光纤多路传输系统的设计与实现

外调制光纤通信系统设计

课程设计题目：外调制光纤通信系统设计 学院：信息科学与工程学院 年级专业：09级光电子1班 学号：xxxxxxxx 学生姓名：xxxxx 指导教师：xxx

一、设计要求 设计10Gpb速率的外调制光纤链路，保证链路能正常通信，误码率BER小于10-12，对应的品质因数Q大于7 二、设计技术参数 1）DFB-LD（SLM），光源中心波长λ0=1552.5nm（193.1Thz），谱线宽度Δλ=0.1 nm(12.5GHz) 2)光纤传输距离120km 3)光发射机发射光功率范围：10dBm～13dBm，可取10dBm 4)APD光接收机灵敏度范围：-25dBm～-9dBm ，可取-18dBm 5) G.652标准单模光纤，光纤的衰减系数α=0.2dB/km，色散系数D=17ps/nm/km 6) 色散补偿光纤衰减系数α=0.5dB/km, 色散系数D=-100ps/(nm.km) 7) 线路编码为NRZ 8) 连接器损耗α=1dB/个 二、设计要点 链路采用外调制的模式，系统通过电信号（NRZ码）控制光调制器产生光信号。产生的光信号通过光纤传输至信号接收端，经光电探测器转换为电信号，完成链路的传输。 衰减：在实际工作中，光纤有一个衰减系数，光信号会随着传输而衰减。为了使光信号传输到探测器时，信号的功率在光电探测器的灵敏度范围之内，链路设计放大模块将信号放大。 色散：不同频率的光波在光纤中传播的速度不同，频率较小的光传播速度快，频率较大的光传播速度慢。由于链路采用的光源激光器存在一定的带宽，因而光信号在传输过程中会产生色散，传输距离越长，色散现象越严重。针对色散问题，链路设计了色散补偿光纤来消除色散。 因此，设计链路所需要解决的主要问题是色散和衰减。通过改变色散光纤的长度和放大器的放大方法来消除传输中带来的色散问题和衰减问题。另外，在设计时，系统的噪声因素也应考虑在内。 三、链路设计 1.根据要求设计链路 通信链路由信号源、线路编码器、光源、连接器、光纤、必要补偿单元、连接器、光接收机组成。设计时，使用伪随机码发生器充当信号源，用连续波激光器和M-Z调制器组成外调制型光源，用1dB衰减器充当连接器，使用不同参数的光纤分别充当传输光纤和色散补偿光纤，使用7dB衰减器充当系统衰减富余量，使用眼图分析仪来观察链路传输的眼图、分析链路的误码率和品质因数。设计链路，初始时不添加色散光纤（色散光纤长度为0）和增益，检测系统的眼图和品质因数。如下图所示：

海底光缆数字传输系统工程设计规范

、八— 前言.......................... 1总则 ....................... 2术语 ....................... 3传输标准及系统制式 ......... 4系统设计 ................... 5系统传输指标 ............... 6海底光缆线路路由的选择原则 7海底光缆的敷设和工程设计要求8 海缆登陆站的选择9设备的安装及配置 ........... 10远供系统设计.............. 11辅助系统设计.............. 12维护工具及仪表的配置 ...... 附录A 本规范用词说明. .... 附：条文说明.................. II 1 2 3 4 5 6 8 9 10 11 12 13 15 1

