｈ ｎ ｓ ａ ｅ ｆ Ｓ ｉｎ ｅ ｉｉ ｇ １ ０ ４ ｈｎ
摘 要 ： 提 高 光 电 经 纬 仪 上 图 像 传 输 系 统 的 性 能 ， 计 了 利 用 现 场 可 编 程 门 阵 列 （ Ｐ Ａ） Ｒ ｃ ｅ Ｉ Ｐ核 ， 成 了 为 设 Ｆ Ｇ 的 ｏｋ ｔ Ｏ Ｉ 完
音频信号的光纤传输实验报告
音频信号光纤传输实验摘要:实验通过对LED-传输光纤组件的电光特性的测量，得出了在合适的偏置电流下，其具有线性。
验证了硅光电二极管可以把传输光纤出射端输出的信号转变成与之成正比的光电流。
AbstracfThe experimental transmission through the LED-fiber components of theelectro-optical properties Measuring obtained at the right bias current, with its linear. Verification of the silicon photodiode fiber can transmit a radio-signal output into with the current proportional to the light.一.前言:1.实验的历史地位:光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息社会各种信息网的主要传输工具。
随着光纤通信技术的发展,一个以微电子技术,激光技术,计算机技术呵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.2.实验目的了解音频信号光纤传输系统的结构熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及主要特性的测试方法了解音频信号光纤传输系统的调试技能3.待解决的几个主要问题:声音是一种低频信号，你可能有这样的经历，当你说话的声音较低时，只有你旁边的人可以听见你的声音，要让声音传的远些你必须大声喊。
这说明了低频信号的传播受周围环境的影响很大，传播的范围有限。
为了解决上述的问题，在通信技术中一般是使用一个高频信号作为载波利用被传输的信号（如音频信号）对载波进行调制。
实验四-模拟信号光纤传输系统实验
实验四模拟信号光纤传输系统实验一、实验目的1、了解发送光端机的发光管特性；2、掌握如何在光纤信道中高性能传输模拟信号；3、掌握发送光端机中传输模拟信号驱动电路的设计；4、了解光检测器的原理；5、光接收机的组成；二、预备知识1、光端机发光管特性；2、信道的非线性；3、光电转换特性；4、弱信号检测；三、实验仪器1、Z H5002(II)型“光纤发送模块”、“光纤接收模块”一套；2、20MHz示波器一台；3、低频信号源一台；4、光功率计一台；四、实验原理1、模拟光纤传输系统的主要技术指标：模拟光纤传输系统有两个关键性的质量指标：（1）信噪比S/N（2）信道线性度（非线性失真度）信噪比S/N与信道线性度分别表达噪声大小和线性好坏，这两个指标的数值依据传输的实际用途而定。
一般地说高质量的电视传输（例如演播室图象传输）要求信噪比S/N达到56dB，差分增益ΔG=0.3dB（差分增益是用于表示在不同输入信号电平上所引起增益的差值，即通道的线性度）。
对于数字载波传输系统（模拟信号传输），所需信噪比S/N和通道线性度一般比这要求低，可根据实际系统指标的分配决定。
2、模拟光纤传输系统的噪声来源噪声问题是模拟光纤系统最重要的问题之一，系统的任何组成部分包括有源部件和无源部件都可产生噪声，并叠加在传输信号之上。
在模拟传输系统中，主要由光发射机、传输光纤、光接收机和各类连接器所组成。
