光纤传输简介和光纤传输系统设计指南

光纤传输简介和光纤传输系统设计指南

一、概述

光纤即为光导纤维的简称。光纤通讯是以光波为载频，以光导纤维为传输媒介的一种通信方式。光纤通讯之所以在最近短短的二十年中能得以迅猛的发展，是由于它具有以下的突出优点而决定：

1、传输频带宽、通讯容量大。

光载波频率为5X1014 MHz, 光纤的带宽为几千兆赫兹甚至更高。

2、信号损耗低。

目前的实用光纤均采用纯净度很高的石英(SiO2)材料，在光波长为1550nm附近，衰减可降至0.2dB/km,已接近理论极限。因此，它的中继距离可以很远。

3、不受电磁波干扰。

因为光纤为非金属的介质材料，因此它不受电磁波的干扰。

4、线径细、重量轻。

由于光纤的直径很小，只有0.1mm左右，因此制成光缆后，直径要比电缆细，而且重量也轻。因此，便于制造多芯光缆。

5、资源丰富。

光纤通讯除了上述优点之外，还有抗化学腐蚀等特点。当然光纤本身也有缺点，如

光纤质地脆、机械强度低；要求比较好的切断、连接技术；分路、耦合比较麻烦等。

二、光纤和光缆

1、光纤的分类

①按照传输模式来划分：

光纤中传播的模式就是光纤中存在的电磁场场形，或者说是光场场形(HE)。各种场

形都是光波导中经过多次的反射和干涉的结果。各种模式是不连续的离散的。由于

驻波才能在光纤中稳定的存在，它的存在反映在光纤横截面上就是各种形状的光场，即各种光斑。若是一个光斑，我们称这种光纤为单模光纤，若为两个以上光斑，我

们称之为多模光纤。

单模光纤(Single-Mode)

单模光纤只传输主模，也就是说光线只沿光纤的内芯进行传输。由于完全避免

了模式色散，使得单模光纤的传输频带很宽，因而适用于大容量，长距离的光

纤通讯。单模光纤使用的光波长为1310nm或1550nm。

●多模光纤(Multi-Mode)

在一定的工作波长下(850nm/1300nm)，有多个模式在光纤中传输，这种光纤称

之为多模光纤。由于色散或像差，因此，这种光纤的传输性能较差，频带较窄，传输容量也比较小，距离比较短。

②按照纤芯直径来划分：

●50/125 (μm) 缓变型多模光纤

●62.5/125 (μm) 缓变增强型多模光纤

●8.3/125 (μm) 缓变型单模光纤

备注：50/62.5/8.3μm 均为光纤的光芯直径数，125μm均为光纤玻璃包层的直径数。

③按照光纤芯的折射率分布来划分：

●阶跃型光纤(Step index fiber)，简称SIF；

●梯度型光纤(Graded index fiber)，简称GIF；

●环形光纤(ring fiber)；

●W型光纤

2、光缆：

点对点光纤传输系统是通过光缆进行连接。光缆可包含1根光纤(有时称单纤)或2根光纤(有时称双纤)，或者更多(48纤、1000纤)。

3、光纤辅助器件：

●光纤配线架(Housing)

用于室内光纤网络配线系统。

●光纤活动连接器(Connector)

用于各类光纤设备(如光端机等) 与光纤之间的连接。(ST-FC-SC)

●光纤适配器和衰减器(Adaptor and Attenuator)

光纤适配器用于各类光纤设备与光纤连接方式的转换。

光纤衰减器用于减弱输入光功率，从此避免由于输入光功率超强而使光接收机

产生的失真。

●光分路器(Coupler)

适用于将一根光纤信号分解为多路光信号输出(如：计算机网络、CATV系统等)。

●光波分复用器(WDM)

用于光路中不同波长的光的分离或混合。

三、光纤系统设计简介

1、设计思路：

系统的设计思路：设计者能选择最有效及最节省成本的方式来传递光信号。要做到

这一点，设计者必须了解系统中各个不同部件的要求和损耗，具体损耗如下表1：

除此之外，设计者还必须从以下几个方面的情形着手考虑：

●光纤系统是要传输视频、音频、数据、还是这些信号的组合？

●这些信号是单向还是双向？

●信号的传输距离有多远？

●光纤系统的光学损耗预算是多少？

●系统中光学损耗的总和和光端机允许的光学最大衰减值相比较的结果如何？

2、光学传输损耗：

光学损耗值或全部衰减值，是接收机和发射机之间各个独立部件损耗的总和。引起光学损耗的主要原因有：

●光纤每公里损耗

●光纤耦合器的损耗

●连接器的损耗

●接口的损耗

在计算这些损耗时，不可能十分准确，制造厂商将给出标准范围并制定以下内容的容限，如接头的类型，光源发射器的寿命和状态，以及包括温度变化在内的环境因素等。在估算光功率损耗时，可参考上面损耗表，进行预算。

3、最大衰减值：

一般光端机都标有最大的衰减指标（或发射功率与接收灵敏度），此数字(以dB分贝表示)越高，系统可工作的距离就越长。它是系统能够容忍并工作正常时的最大光信号衰减数值。整个线路的损耗，即链路损耗，可通过如下方式决定：

●使用光学仪器（如光功率计）来测量损耗

●实际估算各系统部件的损耗

后一种要考虑以下因素，每个因素均有其相关的损耗值：连接器、接头类型、光纤类型、光纤跳线/配线板，光学余量等。

随着制造技术和工艺的不断进步，这此损耗值也在日益降低，所以在估算传输距离时，除了按损耗表考虑上述各因素外，还要参照各部件厂商标称的实际参数。将这些因素所产生的光学损耗相加，如果总数小于光端机所标示的最大衰减数值，则就可保证系统的正常工作。而这一点通常可作为一个光纤传输系统设计成功与否的参考标准。