、才▲ 、■ 前言 海底光缆数字传输系统从 1990 年建设中日国际海底光缆传输系 统开始 引入我国，经历了十多年的建设和发展，从最初 560Mbit/s PDH 系统到目前先进的10Gbit/s WDM 系统。随着海底光缆系统技 术上的不断发展变化，通过多个工程建设，海底光缆数字传输系统 设计、建设的经验和资料 都得到有效积累 。 1996年编制的 ?海底光缆数字传输系统工程设计规范 ? YD5018- 96, 主要适用于单波长、海底电中继器的海底光缆系统的工程设 计。上世纪90年代末,海底光缆系统已全部采用大容量 SDH^统和WDM 系统。所以，根据技术发展的需要和信息产业部信部规函 号文?关于安排通信工程建设标准修订和制定计划的通知 重新修订原规范。 根据我国新建的多条国际和国内海底光缆工程的经验， 外有关海底光缆数字传输系统的资料 以及陆上光缆传输系统工程 设 计要求，并总结了原YD5018-96发布实施以来海缆系统设计的实践 经验，制定本规范。本规范对原规范进行了修改、补充、增删和细 化。经反复讨论修改，后经有关部门会审定稿。 本标准由信息产业部综合规划司负责解释、修订、监督执行。 本标准负责起草单位 :京移通信设计院有限公司 本标准主要起草人 :王 卫昀 高军诗。 [2004]508 ?的精神， 参照国

网络系统结构与设计的基本原则

一、网络系统结构与设计的基本原则 1.1局域网（Local Area Network, LAN ）按照采用的技术、应用的范围和协议标准不同分为共享局域网与交换局域网 1.2局域网特点： 1. 覆盖有限的地理范围 2. 提供高数据传输速率（10Mbps-10Gbps）、低误码率的高质量数据传输环境 3. 成本低，易于建立、维护和扩展 1.3计算机网络从逻辑功能上分为：资源子网和通信子网 1.4主机（host）包括用户终端设备（个人计算机、数字设备）、服务器，是资源子网的主要组成单元 1.5资源子网： 组成：主计算机系统、终端、终端控制器、连网外部设备、各种软件资源、网络服务 功能：负责全网的数据处理业务、向网络用户提供各种网络资源和网络服务 1.6通信子网： 组成：通信控制处理机、通信线路、其他通信设备功能：完成网络数据传输、转发等通信处理任务 1.7通信控制处理机：在网络拓扑结构中成为网络结点 1?作为与资源子网的主机、终端的连接接口，将主机和终端连入网络 2. 作为通信子网中的分组存储转发结点，完成分组的接收、校验、存储、转发等功能，实现将源主机报文准确发送到目的主机的作用 1.8通信线路：通信控制处理机与通信控制处理机、通信控制处理机与主机之间提供通信信道，计算机网路采用多种通信线路，如电话线、双绞线、同轴电缆、光纤、无线通信信道、微波与卫星通信信道等 1.9局域网与城域网（Metropolitan Area Network，MAN ）、城域网与广域网（Wide Area Network，WAN ）、广域网与广域网的互联是通过路由来实现的 1.10介入城域网方式：局域网、电话交换网（PSTN）、有线电视网（CATV ）、无线城域网（WMAN ）、无线局域网（WLAN ） 1.11广域网的基本概念： 1. 广域网建设投资大、管理困难，一般由电信运营商负责组建与维护 2. 电信运营商提供接入广域网的服务与技术，为用户提供高质量的数据传输服务，因此广域网是一种公共数据网络（ Public Date Network，PDN 3. 用户可以在公共数据网络商开发各种网络服务系统，用户使用广域网的服务必须向广域网运营商购买服务 1.12广域网技术主要研究的是远距离、宽带、高服务质量的核心交换技术 1.13广域网发展： 1. 早期，人们利用电话交换网PSTN的模拟信道，使用调制解调器完成计算机与计算机之间的低速数据通信 2.1974年X . 25分组交换网出现 3. 随着光纤开始应用，一种简化的X . 25协议的网络：帧中继（Frame Replay, FR）网得到广泛应用

光纤通信系统设计实例

光纤通信系统设计 1 概述 图 1.1 标准光纤通信系统架构 2 模拟系统设计 光纤系统中，各组件的累加损耗应足够低以符合探测器的阈值要求。模拟系统中，充足的功率意味着高SNR，另外，组件的组合应该提供足够的带宽以通过较高的调制频率，因此，应对单个器件的损耗和带宽进行分析，并计算整个系统的功率分配和带宽预算。 2.1 系统规格 2.1.1 初始方案 以设计简单的点对点视频系统为例，电视广播信号的带宽为6MHz，要求SNR为50dB。 表2.1 系统方案一：窄带宽和低功率 Carrier Source LED0.8-0.9um Information Channel MMF (SI or GRIN) Detector PIN-PD 表2.2 系统方案二：高带宽和高功率 Carrier Source LD 1.3um Information Channel SMF Detector APD 2.1.2 负载电阻计算 已知PIN-PD的电容和传输带宽，根据方程 求得负载电阻