在光接收机中光检测器又由光检二极管和前置放大器组成。
模拟光纤传输链路中的噪声主要来源于以下几个方面：（1）光发射机中激光器光强的涨落,即相对强度噪声。
在模拟光纤系统中，激光器的直流偏置点是置于线性范围的中间，即在高于激光器阀值电流I th的某一电流I处。
相对强度噪声随着激光器的偏置不同而变化，在阀值附近，其达到最大，随着偏置增加，•即激光器输出功率增加，其会下降。
相对强度噪声和激光器的工作频率亦有关系，一般在低频时较小，而在高频时相对强度噪声则明显增加。
模拟信号光纤传输实验
实验一 模拟信号光纤传输实验一、实验目的1、理解模拟信号光纤系统的通信原理2、理解完好的模拟信号光纤通信系统的根本构造二、实验内容1、各种模拟信号LED 模拟调制：三角波，正弦波2、各种模拟信号LD 模拟调制：三角波，正弦波三、实验仪器1、ZY1804I 型光纤通信原理实验系统1台 2、20MHz 双踪模拟示波器 1台 3、万用表 1台 4、FC-FC 单模光跳线 1根 5、850nm 光发端机和光收端机〔可选〕 1套 6、ST/PC-ST/PC 多模光跳线〔可选〕 1根 7、连接导线20根四、实验原理根据系统传输信号不同，光纤通信系统可分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统。
由于发光二极管和半导体激光器的输出光功率〔对激光器来说，是指阈值电流以上线性部分〕根本上与注入电流成正比，而且电流的变化转换为光频调制呈线性，所以可以直接调制。
对于半导体激光器和发光二极管来说，具有简单、经济和容易实现等优点。
进展发光二极管及半导体激光器调制时采用的就是直接调制。
从调制信号的形式来看，光调制可分为模拟信号调制和数字信号调制。
模拟信号调制直接用连续的模拟信号〔如话音、模拟图像信号等〕对光源进展调制。
图16-1就是对发光二极管进展模拟调制的原理图。
连续的模拟信号电流叠加在直流偏置电流上，适当地选择直流偏置电流的大小，可以减小光信号的非线性失真。
电路实现上，LED 的模拟信号调制较为简单，利用其P-I 的线性关系，可以直接利用电流放大电路进展调制，实验箱模拟信号调制电路如图16-3所示。
一般来说，半导体激光器很少用于模拟信号的直接调制，半导体激光器模拟调制要求光源线性度很高。
而且要求进步光接收机的信噪比比较高。
与发光二极管相比，半导体激光器IP图16-1 发光二极管模拟调制原理图的V-I线性区较小，直接进展模拟调制难度加大，采用图16-3调制电路，会产生非线性失真。
本实验通过完成各种不同模拟信号的LED光纤传输〔如正弦波，三角波〕，理解模拟信号的调制过程及调制系统组成。
实验九 光纤视频传输实验
实验九光纤视频传输实验实验目的:1.了解基带模拟信号直接光强度调制传输系统的构成；2.了解不同业务对传输系统的要求差异。
实验仪器:1.光纤通信实验箱2.摄像头、监视器3.光纤跳线、视频线实验原理:基带模拟信号直接光强度调制传输是模拟光纤传输最基本的传输技术。
以发光二极管为光源的基带电视信号光纤传输系统具有设备简单、价格便宜的特点。
传输质量可以满足不同指标的要求, 适用于较短距离的电视传输, 在广播电视与工业电视传输中有着广泛地应用。
这种设备以发光二极管为光源, 是因为LED的入纤光功率虽不如激光器的高, 但它是非相干光源, 对微分增益（DG）和微分相位（DP）的校正比用激光器（LD）作为光源来得容易, 而且光源驱动电路也比较简单。
另外, 在多模光纤传输系统中, 它也不存在模式噪声对信噪比的影响问题。
因此, LED是这种系统中常用的光源。
图9-1示出了一个系统的基本组成方框。
在我国采用的PAL制电视信号中, 彩色信号是调制在频率为4.43MHz的色副载波上, 而色副载波又是叠加在亮度信号上的。