光纤入户设计方案(住宅小区FTTH解决方案)

综合布线系统工程 住宅小区光纤到户设计方案福建北讯智能科技有限公司

目录 第一章、概述 (2) 一、综合布线系统建设 (2) 二、工程概况 (3) 三、系统综述 (3) 第二章、设计依据与原则 (4) 一、设计依据 (4) 二、设计原则 (4) 三、设计遵守的规范 (5) 第三章、系统设计说明 (6) 一、需求分析 (8) 二、系统构成 (9) 第四章、产品的选择 (10) 一、产品的选择原则 (10) 二、NORTEC 光纤到户解决方案 (10) 三、产品主要特性指标 (11) 第五章、系统测试 (18) 一、双绞线缆传输测试 (18) 二、光纤传输通道测试 (18) 第六章、综合布线设备总清单 (18) 第七章、质量保证及服务 (19) 一、预期工期 (19) 二、库存及最短到货时间 (19) 三、投入人力 (19) 四、质保 (20) 五、用户培训 (20) 六、竣工文档 (20) 第八章、附录 (21)

第一章、概述 一、综合布线系统建设 近年来，基于互联网协议的骨干网和IP局域网发展迅速，成为宽带网络主要的传送方式。作为信息高速公路的“最后一公里”，接入网技术已经成为目前关注的焦点。在光接入网中，无源光网络（PON，Passive Optical Network）技术打破了传统的点到点解决方法，采用光纤作为传输媒介，不包含有源节点，具有对业务透明、运行维护费用低和易于升级等优点，是三网（互联网、电信网、广播电视网）融网的理想平台。因此FTTH已成为必然的选择和发展方向。 二、工程概况 阳光城闽侯南城新区闽侯县市民文化广场旁（闽侯县西江滨大道-市民广场西侧），该项目建筑面积约225956平方米。 各楼栋划分如下： ?1#、2#、3#、5#~8#为高层居住楼； ?9#~12#为4层别墅； 见小区平面示意图:

光纤传输语音电路设计

东北石油大学课程设计 2015年3月13日

东北石油大学课程设计任务书 课程光电检测技术 题目光纤传输语音电路设计 专业电子科学与技术姓名学号 主要内容： 应用集成电路、光敏二极管、三极管，设计光电发射与接收电路，光纤传输语音信号的功能。 基本要求： 1）设计光纤传输语音信号的框图。 2）设计光信号发射电路及光信号接收电路。 3）传输距离200米左右。 4）调试安装。 5）完成课程设计总结报告。 主要参考资料： 1）李芳健编著.光纤通信相关技术[M].北京：机械工业出版社, 2010.11. 2) 雷御堂编著，光电信息技术[M].北京：电子工业出版社. 2006.4. 3) 黄继昌等编著.检测专用集成电路及应用[M]. 北京：人民邮电出版社，2006.10. 完成期限2015.3.9~2015.3.13 指导教师 专业负责人 2015年3月6日

第1章概述 1.1 选题背景 光电检测技术是一种非接触测量的高新技术。它主要利用电子技术对光学信号进行检测，并进一步传递、储存、控制、计算和显示。光电检测技术通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息，然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量，并进一步经过电路放大、处理，以达到电信号输出的目的。然后采用电子学、信息论、计算机及物理学等方法分析噪声产生的原因和规律，以便于进行相应的电路改进，更好地研究被噪声淹没的微弱有用信号的特点与相关性，从而了解非电量的状态。微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号，同时提高检测系统输出信号的信噪比。 光纤传输，即以光线为介质进行传输。光纤，不仅可用来传输模拟信号和数字信号，而且可以满足视频传输的需求。其数据传输率能达几千Mbps。如果在不使用中继器的情况下，传输范围能达到6-8km。 1.2 发展前景 光纤通信技术应用迅速增长，自1977年光纤系统首次商用安装以来，电话公司就开始使用光纤链路替代旧的铜线系统。今天的许多电话公司，在他们的系统中全面使用光纤作为干线结构和作为城市电话系统之间的长距离连接。提供商已开始用光纤/铜轴混合线路进行试验。这种混合线路允许在领域之间集成光纤和同轴电缆，这种被称为节点的位置，提供将光脉冲转换为电信号的光接收机，然后信号再经过同轴电缆被传送到各个家庭。近年来，作为一种通信信号传输的恰当手段，光纤稳步替代铜线是显而易见的，这些光缆在本地电话系统之间跨越很长的距离并为许多网络系统提供干线连接。 光纤是一种采用玻璃作为波导，以光的形式将信息从一端传送到另一端的技术。今天的低损耗玻璃光纤相对于早期发展的传输介质，几乎不受带宽限制并具有独一无二的优势，点到点的光学传输系统由三个基本部分构成：产生光信号的光发送机、携带光信号的光缆和接收光信号的光接收机。 光纤传输设备传输方式可简单的分成：多模光纤传输设备和单模光纤传输设备。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

数字电视光纤传输系统设计

数字电视光纤传输系统设计 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 电子与信息工程学院信息与通信工程系

目录 数字电视光纤传输系统设计 (1) 摘要 (1) 1光纤通信概述 (2) 2系统组成 (2) 2.1光端机 (3) 2.1.1光发射机 (3) 2.1.2光源 (3) 2.13光接收机 (4) 2.1.4光接收机的性能指标 (4) 3光纤的选型 (5) 4设计方案及关键技术 (5) 5实现方式 (6)