取近似值，计算得为6.24MHz。 2.2 功率预算 2.2.1 平均光功率计算 标准的SNR方程是 由于使用PIN-PD作为光电探测器，假设系统是热噪声限系统，调制系数m为100%，SNR方程简化为 由于放大器噪声的存在，将实际温度T替换为等效噪声温度，假设环境温度T为300K，放大器噪声系数F为2，则，又已知PD响应率为，计算平均光功率P为 取P近似值为。 2.2.2 平均光电流计算 根据平均光功率P为，计算得PIN-PD的平均光电流，远大于暗电流（几个纳安），因此系统中暗电流的影响可以忽略，计算热噪声电流均方值 散粒噪声电流均方值 可以得到，热噪声功率是散粒噪声功率的近7倍，符合最开始采用热噪声限模型的假设。 预测平均光电流为时，并没有驱动探测器进入非线性区，最大饱和电流等于偏置电压与负载电阻的比值，使用5V偏压时，最大允许电流为（或），远远大于，系统不存在饱和问题。 2.2.3 详细方案 光源SE LED SI MMF

光纤通信系统总体设计的一些考虑

光纤通信系统总体设计的一些考虑 内蒙古铁通通信工程公司 师林 摘 要：当设计一个光纤通信系统（例如一个数字段）时，首先要弄清所设计系统的整体情况，它所处的地理位置，当前和未来3～5年内对容量的要求，ITU—T的各项建议及系统的各项性能指标，以及当前设备和技术的成熟程度等。在弄清楚情况的基础上，对下述问题进行具体的考虑和设计。 关键词：光纤通信系统，总体设计。 一、选择路由，设置局站 对于一个需要设计的系统，首先要在两个终端站之间选择最合理的路由、设置中继站（或转接站和分路站）。选择路由一般以直、近为依据，同时应考虑不同级别线路（例如一级干线和二级干线）的配合，以达到最高的线路利用效率和覆盖面积。 中间站的设置（中继站、转接站和分路站）既要考虑上下话路的需要，又要考虑信号放大再生的需要。由于光纤通道的衰减和色散使传输距离受限，需要在适当的距离上设置光再生器以恢复信号的幅度和波形，从而实现长距离传输的目的。 传统的O/E/O实再生器具有所谓的3R功能，即再整形（Reshaping）、再定时（Retiming）和再生（Regenerating）功能。这种再生器相当于光接收机和光发射机的组合，设备较复杂，成本很高，耗电也大。目前，在1.55μm波段运行的系统，已普遍采用掺铒光纤放大器（EDFA）代替传统的O/E/O再生器。虽然国际上也在研究具备3R功能的EDFA，但目前实用的EDFA只具备光放大的功能。因此，对高速率、长距离光纤通信系统，当使用级联EDFA时，须考虑对色散的补偿和对放大的自发辐射（ASE）噪声的抑制。 二、确定系统的制式、速率 20世纪90年代中期，SDH设备已经成熟并在通信网中大量使用，考虑到SDH设备良好的兼容性和组网的灵活性，新建设的长途干线和大城市的市话通信一般都应选择SDH设备，长途干线已采用STM－16、多路波分复用的2.5Gbit/s系统、甚至10Gbit/s系统。 对于农话线路，为了节省投资，也可采用速率为34Mbit/s，140 Mbit/s的PDH系统。 三、光纤选型 目前可选择的光纤类型有G.652光纤、G.653光纤、G.654光纤、G.655光纤及大有效面积光纤。G.652光纤是目前已大量敷设。在1.3μm波段性能最佳的单模光纤，该光纤设计简单、工艺成熟、成本底。但这种光纤工作在1.55μm波段时，有＋17ps/km﹒nm左右的色散， 109