色副载波的幅度决定着彩色信号的饱和度, 其相位决定了色调。
由于亮度信号的变化在传输中可能引起色副载波的幅度和相位失真, 在电视信号中被称作微分增益（DG）和微分相位（DP）失真。
在传输系统中, 发光二极管的非线性是引起DG、DP失真的主要原因, 这是因为发光二极管的阻抗特性、注入电流、内部量子效率、辐射复合率的温度特性以及调制带宽等因素的影响所致。
一般发光二极管在不采用任何校正措施的情况下, 系统可引起10~15%左右的DG变化和1~3度的DP变化, 这对于高指标传输来说是不利的。
因此需要加入校正电路用以消除这种影响。
校正发光二极管的非线性的方法很多, 如反馈法、相移调制法、前馈法和准前馈法等。
但上述这些方法对校正电路或光器件的要求都很高, 采用这些方法会使设备原本简单便宜的系统反而变得比较复杂, 设备成本也因此而有所提高。
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。
图像光纤传输系统
原理基础与了解
光纤的用途与分类
多模：模拟，小容量、短距离光通信（电视信号） 光源：LED，非相干光
单模：大容量，长距离光通信
光源：LD，相干光
P
常用的调制方式是： 强度调制，直接检测
I0
I
LED模拟信号的直接调制原理
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
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ห้องสมุดไป่ตู้
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）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。
模 拟 信 号 源
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
光纤图像传输实验
实验名称：光纤图像传输实验教学院：数理学院任课老师：刘念专业：电子科学与技术班级：112班学号：1886110233姓名：张影日期：20140406一、实验目的1、了解半导体光源的特性。
2、脉冲频率调制传输方法。
3、视频图像光纤传输方法。
二、实验内容基带模拟信号直接光强度调制传输室模拟光纤传输最基本的传输技术。
以发光二极管的基带信号光纤传输系统具有设备简单、价格便宜的特点。
传输质量可以满足不同指标的要求，使用于较短的距离的传输，在广播电视与工业电视传输中有着广泛的应用。
这种设备以发光二极管为光源，是因为LED的入纤光功率虽不如激光器的高，但他是非相干光源，，对微分增益（DG）和微分相位（DP）的校正比用激光器（LD）作为光源来的容易，而且光源驱动电路也比较简单。
另外，在多模光纤传输系统中，他也不存在模式噪声对信噪比的影响问题。
因此LED是这种系统中常用的光源。
图1给出了一个系统的基本方框图。
SWFM信号的频谱成分中不含有基带视频分量，也不包含直流成分，因此，他不影响判决点的确定。
而且其信号能量主要集中在频段f附近，因此传输带宽比较窄。
其视频传输图像如下。
三、实验装置1、光发送与接收模块（光电子综合实验箱）2、光纤跳线四、实验步骤对于基带直传视频图像的传输，实验电路图如下。
具体的步骤如下。
图像传输采用乙路光纤通信系统。
1、用短接帽将光发送接收模块上的SW102的2脚与3脚相连。
2、打开实验箱的光发送接收模块的电源，将模块的电源KS101_1按下，LED101_1灯亮。
3、摄像头视频输入模块的图像接入端P101，模块的图像输出端接P102监视器。
4、传输过程中如果图像不清晰可调节模块1的RP102.四、实验结果五、实验心得本次实验让我明白了细心和思考的重要性。
