波分復用光纖傳輸系統(tǒng)的設計.doc

創(chuàng)新實驗（論文）題目 波分復用光纖傳輸系統(tǒng)（WDM） 電子與信息工程學 院（系）通信工程 專業(yè) 學生姓名 開題日期：2010年 12 月 1 日波分復用光纖傳輸系統(tǒng) 摘要：本文主要介紹波分復用器的工作原理操作規(guī)則及實際應用。WDM（波分復用）是利用多個激光器在單條光纖上同時發(fā)送多束不同波長激光的技術。每個信號經過數(shù)據(jù)（文本、語音、視頻等）調制后都在它獨有的色帶內傳輸。WDM能使電話公司和其他運營商的現(xiàn)有光纖基礎設施容量大增。制造商已推出了WDM系統(tǒng)，也叫DWDM（密集波分復用）系統(tǒng)。DWDM可以支持150多束不同波長的光波同時傳輸，每束光波最高達到10Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸率。這種系統(tǒng)能在一條比頭發(fā)絲還細的光纜上提供超過1Tb/s的數(shù)據(jù)傳輸率。WDM 技術的特點決定了它可以幾倍幾十倍的提升帶寬。通過本次實驗與動手操作，能更好的理解與感受到WDM獲得廣泛應用的原因和實際應用的便捷。進一步了解WDM技術的特點。關鍵詞：波分復用器，原理，操作，應用。波分復用(WDM)是將兩種或多種不同波長的光載波信號(攜帶各種信息)在發(fā)送端經復用器(亦稱合波器，Multiplexer)匯合在一起，并耦合到光線路的同一根光纖中進行傳輸?shù)募夹g；在接收端，經解復用器(亦稱分波器或稱去復用器，Demultiplexer)將各種波長的光載波分離，然后由光接收機作進一步處理以恢復原信號。這種在同一根光纖中同時傳輸兩個或眾多不同波長光信號的技術,稱為波分復用。WDM光波系統(tǒng)是高速全光傳輸中傳輸容量潛力最大的一種多信道復用方案，本實驗采用1310nm和1550nm的光波進行波分復用。 1.波分復用光纖傳輸系統(tǒng)（WDM）原理及結構1.1 波分復用（WDM）技術原理波分復用技術是在一根光纖中同時傳輸多個波長的光載波信號，而每個光載波可以通過FDM或TDM方式，各自承載多路模擬或多路數(shù)字信號。其基本原理是在發(fā)送端將不同波長的光信號組合起來（復用），并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進行傳輸，在接收端又將這些組合在一起的不同波長的信號分開（解復用），并作進一步處理，恢復出原信號后送入不同的終端。因此將此技術稱為光波長分割復用，簡稱波分復用技術。 根據(jù)信道間隔的大小，光波分復用技術可分為三種，即稀疏的WDM、密集的WDM和致密的WDM，后者也叫做光頻分復用（PFDM）。 WDM技術對網(wǎng)絡的擴容升級，發(fā)展寬帶業(yè)務，挖掘光纖帶寬能力，實現(xiàn)超高速通信等均具有十分重要的意義，尤其是加上摻鉺光纖放大器的WDM對現(xiàn)代信息網(wǎng)絡更具有強大的吸引力。為了充分利用光纖的頻帶資源，提高光波系統(tǒng)的通信容量，除了WDM技術外，還有如下幾種復用技術：一，時分復用；二，光碼分復用；三，空分復用；四，方向分割復用。1.2波分復用系統(tǒng)的基本構成波分復用系統(tǒng)（WDM）的基本構成主要分雙纖單向傳輸和單纖雙向傳輸兩種方式。單向WDM是指所有光通路同時在一根光纖上沿同一方向傳送，在發(fā)送端將載有各種信息的具有不同波長的已調光信號通過光延長用器組合在一起，并在一根光纖上單向傳輸，由于各信號是通過不同波長的光攜帶的，所以彼此間不會混淆，在接收端通過光的解復用器將不同波長的光信號分開，完成多路光信號的傳輸，而反方向則通過另一根光纖傳送。雙向WDM是指光通路在一根光纖上同時向兩個不同的方向傳輸，所有的波長相互分開，以實現(xiàn)彼此雙方全雙工的通信聯(lián)絡。WDM系統(tǒng)主要有以下五個部分組成：光發(fā)送機，光中繼放大，光接收機，光監(jiān)控信道和網(wǎng)絡管理系統(tǒng)。2.