(通信企业管理)第章_光纤通信系统的设计精编

（通信企业管理）第章_光纤通信系统的设计

第7章光纤通信系统 于前面几章中，我们已经学习了光纤通信系统中基本元器件的功能，从光源、光检测器、光放大器等有源器件到连接器、隔离器等无源器件。于这章里我们将讨论如何将这些器件通过光纤组合形成具有完整通信功能的系统。光纤通信系统就其拓扑而言是多种多样的，有星形结构、环形结构、总线结构和树形结构等，其中最简单是点到点传输结构。从应用的技术来见，分光同步传输网、光纤用户网、复用技术、高速光纤通信系统、光孤子通信和光纤通信于计算机网络中的应用等等。从其地位来分，又有骨干网、城域网、局域网等。不同的应用环境和传输体系，对光纤通信系统设计的要求是不壹样的，这里我们只研究简单系统的设计，即点到点传输的光纤通信系统。内容包括设计原则、数字和模拟通信系统的设计，最后给出了设计实例，以期读者对光纤通信方面的知识有壹全面了解。 6.1设计原则 6.1.1工程设计和系统设计 光纤通信系统的设计包括俩方面的内容：工程设计和系统设计。 工程设计的主要任务是工程建设中的详细经费概预算，设备、线路的具体工程安装细节。主要内容包括对近期及远期通信业务量的预测；光缆线路路由的选择及确定；光缆线路敷设方式的选择；光缆接续及接头保护措施；光缆线路的防护要求；中继站站址的选择以及建筑方式；光缆线路施工中的注意事项。设计过程大致可分为：项目的提出和可行性研究；设计任务书的下达；工程技术人员的现场勘察；初步设计；施工图设计；设计文件的会审；对施工现场的技术指导及对客户的回访等。 系统设计的任务遵循建议规范，采用较为先进成熟的技术，综合考虑系统经济成本，合理选用器件和设备，明确系统的全部技术参数，完成实用系统的合成。 6.1.2系统设计的内容 光纤通信系统的设计涉及到许多相互关联的变量，如光纤、光源和光检测器的工作特性、

光纤系统作业参考答案

第一章作业 1、光纤通信与电通信有什么不同？在光纤通信中起主导作用的部件是什么？ 光纤通信，就是用光作为信息的载体、以光纤作为传输介质的一种通信方式。起主导作用的是激光器和光纤。 2、常规的光纤的三个的低损耗窗口是在哪个波段？其损耗值各为多少？ 850nm 3db/km ；1310nm 0.4db/km；1550nm 0.2db/km 3、光纤通信有哪些优点？ （1）频带宽，通信容量大（2）损耗低，中继距离长（3）抗电磁干扰（4）无窜音干扰，保密性好（5）光纤线径细，重量轻，柔软（6）光纤原材料丰富，用光纤可节约金属材料（7）耐腐蚀，抗辐射，能源消耗小 4、PDH和SDH各表示什么？其速率等级标准是什么？ PDH表示准同步数字序列，即在低端基群采用同步，高次群复用采用异步，SDH表示同步数字序列 PDH速率标准 SDH速率等级标准：STM-1：155.520Mbit/s STM-4：622.080 Mbit/s STM-16：2.5 Gbit/s STM-64：10 Gbit/s 5、图示光纤通信系统，解释系统基本结构。 光纤通信系统由光发送机、光纤光缆与光接收机等基本单元组成。系统中包含一些互连与光信号处理部件，如光纤连接器、隔离器、调制器、滤波器、光开关及路由器等。在长距离系统中还设置有中继器(混合或全光)。 第2章1节布置的作业 1、光纤的主要材料是什么？光纤由哪几部分构成？各起什么作用？ SiO2；芯区、包层、图层； 芯区：提高折射率，光传输通道；包层：降低折射率，将光信号封闭在纤芯内，并保护纤芯；图层：提高机械强度和柔软性