开始时，老师说实验很简单，我们很高兴。
但我们还是花了不少时间才做出来，主要原因是不够细心，没有认真的思考问题，这最终会让我们手忙脚乱。
这使我明白，在我们面对任何一个问题时，都应该细心思考，仔细对待，这样我们才能高效的解决每一个问题，才能在学习中取得成功。
实验三 模拟信号光纤传输系统实验
实验三模拟信号光纤传输系统实验学号：XXX 姓名：XXX一、实验目的1.了解模拟信号光纤系统的通信原理2.了解完整的模拟信号光纤通信系统的基本结构3.了解电话语音信号光纤系统的通信原理4.了解完整的电话语音信号光纤通信系统的基本结构5.了解图像信号光纤系统的通信原理6.了解完整的图像信号光纤通信系统的基本结构二、实验内容1.通过不同频率的正弦信号、方波信号、三角波进行光传输实验2.电话语音通过光纤的模拟信道进行传输3.图像信号的单光纤传输三、实验仪器1.光纤实验系统1 台2.光纤跳线1 根3.监视器1台4.示波器1台四、实验原理1、模拟信号传输实验本实验中将模拟信号源输出的正弦波、三角波、方波信号通过光纤进行传输。
模拟信号源的电路图如下：图中P400 是输入的方波信号，输入的方波信号有两种频率可选1k、2k。
P401 是三角波的输出端，P410 是正弦波的输出端。
模拟信号也可以通过PCM 编码后变成数字信号。
然后，再送入光发射模块数字信号端进行传输。
接收到信号后再送入PCM 译码模块，得到模拟信号。
这种传输方法将在后面的实验中进行2、电话语音光纤传输系统实验本实验系统的电话系统采用了热线电话的模式，热线电话的工作模式：其中任意一路摘机后（假定是甲路），另一路将振铃（假定是乙路）而电话甲将送回铃音。
当乙路摘机后，双方进入通话状态。
当其中一路挂机后另一路将送忙音，当两部电话都挂机后通话结束。
电话接口芯片采用的是AM79R70，电路原理如下:当B2EN输入低电平时，使用VBAT2馈电，输入高电平时，使用VBATl馈电。
其中，C2、C1、B2EN都由电话控制电路的单片机U509控制。
3、图像信号光纤系统的通信实验因为视频信号的带宽为0～6Mhz相对于语音信号的0～3Khz来说宽了许多，因此光发射机和光接收机的要求更加严格。
在实验中应该认真仔细的调整才能得到满意的图像传输效果。
实验框图如下：五、注意事项1.如果通话过程中有噪声，可以将光发端的电阻RP104 和RP204 向右旋转以减小输入信号的幅度。
实验四电话光纤传输系统实验
实验四电话光纤传输系统实验一、实验目的1、了解电话及语音信号通过光纤传输的全过程二、实验内容1、电话光纤传输系统实验三、实验仪器四、实验原理图1 电话数字光纤传输线路编码数字光发送机原理方框时分复用制的数字通信系统，主要特点是在一个信道上利用不同的时隙来传递各路（语音、数据或图像）不同信号。
各路信号独立、互不干扰。
实际的电话业务共有32个时隙，其中30个时隙用于话音业务。
第一个时隙为定位时隙，用于做帧同步提取用，其同步码为固定的码流“0 1 1 1 0 0 1 0”，固定时隙传输时，时隙1和时隙2分别为两路电话语音调制数据。
第二到第十六个时隙传输话音业务，第十七个时隙用于信令信号传输，以实现信令的接续。
第十八到三十二时隙用于话音业务。
本次实验的原理图如图1 ，光发送机内部原理如图2。
五、实验步骤请写出1550nm 数字电话光纤传输实验的实验步骤。
请设置好开关：K35 、K34 、K38、 K37、K7、K28和K29 提示：编码信号直接输出连接至15_DIN ，解码信号直接由15_DOUT 输入； 解码时钟信号直接和编码时钟信号直接相连； 电终端复用与解复用后编码采用NRZ 码； 光终端编/解码方式为CMI ＋扰码/解扰码。
连好后，将两部电话摘机，即可进行全双工通话。