波分復用光傳輸系統(tǒng)實驗2.1實驗目的及內容掌握波分復用技術及實驗方法。用波分復用器實現(xiàn)兩路模擬信號傳輸、兩路數(shù)字信號傳輸、模擬和數(shù)字混傳。 2.2實驗流程實驗框圖如下：圖1 流程圖 實驗步驟：1、 關閉系統(tǒng)電源。有三種連線方式分別代表了模擬信號和模擬信號一起傳輸、模擬信號和數(shù)字信號混傳、數(shù)字信號和數(shù)字信號一起傳輸圖2 連線方式列表2、用以上三種方式中的一種連接好。然后將波分復用器連入實驗系統(tǒng)中連接方法如圖3線路圖。 3、用同樣的方法將另一只波分復用器與1310nm和1550nm光端機連接。 4、用光纖活動連接器將兩波分復用器連接起來。、如果傳輸?shù)氖悄M信號，則重新進行實驗。 圖3 線路圖3.模擬信號光纖傳輸3.1實驗目的及內容1、了解模擬信號光纖系統(tǒng)的通信原理；2、了解完整的模擬信號光纖通信系統(tǒng)的基本結構；3、掌握各種模擬信號的傳輸機理。通過不同頻率的正弦信號、方波信號、三角波進行光傳輸實驗。所用儀器有：光纖通信實驗系統(tǒng) ，示波器，光纖跳線 。 3.2實驗原理與流程本實驗中將模擬信號源輸出的正弦波、三角波、方波信號通過光纖進行傳輸。查看模擬信號源的電路圖：圖中P400是輸入的方波信號，輸入的方波信號有兩種頻率可選1k、2k。P401是三角波的輸出端，P410是正弦波的輸出端。模擬信號也可以通過PCM編碼后變成數(shù)字信號。然后，再送入光發(fā)射模塊數(shù)字信號端進行傳輸。接收到信號后再送入PCM譯碼模塊，得到模擬信號。這種傳輸方法將在后面的實驗中進行。 實驗步驟：關閉系統(tǒng)電源，用光纖跳線連接1310nm光發(fā)模塊和1310nm光收模塊；將模擬信號源模塊的正弦波（P410）連接到1310nm光發(fā)模塊的P104；把1310nm光發(fā)模塊的J101設置為“模擬”。將模擬信號源模塊的J400設置為1K；將1310nm光收模塊的RP106順時針旋到最大，RP108逆時針旋到最大。 打開系統(tǒng)電源，用示波器觀測模擬信號源模塊的TP402,調節(jié)模擬信源模塊的RP400，使信號的峰-峰值為2V。 用示波器觀測1310nm光收模塊的TP108。通過調節(jié)1310nm光發(fā)模塊RP104使得到的模擬信號不失真且幅度盡可能的大；關閉系統(tǒng)電源，拆除實驗導線。將各實驗儀器擺放整齊。觀察實驗結果。在示波器上可以看到經調試后的波形，與標準波形比較基本上沒有失真。 方 波 三 角 波 正 弦 波4.圖像光纖傳輸系統(tǒng)4.1 實驗原理 在光纖通信專用通信系統(tǒng)中，短程廣播電視信號傳輸是較早采用光纖傳輸?shù)念I域之一。由于光纖本身是絕緣材料，因此光纜短程傳輸不像同軸電纜那樣容易受到地電位差的影響，從而避免了所謂傳輸中的滾道干擾現(xiàn)象。近年來，為了提高廣播電視傳輸質量，在電視中心至微波站或電視發(fā)射塔之間、微波站與地面衛(wèi)星站之間的短程線視頻傳輸常用模擬光纖系統(tǒng)來替代電纜系統(tǒng)。 視頻光纖傳輸?shù)膶嵸|就是模擬信號的光纖傳輸。視頻信號由攝像頭產生，通過激光器調制，經光纖傳輸后，由光收端機恢復出視頻信號并輸出到電視機接收端。視頻信號的帶寬為06MHz相對于語音信號的03KHz來說寬了許多，因此光發(fā)射機和光接收機的要求更嚴格，實驗中要認真調整才能得到滿意的圖象傳輸效果。 攝像頭有三個接口：紅色是電源接口，黃色是視頻接口，白色是音頻接口。視頻光纖傳輸系統(tǒng)的實驗框圖如下： 圖6視頻光纖傳輸系統(tǒng)4.2實驗步驟1、關閉系統(tǒng)電源。2、將1310nm光收發(fā)模塊調為無失真?zhèn)鬏敔顟B(tài)。然后，關閉系統(tǒng)電源，保留光纖跳線連接，拆除其它連線。3、用視頻連接線連接攝像頭和1310nm光發(fā)模塊的P104。再用視頻連接線連接1310nm模擬輸出和監(jiān)視器。點擊查看實驗連線。