2、光纤中的纤芯折射率与包层折射率的关系？单模光纤和多模光纤中两者的纤芯直径一般分别为多少？ 纤芯折射率较高，包层折射率较小 单模光纤纤芯直径：2a=8μm～12μm，包层直径：2b=125μm；多模光纤纤芯直径：2a=50μm，包层直径：2b=125μm。 3、根据芯、包折射率分布及模式传播情况，指出有哪些典型形式光纤？ 折射率在纤芯与包层介面突变的光纤称为阶跃光纤；折射率在纤芯内按某种规律逐渐降低的光纤称为渐变光纤；根据模式传播情况不同分为多模光纤和单模光纤 4、什么是全反射？它的条件是什么？ 指光从光密介质入射到光疏介质是，全部被反射会原介质的现象 条件：光从光密介质入射至光疏介质；入射角大于或等于临界角（=arcsin（n2/n1）） 在光纤端面：要求入射角θ < θo 全；在芯包界面：要求入射角θ1 > θC芯包界面全反射 5、数值孔径NA的物理意义？表达式是什么？ 反映光纤对光信号的集光能力，定义入射临界角的正弦为数值孔径N A ，N A越大，对光信号的接受能力越强 N A=sin= 6、什么是光纤的自聚焦？产生在何种类型光纤里？ 如果折射率分部合适，就用可能使以不同角度入射的全部光线以同样的轴向速度在光纤中传播，同时到达光纤轴上的某点，即所有光线都有相同的空间周期L，这种现象称为自聚焦。出现在渐变光纤里。当折射率分布按平方率分布（即双曲正割变化），可形成自聚焦特性。 7、阶跃光纤的纤芯和包层折射率分别为n1＝1.46和n2＝1.45，试计算： (a)相对芯包折射率差△； (b)若该光纤的端面外为空气，计算允许的最大入射角θ0及数值孔径NA； (c)若该光纤浸于水中，n0=1.33，计算θ0及NA的大小。 解：（a） （b）由得=9.8°N A=sin=0.17 （c）同上 8、有一SI型多模光纤的芯径（纤芯直径）为50 μm，芯包折射率分别为nl=1.465和n2=1.46。计算与光纤轴线夹角最大的那条子午射线，在1m的传输距离上共要反射多少次? 解：=85.3°反射一次的轴向距离L=2*a/2*tan=2*50/2*tan85.3°=604μm 反射次数=（1*106）/604=1656 第2章2节布置的作业 1、导模的传播常数应满足什么条件？ k2<β