数字电视光纤传输系统设计 摘要 光纤通信是近30年迅猛发展起來的高新技术，从一开始就显示出无以伦比的优越性, 引起人们的极大兴趣和关注并得到了迅速的发展。H 70年代以来，光纤通信技术不仅在电信等民用领域得到了广泛的应用，而且因其独特的频带极宽、通信容星大、衰减小等优点，使得光纤通信技术至今己发展为举世眠目的、独立的新兴产业，给通信技术乃至国民经济、国防事业和人民生活带来了巨大的变革。目前在高速公路、交通、电子警察、监控、安防、工业自动化、电力、海关、水利、银行等领域视频图像、音频、数据、以太网、电话等数字光纤通信系统开始普遍大量应用。用光纤取代电缆，利用光纤频带宽、损耗低和抗干扰能力强的矣岀特点，不但可以使系统的安装和接线变得简单，更使得可靠性和安全性得到了保障。在冃前的光纤通信系统中，设计者普遍是用其他生产厂家的光发送端机和光接收端机以及光缆來组成系统。这就需要设计者在设计系统时要考虑市面上的光端机的性能，设计出來的系统要符合光端机的各项指标，而各种光端机的指标也都是固定的，这使得在系统中所传输的信号也有了局限性：而且光端机所用到的是专用的集成芯片，造价也比较高。这些都限制了光纤通信的应用。

LED可见光音频信号传输系统设计

LED可见光音频信号传输系统设计 摘要：LED具有调制特性良好的优点，可以使LED光源在照明的同时传输音频信号，本设计发射端利用三极管将音频信号放大后驱动LED发光，LED 的发光强度受音频的调制，接收端利用光敏二极管接收调制信号，功率放大器进行功率放大，最后将音频信号输出，实现无失真音频传输。 标签：LED;调制;放大;音频传输 引言 LED具有高亮度、低功耗、灵敏度高、调制特点好等优点，利用这些特性可以实现在照明的同时，把信号调制到LED光中进行传输。实现利用可见光为信息载体，不使用光纤等有线传输介质，在空气中直接传送光信号的通信方式，即可见光通信技术（Visible Light Communication，VLC） 利用LED高速调试的特性将音频信号调制到LED可见光上进行信息传输，这传输方式减少了电磁辐射对环境的影响，适合对电磁信号敏感的区域使用。在当前节能和环保两大主题的前提下，随着世界各国对白光照明光源的大力推广，以及其光谱特性、一特性、调制特性等性能的提高，基于白光可见光通信正在逐渐发展起来。 1 系统设计 系统整体由发射端和接收端两部分组成，发射端由MP3或音频信号发生器输入音频信号，通过三极管放大电路将音频信号放大，并驱动LED发光。接收端将光信号转化为电信经放大电路放大，再由功率放大器进行功率放大，从扬声器输出。系统框图如图1所示。 图1 系统框图 2 电路设计 （1）电源设计。电源输入电压为220V工频交流电，三端稳压器采用电子设备中常用的线性稳压集成电路LM7812和LM7912。电路如图2所示，电路图中LM7812和LM7912接有一大一小两个滤波电容，大电容低频滤波，小电容高频滤波。跨接于LM7812和LM7912输入输出端的二极管D4、D5可以保护三端稳压器不被反向浪涌电流的冲击而烧毁。 （2）发射端设计。发射端电路如图3所示，当音频信号由A、B端输入，经耦合电容C1的隔直作用后会在三极管的基极加上一组和音频信号一样变化的电流，在由三极管的放大作用，驱动两个LED。因LED的发光强度与电流的大小成正比，所以LED的发光强度与音频信号的幅度大小同步调制，实现音频信

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。 Abstracf The experimental transmission through the LED-fiber components of the electro-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。当信号到达传输地点时需要对信号进行解调，也就是将高频载波滤掉，最终得到被传输的音频信号。随着通信容量的增加和信息传递速度的加快，上述传播过程的缺陷也暴露了出来，主要为以下几点： 1信号间的干扰； 2 对接手端和发射端阻抗匹配要求较高； 3 传播速度受到一定的限制。 专家们一致认为解决上述问题的关键是利用光作为信号的载体，也就是所说的光纤通信。本实验的目的就是去了解光纤传输系统的结构，以及半导体电光/光电器件的基本性能及主要特性的测试方法。 二. 实验介绍 1.实验原理

光纤基础知识简介

光纤简介 一、光纤概述 光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。通常，光纤一端的发射装置使用发光二极管（light emitting diode,LED）或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。 二、光纤工作波长 光是一种电磁波。可见光部分波长围是：390nm—760nm(纳米)，大于760nm部分是红外光，小于390nm部分是紫外光。光纤的工作波长有短波长0.85μm、长波长1.31μm和1.55μm。光纤损耗一般是随波长加长而减小，0.85μm的损耗为2.5dB/km，1.31μm的损耗为0.35dB/km，1.55μm的损耗为0.20dB/km，这是光纤的最低损耗，波长1.65μm以上的损耗趋向加大。 三、光纤分类 光纤的分类主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料和制造方法上作一归纳的，各种分类如下。 （1）工作波长：紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤（0.85μm、1.3μm、1.55μm）。 （2）折射率分布：阶跃（SI）型光纤、近阶跃型光纤、渐变（GI）型光纤、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。 （3）传输模式：单模光纤（含偏振保持光纤、非偏振保持光纤）、多模