观察接续控制部分的内容；分别对两部电话进行按键，观测数字终端二极管发光的变化。
根据以前做过的“E1复用解复用”来做本次实验。
光纤开关、电位器功能说明：1、电终端拨码开关说明第1位第2位第3位第4位功能数值011100时分复用数据来自数字信号源时分复用数据来自PCM编码信号时分复用后码速率为256KB/s 时分复用后码速率为2048KB/s 空时分复用时时隙固定时分复用时跳时隙选择表1-1 拨码开关K35各位功能表表1-2 拨码开关K34各位功能表2、光端拨码开关说明：表1-3 拨码开关K38PCM信号的编码方式各位功能表表1-4 拨码开关K37光信号编码方式各位功能表。
信息光学实验报告
一、实验目的1. 了解信息光学的基本原理和实验方法。
2. 学习利用信息光学技术进行图像处理和光学信息传输。
3. 掌握信息光学实验仪器的操作和实验数据的处理方法。
二、实验原理信息光学是研究光波在信息传输、处理和存储等方面的学科。
本实验主要涉及以下内容：1. 光学信息传输：利用光纤传输信息，通过调制解调技术实现数字信号的传输。
2. 图像处理：利用光学滤波器和傅里叶变换等方法对图像进行增强、压缩和恢复等处理。
3. 光学存储：研究光盘、全息存储等光学存储技术。
三、实验仪器与设备1. 光纤通信实验箱2. 光学滤波器3. 傅里叶变换实验装置4. 全息存储实验装置5. 相关软件和计算机四、实验内容及步骤1. 光纤通信实验（1）搭建光纤通信实验系统，包括光源、光纤、光模块、电模块等。
（2）调整实验系统，使光源发出的光通过光纤传输。
（3）利用调制解调技术实现数字信号的传输。
（4）观察和记录实验数据，分析光纤通信的性能。
2. 图像处理实验（1）搭建图像处理实验系统，包括图像源、光学滤波器、傅里叶变换装置等。
（2）将图像通过光学滤波器进行滤波处理。
（3）对滤波后的图像进行傅里叶变换，得到图像的频谱。
（4）分析频谱，根据需要选择合适的滤波器对图像进行处理。
（5）将处理后的图像进行傅里叶逆变换，得到恢复后的图像。
3. 光学存储实验（1）搭建光学存储实验系统，包括全息存储装置、光源、物镜、记录介质等。
（2）调整实验系统，使光源发出的光通过物镜照射到记录介质上。
（3）利用全息技术记录图像信息。
（4）观察和记录实验数据，分析全息存储的性能。
五、实验结果与分析1. 光纤通信实验实验结果显示，光纤通信系统能够稳定地传输数字信号，传输速率较高，损耗较小。
2. 图像处理实验实验结果表明，利用光学滤波器和傅里叶变换技术可以对图像进行有效的处理，如增强、压缩和恢复等。
3. 光学存储实验实验结果显示，全息存储技术能够记录和恢复图像信息，具有较高的存储容量和良好的性能。
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。
模拟信号光纤传输观测实验原理
模拟信号光纤传输观测实验原理同学们！今天咱们要来捣鼓一个超酷的小实验——模拟信号光纤传输观测实验。
首先呢，咱得知道啥是模拟信号。
简单来说，模拟信号就像是一条连绵不断的河流，它的值是连续变化的。
比如说咱们平时听的收音机里的声音信号，那就是模拟信号，它就像一个调皮的小虫子，在一定的范围内自由自在地扭动着。
那为啥要把这个模拟信号放到光纤里传输呢？这就好比咱们要把小虫子送到一个很远的地方，但是路上有很多干扰，就像有一群调皮捣蛋的小鬼在捣乱。
光纤呢，就像是一条超级安全的管道，把小虫子保护起来，让它能顺利到达目的地。
现在咱们说说这个实验原理哈。
这里面有个关键的东西叫光发射机。
光发射机就像是一个魔法盒，它把模拟信号这个小虫子抓进去，然后给它穿上一件亮晶晶的光衣服。
这个过程呢，其实就是把电信号转换成光信号。
我觉得这个过程就像是给小虫子变身一样神奇。