数字光纤通信系统课程设计

~~~~~~学院课程设计报告 课程名称：通信系统课程设计 院部：电气与信息工程学院 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 完成时间：2010 年12 月31日 报告成绩：

高速数字光纤通信系统的设计

目录 (3) 摘要 (4) 关键词 (4) Abstract (5) 第一章数字光纤通信系统的整体设计 (6) 1.1数字光纤通信系统的简介 (6) 1.2 数字光纤通信系统的基本设计思想 (7) 1.3 数字光纤通信系统设计的方案分析 (7) 第二章数字光纤通信系统的具体设计 (8) 2.1 A—E的工程分站设计 (8) 2.2 系统部件的选择 (8) 2.2.1光源的选择 (8) 2.2.2光纤的选择 (8) 2.2.3光电检测器的选择 (9) 2.2.4光接口规范的选择 (9) 2.3 应用代码的选择 (9) 2.4 衰耗预算 (10) 2.4.1无光放大器系统的衰耗预算 (10) 2.4.2带光放大器系统的衰耗预算 (10) 2.5色散预算 (11) 2.5.1码间干扰与频率啁啾的功率代价 (11) 2.5.2色散相关参数的确定 (12) 2.5.3色散的具体计算 (12) 第三章数字光纤通信系统设计结果 (14) 总结 (16) 参考文献 (17)

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，光纤和广波的变革极大的提高着信息的传输。进入1993年以后，我国光纤通信已处于持续大反战时期。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（solition）、掺铒光纤放大器（EDFA）、SDH产品等开发实用实用化开展大量、深入研究工作。同时，各种专用光纤系统组成及其系统参数测量技术现状，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。 20世纪70年代末，光纤通信开始进入实用化阶段，各种各样的光纤通信系统如雨后春笋在世界各地建立起来，逐渐成为电信传送网的主要传送手段。近几年来，光纤通信中的各种新技术，新系统也日新月异地发展着，在全球信息高速公路建设中扮演重要角色。 光纤通信是以光波为载波，光纤为传输媒介的通信方式。本次课程设计论文主要介绍光纤系统的基本组成，性能指标，还要对损耗和色散进行预算，用最坏值设计方法来设计高速数字光纤系统。 关键词：光纤通信系统、光纤、损耗、色散、光缆

海底光缆数字传输系统工程设计规范模板

海底光缆数字传输系统工程设计规范

目次 前言 ....................................................................................................... II 1 总则 (1) 2 术语 (2) 3 传输标准及系统制式 (4) 4 系统设计 (5) 5 系统传输指标 (6) 6 海底光缆线路路由的选择原则 (7) 7 海底光缆的敷设和工程设计要求 (9) 8 海缆登陆站的选择 (11) 9 设备的安装及配置 (12) 10 远供系统设计 (13) 11 辅助系统设计 (14) 12 维护工具及仪表的配置 (15) 附录A 本规范用词说明 (17) 附: 条文说明 (1)

前言 海底光缆数字传输系统从1990年建设中日国际海底光缆传输系统开始引入中国, 经历了十多年的建设和发展, 从最初560Mbit/s PDH系统到当前先进的10Gbit/s WDM系统。随着海底光缆系统技术上的不断发展变化, 经过多个工程建设, 海底光缆数字传输系统设计、建设的经验和资料都得到有效积累。 1996年编制的?海底光缆数字传输系统工程设计规范? YD5018-96, 主要适用于单波长、海底电中继器的海底光缆系统的工程设计。上世纪90年代末,海底光缆系统已全部采用大容量SDH 系统和WDM系统。因此, 根据技术发展的需要和信息产业部信部规函[ ]508号文?关于安排通信工程建设标准修订和制定计划的通知?的精神, 重新修订原规范。 根据中国新建的多条国际和国内海底光缆工程的经验, 参照国外有关海底光缆数字传输系统的资料以及陆上光缆传输系统工程设计要求, 并总结了原YD5018-96发布实施以来海缆系统设计的实践经验, 制定本规范。本规范对原规范进行了修改、补充、增删和细化。经重复讨论修改, 后经有关部门会审定稿。 本标准由信息产业部综合规划司负责解释、修订、监督执行。 本标准负责起草单位:京移通信设计院有限公司 本标准主要起草人:王卫昀高军诗。

光纤主干的设计与施工