光纤。 （4）原材料：石英光纤、多成分玻璃光纤、塑料光纤、复合材料光纤（如塑料包层、液体纤芯等）、红外材料等。按被覆材料还可分为无机材料（碳等）、金属材料（铜、镍等）和塑料等。 （5）制造方法：预塑有汽相轴向沉积（VAD）、化学汽相沉积（CVD）等，拉丝法有管律法（Rod intube）和双坩锅法等。 四、单模光纤与多模光纤 光纤是一种光波导，因而光波在其中传播也存在模式问题。所谓“模”是指以一定角速度进入光纤的一束光。模式是指传输线横截面和纵截面的电磁场结构图形，即电磁波的分布情况。一般来说，不同的模式有不同的的场结构，且每一种传输线都有一个与其对应的基模或主模。基模是截止波长最长的模式。除基模外，截止波长较短的其它模式称为高次模。 根据光纤能传输的模式数目，可将其分为单模光纤和多模光纤。多模光纤允许多束光在光纤中同时传播，从而形成模分散（因为每一个模光进入光纤的角度不同它们到达另一端点的时间也不同，这种特征称为模分散）。模分散技术限制了多模光纤的带宽和距离。单模光纤只能允许一束光传播，所以单模光纤没有模分散特性。 （1）单模光纤 单模光纤(Single Mode Fiber)的中心高折射率玻璃芯直径有三种型号：8μm、9μm和10μm，只能传一种模式的光。相同条件下，纤径越小衰减越小，可传输距离越远。中心波长为1310nm或1550nm。单模光纤用激光器作为光源。单模光纤用于主干、大容量、长距离的系统。

光纤网络方案设计1

四川化院光纤网络方案设计 一、光纤系统简介 ●光纤通信系统简述 1．光纤通信系统 光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输介质的通信方式，起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。 1）光源－光源是光波产生的根源； 2）光纤－光纤是传输光波的导体； 3）光发送机－光发送机负责产生光束，将电信号转变成光信号，再把光信号导入光纤； 4）光接收机－光接收机负责接收从光纤上传输过来的光信号，并将它转变成电信号，经解码后再作相应处理。光纤通信系统的基本构成如图所示： . 2．光纤通信系统主要优点 1）传输频带宽、通信容量大，短距离时达几千兆的传输速度 2）线路损耗低、传输距离远； 3）抗干扰能力强，应用范围广； 4）线径细、质量小； 5）抗化学腐蚀能力强； 6）光纤制造资源丰富。 在网络工程中一般是62．5μm/125μm 规格的多模光纤，有时也用100μm/140μm 规格的多模光纤。户外布线大于2KM时可选用单模光纤。 ●光纤的种类主要有两大类，即单模与多模。 单模光纤（SMF Single Mode Fiber）的纤芯直径很小，在给定的工作波长上只能以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大。光信号可以沿着光纤轴向传播，因此光信号的损耗很小，离散也很小，传播的距离较远。单模光纤PMD规范建议芯径为8~10μm，包层直径为125μm。 多模光纤（MMF Multi Mode Fiber）是在给定的工作波长上，能以多个模式同时传输的

光纤。多模光纤的纤芯直径一般为50至200μm，而包层直径的变化范围为125到230μm，计算机网络用纤芯直径为62.5μm，包层为125μm，也就是通常所说的62.5μm。与单模光纤相比，多模光纤的传输性能要差。在导入波长上分单模1310nm、1550nm;多模850nm、1300nm 光缆的种类和机械性能 单芯互联光缆 主要应用范围包括： 1）跳线； 2）内部设备连接； 3）通信柜配线面板； 4）墙上出口到工作站的连接； 5）水平拉线，直接端接； 6）适于使用环氧树脂或LIGHTCRIMPLP连接端接。 主要性能及优点如下： 1）高性能的单模和多模光纤符合所有的工业标准主； 2）900μm紧密缓冲外衣易于连接与剥除； 3）Aramid抗拉线增强组织提高对光纤的保护； 4）UL/CAS验证符合OFNR和OFNP性能要求； 5）设计和测试均根据Bellcore GR-409-CORE及IEC793-1/794-1标准； 扩展级别62.5/125μm符合ISO/IEC 1180。 双芯互联光缆 主要应用范围包括： 1)交连跳线； 2)水平走线，直接端接； 3)光纤到桌； 4)通信柜配线机板； 5)墙上出口到工作站的连接； 6)适于使用环氧树脂或LIGHTCRIMPLP连接端接。 双芯互联光缆除具备单芯互联光缆所有的主要性能优点之外，还具有光纤之间易于区分的优点。 3．室外光缆4~24芯铠装型与全绝缘型

光纤传输语音电路设计

东北石油大学 课程设计 课程光电检测技术 题目光纤传输语音电路设计 院系电子科学学院 专业班级 学生姓名 _________________________________ 学生学号 _________________________________ 指导教师 2015年3月13日

东北石油大学课程设计任务书 课程光电检测技术_______________________________________________________ 题目光纤传输语音电路设计_______________________________________________ 专业_________________________ 姓名__________________ 学号__________________ 主要内容： 应用集成电路、光敏二极管、三极管，设计光电发射与接收电路，光纤传输语音信号的功能。 基本要求： 1）设计光纤传输语音信号的框图。 2）设计光信号发射电路及光信号接收电路。 3）传输距离200米左右。 4）调试安装。 5）完成课程设计总结报告。 主要参考资料： 1）李芳健编著.光纤通信相关技术[M].北京：机械工业出版社,2010.11. 2）雷御堂编著，光电信息技术[M].北京：电子工业出版社.2006.4. 3）黄继昌等编著.检测专用集成电路及应用[M].北京：人民邮电出版社，2006.10. 完成期限2015.3.9~2015.3.13 指导教师_______________________ 专业负责人_____________________ 2015年3月9日