也许你会问，怎么就变了呢？嘿这是因为在光发射机里有一些特殊的元件，它们通过一些物理魔法，像什么调制之类的，就把模拟信号变成了光信号。
然后呢，这个穿着光衣服的模拟信号就沿着光纤这条管道开始旅行啦。
光纤就像一个透明的高速公路，光信号在里面跑得飞快。
不过，在这个过程中，也可能会遇到一些小麻烦。
比如说光纤可能不是完全纯净的，就像高速公路上偶尔有一些小石子。
但是呢，光纤的优点就是对这些小麻烦比较耐受，光信号还是能够比较顺利地跑下去。
最后，在光纤的尽头，有一个光接收机。
这个光接收机就像是一个专门捕捉光信号小虫子的大网。
它把光信号抓住，然后再通过一些反向的魔法，把光信号变回模拟信号。
这时候，我们就可以观察这个经过光纤传输后的模拟信号啦。
我给你们讲个我自己的小故事吧。
有一次我在做类似的实验的时候，我就特别好奇，这个光信号在光纤里到底是怎么跑的呢？我就想啊，如果我能变得像光信号那么小，钻进光纤里看看就好了。
结果当然是不可能啦，但是这种好奇心让我更加深入地去了解这个实验原理。
小伙伴们！今天咱们又要聊一聊这个模拟信号光纤传输观测实验原理啦。
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光纤图像传输实验
一、实验目的
1、了解基带模拟信号的传输特性。
2、脉冲频率调制传输方法
二、实验原理
基带模拟信号直接光强度调制传输是模拟光纤传输最基本的传输技术。
以发光二极管为光源的基带电视信号光纤传输系统具有设备简单、价格便宜的特点。
传输质量可以满足不同指标的要求，适用于较短距离的电视传输，在广播电视与工业电视传输中有着广泛地应用。
这种设备以发光二极管为光源，是因为LED 的入纤光功率虽不如激光器的高，但它是非相干光源，对微分增益（DG）和微
分相位（DP）的校正比用激光器（LD）作为光源来得容易，而且光源驱动电路
也比较简单。
另外，在多模光纤传输系统中，它也不存在模式噪声对信噪比的影响问题。
因此，LED 是这种系统中常用的光源。
图 1 示出了一个系统的基本组成方框。
在我国采用的PAL 制电视信号中，
彩色信号是调制在频率为 4.43MHz 的色副载波上，而色副载波又是叠加在亮度
信号上的。
色副载波的幅度决定着彩色信号的饱和度，其相位决定了色调。
由于亮度信号的变化在传输中可能引起色副载波的幅度和相位失真，在电视信号中被称作微分增益（DG）和微分相位（DP）失真。
在传输系统中，发光二极管的非
线性是引起DG、DP 失真的主要原因，这是因为发光二极管的阻抗特性、注入电流、内部量子效率、辐射复合率的温度特性以及调制带宽等因素的影响所致。
一般发光二极管在不采用任何校正措施的情况下，系统可引起10~15%左右的DG 变化和1~3 度的DP 变化，这对于高指标传输来说是不利的。
因此需要加入校正电路用以消除这种影响。
校正发光二极管的非线性的方法很多，如反馈法、相移
调制法、前馈法和准前馈法等。
但上述这些方法对校正电路或光器件的要求都很
高，采用这些方法会使设备原本简单便宜的系统反而变得比较复杂，设备成本也
因此而有所提高。
因此一般情况下多采用预失真（预校正）法比较实用。
所谓预
失真法是用普通二极管的非线性在发送端使信号预先失真，用以抵消发光二极管
的非线性失真。
众所周知，电视信号在通过传输设备的电路时，由于交流耦合电容的影响，
会失去信号中的低频成分和直流成分。
为了保持良好的场响应，常常采取箝位措施，恢复直流分量。
除此之外，发端采用箝位技术控制电视信号，可使其工作在
发光二极管的P-I 特性线性校正区范围内。
因而，预失真电路和光源驱动电路中
也采用箝位技术。
在收端，光电检测器究竟是采用PIN 光电二极管还是雪崩光
电二极管（APD），这要看对光纤传输系统信噪比的要求而定。
如前所述，信噪