4、打開系統(tǒng)電源，可以觀察到監(jiān)視器上會顯示攝像頭傳輸?shù)囊曨l信號。（注意：監(jiān)視器背后有一按鍵應將其設置為AV模式。如果圖像比較模糊，調節(jié)攝像頭的焦距即可得到清晰的圖像。5、調節(jié)1310nm光收模塊的RP106、RP108，觀察圖像有何變化。6、關閉系統(tǒng)電源，拆除實驗導線。將各實驗儀器擺放整齊。這樣，通過監(jiān)視器就能看到攝像頭掃描到的圖片，同時也能聽到攝像頭前的聲音。實驗結論：通過實驗，可以得出WDM具有如下特點：可以充分利用光纖的巨大帶寬資源；適應各種信號；透明傳輸；擴容方便；網(wǎng)絡生存性好；節(jié)省成本。WDM（波分復用技術），是新一代的超高速的光纜技術，所謂波分復用技術，就是在單一光纖內同步傳輸多個不同波長的光波，讓數(shù)據(jù)傳輸速度和容量獲得倍增，它充分利用單模光纖的低損耗區(qū)的巨大帶寬資源，采用合波器，在發(fā)送端將不同規(guī)定波長的光載波進行合并，然后傳入單模光纖。在接收部分將再由分波器將不同波長的光載波分開的復用方式，由于不同波長的載波是相互獨立的，所以可以雙向傳輸。這次的動手操作增強了我的實踐能力，使我進一步掌握了實驗中的注意事項，加深了對WDM的理解。實驗儀器列表： 纖通信實驗系統(tǒng) 視頻連接線 視器 光纖跳線 攝像頭 示波器 參考文獻：1 鄧忠禮.送網(wǎng)和波分復用系統(tǒng)SDH&WDM 清華大學出版社. 20032 劉繼紅.姚英. WDM光傳送網(wǎng)中的關鍵技術研究 西安郵電學院學報 2002(01)3 邱琪.光纖雙向視頻數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的研究與實現(xiàn) 電子科技大學學報 2001(06)正文書寫WDM內容參照指導書同時結合各種英特網(wǎng)資料及其相關書籍。要有：1. 關于波分復用（WDM）的基本原理介紹說明，2. 相關實驗內容步驟3. 獲取的實驗圖表，圖像，自己加上（如正弦波與三角波復用等的圖像復用前的，解復用后的等等）。4. 得到的結論要圖文并茂，排版工整，無錯別字排版要求：參見下文內容宋體小四 單倍行距圖一定要有圖題及編號可直接寫1 1.1 1.223等標題，不用分章寫第幾章正文內容不得少于5頁項目研究意義與研究內容：目前，WDM（波分復用）技術發(fā)展十分迅速，已展現(xiàn)出巨大的生命力和光明的發(fā)展前景，我國的光纜干線和一些省內干線已開始采用WDM系統(tǒng)，并且國內一些廠商也正在開發(fā)這項技術。為幫助學生了解和熟悉這一新技術，故申請該實驗室開放項目。光波分復用是將兩種不同波長的光載波信號（攜帶有各種類型的信息）可在發(fā)送端經復用器把這些光載波信號匯合在一起，并耦合到光線路中同一根光纖中進行傳輸；在接收端經分波器將各種波長的光載波進行分離，然后由光接收機作相應的處理恢復原信號。可以進行單向傳輸，也可以進行雙向傳輸。通過本實驗使學生了解光波分復用的幾種技術；掌握波分復用原理、技術及實現(xiàn)方法；通過實驗掌握合波器、分波器、光耦合器件、光功率計、光連接器件等的使用方法。進而綜合提高學生的專業(yè)水平與實踐能力。第1章 緒 論居中，用公式編輯器編輯1.1 外資并購國有企業(yè)的背景與動機1.1.1 外資并購國有企業(yè)的背景外資并購公式式樣: （1-1）式中：St 企業(yè)在t時間區(qū)段的總收入；公式序號居右Ct 企業(yè)在t時間區(qū)段的總成本。注意：公式中，要注意外文字母的正、斜體之分。1.1.2 外資并購國有企業(yè)的動機外資并購的動機在于圖上空1行第1章 TC05號宋體5號黑體下空1行1.2 研究外資并購的意義研究外資并購的意義在于第2章 外資并購國有企業(yè)的基本模式2.1 外資并購的具體含義表2.1為各年產品產量 表2.1 19881997年各年的產品產量 萬噸年份19901991199219931994199519961997產量2.4082.7333.0943.3575號黑體上空一行3.2853.7303.8133.8