光纤布线方案设计

1、光纤到桌面布线方案设计 1.1设计原则 颍上县检察院规模和网络信息流量在未来会不断扩大，需要有一个完善的综合布线系统以提高办公效率，为确保智能化综合布线系统建设和应用的成功，在本方案的设计中要遵循以下原则： 标准性：符合设计及安装的国内、国际标准。 实用性：满足当前的各种通讯要求和未来的应用。 先进性：采用成熟、先进的技术和设备。 安全性：利于防火、防水、防雷击、防静电、防破坏和抗干扰等。 维护性：便于维护和管理，有利于故障检查和排除。 兼容性：利于硬、软件的兼容，系统的升级和扩充。 可靠性：采用容错技术，保证系统在多重故障下仍能正常运行。 经济性：在满足现有需求和未来应用的基础上，要有好的性能价格比和保护原有的投资。 1.2设计依据 ISO / IEC 11801 国际建筑通用布线标准 ANSI / TIA / EIA 568A/B 商用建筑电信布线标准 ANSI / TIA / EIA 568B 六类线布线标准 ANSI / EIA/TIA－569A 商用建筑电信通道及空间标准 ANSI / EIA/TIA－606 商用建筑电信基础结构管理标准 ANSI / EIA/TIA－607 商用建筑接地和接线规范 IEEE 100 BASE-T 100兆以太网 IEEE 802.11A/B 无线网络标准 中国民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92） 智能建筑设计标准（EBD-03-95） 工业企业通信设计规范（CECS 09:89）

建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范（CECS 72:97） 建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范（CECS 72:97） 电气装置安装工程施工及验收规范（GBJ 232-82） 1.3安装与施工标准 中国工程建设标准化协会《建筑与建筑物综合布线系统工程设计规范(CECS72:95)》 建筑与建筑物综合布线系统施工和验收规范(CECS89:97)》 中国建筑电气设计规范 大楼通信综合布线系统（YD/）第1部分:总规范 大楼通信综合布线系统（YD/）第2部分:综合布线用电缆、光缆技术要求大楼通信综合布线系统（YD/）第3部分:综合布线用连接硬件技术要求 1.4方案设计 在结构化布线系统中，光纤不但支持FDDI主干、1000Base－FX主干、100Base －FX到桌面、ATM主干和ATM到桌面，还可以支持CATV/CCTV及光纤到桌面（FTTD）,因而它和铜缆共同成为结构化布线中的主角。 当今，国际上流行的布线标准主要有两个，一个是北美的标准EIA/TIA－568A；一个是国际标准ISO/IECIS 11801。EIA/TIA－568A和ISO/IECIS 11801推荐使用125um多模光缆、50/125um多模光缆和125um多模光缆，本项目使用125um室外轻铠多模光缆。 单模光纤和多模光纤可以从纤芯的尺寸大小来简单地判别。单模光纤的纤芯很小，约4～10um,只传输主模态。这样可完全避免了模态色散，使得传输频带很宽，传输容量很大。这种光纤适用于大容量、长距离的光纤通信。它是未来光纤通信与光波技术发展的必然趋势，因此，在颍上县检察院的光纤网络中，距离超过1000米建议使用单模光缆。 多模光纤又分为多模突变型光纤和多模渐变型光纤。前者纤芯直径较大，传输模态较多，因而带宽较窄，传输容量较小；后者纤芯中折射率随着半径的增加而减少，可获得比较小的模态色散，因而频带较宽，传输容量较大，目前一般都

实验一音频信号光纤传输技术实验

音频信号光纤传输技术实验 [目的要求] 1.熟悉半导体电光/光电器件的基本性能。 2.了解音频信号光纤传输的结构。 3.学习分析集成运放电路的基本方法。 4.了解音频信号在光纤通信的基本结构和原理 [仪器设备] 1.ZY120FCom13BG3型光纤通信原理实验箱。 2.20MHz双踪模拟示波器。 3.FC/PC-FC/PC 单模光跳线 4.数字万用表。 5.850nm光发端机和光收端机 6.连接导线 7.电话机 [实验原理] 一．半导体发光二极管结构、工作原理、特性及驱动、调制电路光纤通讯系统中，对光源器件在发光波长、电光效率、工作寿命、光谱宽度和调制性能等许多方面均有特殊要求。所以不是随便哪种光源器件都能胜任光纤通讯任务，目前在以上各个方面都能较好满足要求的光源器件主要有半导体发光二极管（LED）、半导体激光二极管（LD），本实验采用LED作光源器件。 图 1 半导体发光二极管及工作原理 光纤传输系统中常用的半导体发光二极管是一个如图所示的N-P-P三层结构的半导体器件，中间层通常是由GaAs（砷化镓）p型半导体材料组成，称有源层，其带隙宽度较窄，两侧分别由GaAlAs的N型和P型半导体材料组成，与有源层相比，它们都具有较宽的带隙。具有不同带隙宽度的两种半导体单晶之间的结构称为异结。在图（1）中，有源层与左侧的N层之间形成的是p-N 异质结，而与右侧P层之间形成的是p-P异质结，故这种结构又称N-p-P双异质结构。当给这种结构加上正向偏压时，就能使N层向有源层注入导电电子，这些导电电子一旦进入有源层后，因受到右边p-P异质结的阻挡作用不能再进入右侧的P层，它们只能被限制在有源层与空穴复合，导电电子在有源层与空穴复合的过程中，其中有不少电子要释放出能量满足以下关系的光子：