比要求较高时多采用PIN，而信噪比要求较低时，采用APD 可以提高接收机的
灵敏度。
前置放大器可以采用高阻抗低噪声放大器或高跨阻抗低噪声放大器，这
样有利于接收机灵敏度的提高。
上述两种放大器的带宽并不理想，为了保证电视
信号的幅频特性要求，有时需要进行幅度均衡。
限制噪声带宽的低通滤波器一般
和幅度均衡特性一起考虑，并不单独设置。
在这种光纤传输系统中，自动增益控
制（AGC）电路的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电平是随着收到的光功率的大小而改变的，因而
自动增益控制还起到使接收端电视信号输出电平维持恒定接口电平的作用。
这里需要指出的是，基带模拟电视信号光强度调制系统容易受到光源非线性
的影响，虽然可以采用各种措施去改善非线性失真的影响，但光源的P-I 特性一
致性较差，使得批量生产时，调整工作量较大，特别是采用LD 作光源时，影响
传输指标的因素更多，加之脉冲频率调制技术已经成熟，而且又不受光源的非线
性影响，因此采用激光器的基带模拟电视信号强度调制系统目前已很少采用。
脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation：PFM）传输方式是目前单路模
拟视频光纤传输方式中传输质量较高的方式之一，它也属于脉冲调制光纤传输系
统中的一种。
所谓脉冲调制包括脉冲调幅、脉冲调相、脉冲调宽、脉冲间隔调制、脉冲调频以及其它双参数脉冲调制等。
在这些方式中除脉冲调幅外，都不受光源
非线性的影响。
脉冲频率调制有两种方式，一种是调制脉冲的重复频率随信号幅度大小呈线
性变化，而脉冲持续期（脉宽）则固定不变；另一种是脉冲占空比为1:1，而调
制脉冲的重复频率仍然与信号的幅度成比例变化。
后者实际上叫做方波调频
（SWFM）方式。
方波频率调制（SWFM）是一种脉冲化了的调频方式（也叫脉冲占空比为1:1 的PFM 方式），它是在等宽PFM 基础上发展起来的更适合于光纤传输系统的视频传输方式。
因此，近年来在光纤单路电视传输中占有重要地位。
通过频谱分
析可知：等宽PFM 信号的频谱中含有基带电视信号成份，这给PFM 信号的解调带来了方便。
但同时也给接收端的判决带来了不便，这是因为在等宽PFM 脉冲
中的直流成分会给判决点的确定带来麻烦。
由于脉冲较窄，带宽较宽，给接收端
前置放大器设计和接收灵敏度的提高也都带来了不便，而在SWFM 系统中，上
述这些不足之处都可以得到克服。
SWFM 信号的频谱成分中不含基带视频分量，
也不含直流成分，因此，它不影响判决点的确定。
而且其信号能量主要集中在载
频f0 附近，因此传输带宽比较窄。
视频信号
输入
输入 预加重 SWFM 调制 光源 驱动器 光源
PD
接收 放大 SWFM /PFM 去加重 视频 放大 视频信号 输出
三、实验步骤和内容
对于 基带直传视频图像的传输，实验电路图如图 3 所示。
其具体的实验步骤 如下。
图像传输采用乙路光纤通信系统。
莲花头
TP404-TP103 模拟 光发送机 光纤 模拟 光接收机 TP404-TP103
莲花头
摄像头
1、用短接帽将模块①上的SW102 的1脚与2脚短接。
监视器 2、打开实验箱及模块①、②的电源；将模块①的按键KS101-1按下（LED101-1、 灯亮）。
3、摄像头视频输入接模块①的图像输入端P101，模块①的图像输出端P102接监 视器即可。
4、传输过程中若图像不清晰可调节模块①的 RP103。
四、实验报告要求
1.写出视频图像光纤传输系统的原理。
答：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。
2.说出调试中注意事项。
答：注意显示屏接收模式和传输线一致，多组插线接头不要误接。