光纤网络设计

光纤通信网络 西延高速公路光纤网络系统设计 学院： 专业： 姓名： 学号： 指导教师： 2015年1月

西延高速公路光纤系统网络设计 一西延高速公路概况 西延高速公路南起西安绕城高速吕小寨立交，途经西安、咸阳、铜川、延安、三原、宜君、黄陵、洛川、富县、甘泉3市6县，止于延安市西北的河庄坪，全长299.85km。全线共有22座隧道（单洞），隧道总长27km，是世界罕见的黄土隧道群；各式桥梁369座，其中洛河特大桥高达152.9m，被称为“亚洲第一高墩大桥”；沿线设有收费站9处、服务区5处，配备有完善的交通、通讯及收费系统等设施。 二网络设计传输业务 高速公路SDH传输系统中承载的业务及业务流向高速公路SDH传输系统中承载的业务大概分为语音、数据和图像三大部分，下面将分别加以说明。 2．1 语音业务 语音业务主要包括业务电话(BT)、指令电话(CT)等。业务电话和指令电话提供语音交换和专线电话服务，要求实时性强，其业务的开展一般采用基于电路交换技术实现或基于包换技术实现。整个专用电话网采用接入网技术，在通信分中心设置接入网局端设备，其无人通信站设置为远端接入模块，负责话音、数据业务的接入。 2．2 监控和收费数据传输业务 监控数据是指监控设备的控制信号，主要指路段管理中心对外场监控摄象机云台发出的控制信号，通常采用的数据接口为RS一232。传输通路分为二级，第一级为监控外场设备至通信站的数据传输通路，利用模拟视频光端机提供低速数据通道，第二级为通信站到路段监控中心数据传输通路，利用接入网的远端接入模块提供的低速数据通道。 收费数据传输通路分为三级，第一级为收费车道至收费站，第二级为收费站至路段管理中心，第三级为路段管理中心至区域中心(即省高速公路收费管理中心，其传输通路不在本设计范围)。收费系统网络通常基于TCP／IP技术组网，收费数据被封装到IP数据包中，在二层的网络结构组织上，一般采用以太网技术，网络互联采用数字电路专线。 2．3 监控和收费图像传输业务 监控系统在高速公路沿线设置一定数量的摄像机，各摄像机的图像和控制信号均要传至路段管理中心，外场监控摄像机的视频信号通过模拟视频光端机传输到相应收费站，然后通过数字光传输系统传送到路段管理中心。收费系统在各收费站广场出口均设置摄像机，各摄像机的图像信号先传到相应的收费站，再传到路段管理中心。为便于视频图象的上传，减少网络带宽，同时要保证有足够的图象质量，视频图象采用MPEG一2压缩算法，视频数据流的带宽控制在2Mbps。 三光纤通信传输系统设计 3.1 采用SDH方案的可行性分析

通信系统设计方案.doc

附件2 第一部分：通信系统设计方案 一、系统概述 通信网络是一切信息传送的载体，它的设计好坏将直接影响到南海区一期智能交通管理系统的整体建设是否成功。因此，根据南海区智能交通系统一期建设特点，需要考虑采用当前先进的技术，建立整个系统的通信网络，以保证系统高速、稳定、安全的运行。 目前，通信网络可以选择有线和无线两种。其中，无线通信又分为很多种，主要有超短波和微波，微波的传输受自然环境影响较大，如：山体、建筑物的遮拦，对微波都有影响。 考虑到信息化技术的需要，在佛山市公安局南海分局交通警察大队指挥中心与下面17个中队的分中心及关键节点之间建立一条信息高速公路，将对南海区交通管理的信息化、智能化建设起到促进作用，不仅可以解决目前实时传送图像、实时控制信号等的问题，而且还可以提高整个南海区公安交通管理部门的办公自动化和辅助决策水平。为此，建议在大队指挥中心、中队队部及重要道口等关键节点之间采用光纤传输。 平时可以用光纤通道作为主通信通道，传送数据、图像信息（实时图像）。同时，在未来建设中，可考虑采用无线网络作为备份网络，在光纤网出现故障时，作为数据、图像信息的备用通道。 此次建设的无线系统主要是为移动警务系统服务，并有部分用作交通流信息检测系统。 二、系统设计原则 （一）网络的先进性 在本方案的设计中，在不降低整个系统性能的基础上，尽可能地利用现有设备和通讯线路，降低网络建设的投资成本，组建先进、可靠、具有升级潜力的业务和办公自动化综合应用网络。 总的指导思想是，以高水准、最优化的系统集成方案及一流的网络技术和设备，将南海区交通管理的通信网络建成一个性能先进的、安全的、可靠的、高效的智能化计算机网络系统。整个网络系统除具有技术先进性、安全可靠性、功能可扩展性及操作方便性之外，还需结合南海区智能交通系统规划与建设的实际情况，使整个网络系统具有合理的性能价格比。

音频信号光纤传输技术

音频信号光纤传输技术实验 实验目的 1．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 2．了解音频信号光纤传输系统的结构及选配各主要部件的原则 3．学习分析集成运放电路的基本方法 4．训练音频信号光纤传输系统的调试技术 实验仪器 YOF—B型音频信号光纤传输技术实验仪（由四川大学物理系研制）； 音频信号发生器； 示波器； 数字万用表 实验原理 一．系统的组成 图（1）给出了一个音频信号直接光强调制光纤传输系统的结构原理图，它主要包括由LED及其调制、驱动电 路组成的光信号发送器、传输光纤和由光电转换、I—V变换及功放电路组成的光信号接收器三个部分。光源器件L ED的发光中心波长必须在传输光纤呈现低损耗的0.85μｍ、1.3μｍ或1.5μｍ附近，本实验采用中心波长0.85μｍ附近的GaAs半导体发光二极管作光源、峰值响应波长为0.8～0.9μｍ的硅光二极管（SPD）作光电检测元件。为了避免或减少谐波失真，要求整个传输系统的频带宽度能够覆盖被传信号的频谱范围，对于语音信号，其频谱在300～3400Hz的范围内。由于光导纤维对光信号具有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放电路的幅频特性。 此电路的工作原理如下： 音频信号经IC1放大电路传到LED调制电路。W2调节发光管LED工作（偏置）电流，音频电流调制此工作电流，并经LED转换成音频调制的光信号，经光纤传至光电二极管SPD 再复原成原始音频电流信号，经由IC2构成的I—V变换电路转换成电压信号，最后通过功率放大电路输出声音功率信号，推动扬声器发出声音。这样就完成了音频信号通过光纤的传输过程。 二、半导体发光二极管的驱动、调制电路

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 ] Abstrac In 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

光纤音频信号传输技术实验

TKGT-1型音信号传输仪器 评 价 报 告 学院：工业制造学院 专业：测控技术与仪器 班级：2010级2班 报告人：邱兆芳 学号：201010114201

光纤音频信号传输技术实验 1．引言 随着Internet网络时代的到来，人们对数据通讯的带宽、速度的要求越来越高，光纤通讯具有频带宽、高速、不受电磁干扰影响等一系列优点，正在得到不断发展和应用。通过使用THKGT-1型光纤音频信号传输实验仪做音频信号光纤传输实验，让学生熟悉了解信号光纤传输的基本原理。同时学生可以了解光纤传输系统的基本结构及各部件选配原则，初步认识光发送器件LED的电光特性及使用方法，光检测器件光电二极管的光电特性及使用方法，基本的信号调制与解调方法，完成光纤通讯原理基本实验。 光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波为载波，以光导纤维为传输媒质的一种通信方式，由发送电端机将待传送的模拟信号转换成数字信号，再由发送光端机将电信号转换成相应的光信号，并将它送入光纤中传输至接收端。接收光端机将传来的光信号转换成相应的电信号并进行放大，然后通过接收电端机恢复成原来的模拟信号。 光纤广泛应用于各种工业控制、分布式数据采集等场合，特别适合电力系统自动化、交通控制等部门。 通过本实验的学习，在了解光导纤维的基本结构和光在其中传播规律的基础上，要建立起光导纤维的数值孔径、光纤色散、光纤损耗、集光本领等基本概念。 [实验目的] 1．学习音频信号光纤传输系统的基本结构及各部件选配原则。 2．熟悉光纤传输系统中电光/光电转换器件的基本性能。 3．训练如何在音频光纤传输系统中获得较好信号传输质量。 [实验仪器] THKGT-1型光纤音频信号传输实验仪，函数信号发生器，双踪示波器。 [实验原理] 光纤传输系统如图1所示，一般由三部分组成：光信号发送端；用于传送光信号的光纤；光信号接收端。光信号发送端的功能是将待传输的电信号经电光转换器件转换为光信号，目前，发送端电光转换器件一般采用发光二极管或半导体激光管。发光二极管的输出光功率较小，信号调制速率相对低，但价格便宜，其输出光功率与驱动电流在一定范围内基本上呈线性关系，比较适宜于短距离、低速、模拟信号的传输；激光二极管输出功率大，信号调制速率高，但价格较高，适宜于远距离、高速、数字信号的传输。光纤的功能是将发送端光信号以尽可能小的衰减和失真传送到光信号接收端，目前光纤一般采用在近红外波段0.84μm、1.31μm、1.55μm有良好透过率的多模或单模石英光纤。光信号接收端的功能是将光信号经光电转换器件还原为相应的电信号，光电转换器件一般采用半导体光电二极管或雪崩光电二极管。组成光纤传输系统光源的发光波长必须与传输光纤呈现低损耗窗口的波段、光电检测器件的峰值响应波段匹配。本实验发送端电光转换器件采用中心发光波长为0.84μm的高亮度近红外半导体发光二极管，传输光纤采用多模石英光纤，接收端光电转换器件采用峰值响应波长为0.8～0.9μm的硅光电二极管。下面对各部分作进一步介绍。

光纤结构和基本原理

光纤基本结构及原理 2011-08-16 12:04 2.6.1 光纤通信的概念与基本原理 多种多样的通信业务迫切需要建立高速率的信息传输网。在传输网，特别是骨干网中，高速数字通信的速率已迈向每秒G（109）比特级，正在向T（1012）比特级迈进。要实现这样高速的数字通信，依靠无线媒质或是以传统电缆为代表的有线媒质均是不可想象的。这一难题直到光纤作为一种传输媒质被人们发现之后才得以破解。光纤的潜在容量可达数百T，要比传统电缆的容量至少高出5个数量级。 纵观通信发展史，不难发现，人们一直在不断开拓电磁波的各个频段，把如何利用电磁波作为通信技术的重要研究方向。在大学物理课程中我们已经学到，光可以看作是可见光波段的电磁波。因此，开发光波作为通信的载体与介质是很自然的。在光通信的发展历史中，两大主要的技术难点是光源和传输介质。在上世纪60年代，美国开发了第一台激光器，相对于其他普通光源，激光器具有亮度高、谱线窄、方向性好的特点，可以产生理想的光载波。另一方面，激光如果在大气中传播，会受到变幻无常的气候条件的影响。因此人们设想利用可以导光的玻璃纤维——光纤进行长距离的光波传输。1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/1km的石英玻璃光纤，达到了实用水平。目前实用的光纤直径很小，既柔软又具有相当的强度，是一种理想的传输媒质。目前，在朗迅（Lucent）、北电（Nortel）、阿尔卡特（Alcatel ）、西门子（Siemens）等公司的实验室中，光纤传输技术已经达到数千公里无中继的先进水平。 光纤通信的定义：光纤通信是以光波为载频，光导纤维为传输媒介的一种通信方式。光纤通信一般在发送方对信息的数字编码进行强度调制，在接收端以直接检波的方式来完成光/电变换。 2.6.2 光纤的工作窗口 1．工作窗口的定义 光波可以看作是电磁波，不同的光波就会有不同的波长与频率。我们知道，透明的彩色玻璃之所以有颜色，是因为它只允许一种颜色的光波通过，而其他颜色的光波通过较少。石英光纤也具有类似的选择特性，对特定波长的光波的传输损耗要明显小于其它波长的光波，

光纤通信基础复习题及答案

光纤通信基础复习题及答案 1．光通信的发展大致经历几个阶段？ 光通信的发展大致经历如下三个阶段 可视光通信阶段：我国古代的烽火台，近代战争中的信号弹、信号树，舰船使用的灯塔、灯光信号、旗语等，都属于可视光通信。 大气激光通信阶段：光通信技术的发展应该说始于激光器的诞生。1960年美国人梅曼发明了第一台红宝石激光器，使人们开始对激光大气通信进行研究。激光大气通信是将地球周围的大气层作为传输介质，这一点与可视光通信相同。但是，激光在大气层中传输会被严重的吸收并产生严重的色散作用，而且，还易受天气变化的影响。使得激光大气通信在通信距离、稳定性及可靠性等方面受到限制。 光纤通信阶段：早在1950年，就有人对光在光纤中的传播问题开始了理论研究。1951年发明了医用光导纤维。但是，那时的光纤损耗太大，达到1000 ，即一般的光源在光纤中只能传输几厘米。用于长距离的光纤通信几乎是不可能。1970年，美国康宁公司果然研制出了损耗为20的光纤，使光纤远距离通信成为可能。自此，光纤通信技术研究开发工作获得长足进步，目前，光纤的损耗已达到0.5（1.3μm）0.2（1.55μm）的水平。 2. 光纤通信技术的发展大致经历几个阶段？ 第一阶段（1966～1976）为开发时期. 波长: λ= 0.85, 光纤种类: 多模石英光纤, 通信速率: 34～45, 中继距离: 10. 第二阶段（1976～1986）为大力发展和推广应用时期.

波长: λ= 1.30, 光纤种类: 单模石英光纤, 通信速率: 140～565, 中继距离: 50～100. 第三阶段（1986～1996）以超大容量超长距离为目标,全面推广及开展新技研究时期. 波长：λ= 1.55, 光纤种类: 单模石英光纤, 通信速率: 2.5～10, 中继距离: 100～150. 3.光通信基本概念： 光通信：利用光波进行信息传输的一种通信方式。 光纤通信：利用光导纤维作为光波传输介质的一种通信方式。 光波导：传输光波的介质。例如光纤。 光纤通信的三个窗口: 0.85 1.30 1.55. 4.推导光纤数值孔径公式 称之为光纤的数值孔径。是反映光纤扑捉光线能力大小的一个参数。 = √n12- n22 图2-3 光波在光纤子午截面内的传播 由图可知:

四路视频和音频信号的光纤传输系统设计

第３２卷　第１期华侨大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．３２　Ｎｏ．１ ２０１１年１月Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｕａｑｉａｏ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）Ｊａｎ．２０１１　 　文章编号：　１０００－５０１３（２０１１）０１－００３５－０４ 四路视频和音频信号的光纤传输系统设计 林琳，王加贤，凌朝东 （华侨大学信息科学与工程学院，福建泉州３６２０２１） 摘要：　利用可编程式逻辑器件、并串转换器和串并转换器及光收发器，设计一个专用的数字光纤传输系统．将多路模拟基带信号的视频和音频进行数字化，形成高速数字流；然后，在现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）上对高速数字流进行时分复用，并通过并串转换器转换为串行数字流，送到光发射器；最后，通过光发射器发射耦合进入光纤传输．接收端则进行相反的操作，还原出原来的模拟基带信号．实验证明，系统工作性能稳定可靠，实时传输效果好． 关键词：　光纤传输；模／数转换；数／模转换；时分复用；视频信号；音频信号 中图分类号：　ＴＮ　９１９．６＋４；ＴＮ　８１８文献标识码：　Ａ 随着数字化技术的飞速发展，传统的模拟光传输技术已经不能满足人们对传输质量和传输容量的要求．传统的视频、音频信号是利用电缆传输的，传输抗干扰能力差，在传输和存储过程中会受到各种干扰和引入各种噪声，并且经多次传输后，会不断积累噪声［１］．相比较于传统的电缆传输，光纤传输数字信号具有损耗极低、中继距离长、频带极宽、传输容量很大和抗电磁干扰性能好等优点．本文将现场可编程门阵列（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ，ＦＰＧＡ）、数字技术和光纤传输技术相结合，研制一种基于光纤传输的无压缩四路数字视音频传输系统． １　设计原理 数字光纤传输系统是基于时分复用技术，在一根光纤中实现四路视频、四路音频传输，其框图如图１所示． 图１　数字光纤传输系统框图 Ｆｉｇ．１　Ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｆｉｂｅｒ　ｔｒａｎｓｍｉｔ　ｓｙｓｔｅｍ 在发送端，发送机将摄像机采集到的模拟视频信号经过视频放大、钳位、滤波、模／数（Ａ／Ｄ）转换成数字信号；同时，将麦克风采集到的音频信号经过放大、滤波、模／数转换为数字信号．在采样时钟的控 　收稿日期：　２０１０－０５－１３ 　通信作者：　王加贤（１９５５－），男，教授，主要从事激光技术与固体激光器件的研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｊｘ＠ｈｑｕ．ｅｄｕ．ｃｎ． 　基金项目：　福建省厦门市科技计划项目（３５０２Ｚ２００８００１０，３５０２Ｚ２００９３０３２）