光纤主干的设计与施工 1前言 光纤为光导纤维的简称，由直径大约为0.1mm的细玻璃丝构成。它透明、纤细，虽比头发丝还细，却具有把光封闭在其中并沿轴向进行传播的导波结构。由于光纤介质具有以下优点：传输频带宽，通信容量大；损耗低；不受电磁干扰；线径细，重量轻；资源丰富，因而在现代结构化综合布线系统中，光纤主要用于承担大楼内信息传输核心通道的作用，即垂直主干，使用光纤将各楼层配线间连接到主机房。 由于光纤通信具有一系列优异的特性，因此，光纤通信技术近年来发展速度无比迅速。可以说这种新兴技术是世界新技术革命的重要标志，又是未来信息社会中各种信息网的主要传输工具。 2光纤主干的设计 垂直主干子系统是指连接设备间总配线架（或光纤接线盒/箱）与各楼层配线间垂直端配线架（或光纤接线盒/箱）之传输介质。主要由光纤和大对数电缆组成。其中光纤主要负责数据信息的传输，主要应用的协议为TCP/IP协议。 2.1光纤主干系统的结构 综合布线系统的主干结构和网络体系结构的关系十分密切，网络体系结构基本确定，布线系统的结构才能确定，网络采用什么体系结构，采用何种传输介质都将对布线系统的设计造成影响。同样，综合布线系统星型或树形的拓扑结构也使得网络的基本拓扑结构为星型或树型。 目前对于网络结构来讲,主要采用分层星型结构，网络分为二级： 第一级是网络中心，为中心节点，布置了网络的核心设备，如路由器、交换机、服务器(WWW服务器、电子邮件服务器)，并预留了对外的通信接口。 第二级是各配线间的交换机，为二级节点。在楼内设置光纤主干作为数据传输干线，从核心层到二级节点，并在分配线间端接。二级交换机可以采用以太网或快速以太网交换机，它向上与网络中心的主干交换机相连，向下直接与服务器和工作站连接。网络结构如下图所示：

第6章 光纤通信系统的设计

第6章光纤通信系统的设计 在前面几章中，我们已经学习了光纤通信系统中基本元器件的功能，从光源、光检测器、光放大器等有源器件到连接器、隔离器等无源器件。在这章里我们将讨论如何将这些器件通过光纤组合形成具有完整通信功能的系统。光纤通信系统就其拓扑而言是多种多样的，有星形结构、环形结构、总线结构和树形结构等，其中最简单是点到点传输结构。从应用的技术来看，分光同步传输网、光纤用户网、复用技术、高速光纤通信系统、光孤子通信和光纤通信在计算机网络中的应用等等。从其地位来分，又有骨干网、城域网、局域网等。不同的应用环境和传输体系，对光纤通信系统设计的要求是不一样的，这里我们只研究简单系统的设计，即点到点传输的光纤通信系统。内容包括设计原则、数字和模拟通信系统的设计，最后给出了设计实例，以期读者对光纤通信方面的知识有一全面了解。 6.1 设计原则 6.1.1 工程设计与系统设计 光纤通信系统的设计包括两方面的内容：工程设计和系统设计。 工程设计的主要任务是工程建设中的详细经费概预算，设备、线路的具体工程安装细节。主要内容包括对近期及远期通信业务量的预测；光缆线路路由的选择及确定；光缆线路敷设方式的选择；光缆接续及接头保护措施；光缆线路的防护要求；中继站站址的选择以及建筑方式；光缆线路施工中的注意事项。设计过程大致可分为：项目的提出和可行性研究；设计任务书的下达；工程技术人员的现场勘察；初步设计；施工图设计；设计文件的会审；对施工现场的技术指导及对客户的回访等。 系统设计的任务遵循建议规范，采用较为先进成熟的技术，综合考虑系统经济成本，合理选用器件和设备，明确系统的全部技术参数，完成实用系统的合成。 6.1.2系统设计的内容 光纤通信系统的设计涉及到许多相互关联的变量，如光纤、光源和光检测器的工作特性、系统结构和传输体制等。 例如，目前在骨干网和城域网中普遍选择同步数字序列SDH(Synchronous Digital Hierarchy)作为系统制式，在设计SDH体制的光纤通信系统时，首先要掌握其标准和规范，SDH的传输速率分为STM-1(155.52Mb/s)、STM-4(622.08Mb/s)、STM-16(2.5Gb/s)和STM-64(10Gb/s)等四个级别。ITU-T对每个级别（STM-64正在研究中）所使用的工作波长范围、光纤通道特性、光发射机和接收机的特性都作了规定，并对其应用给出了分类代码，表6.1给出了STM-1标准光接口的主要指标，其中应用分类代码中的符号I表示距离不超过2km的局内应用，S表示距离在15km的局间短距离应用，L表示距离在40～80km的局间长距离应用，符号后的数字表示STM的速率等级和工作波长（1310nm）。 又例，对于局域网(LAN)的设计，IEEE、TIA/EIA等组织也有相关的标准，见表6.2，对数据速率、波长作了规定。表6.3表示了波长范围以及相应技术的要求。对于数据速率为10Mbit/s或100Mbit/s的LAN系统，其光缆的长度可以查阅IEEE802.3u和TIA/EIA568A标准。表6.4为其建议的最大光缆长度。 虽然光纤通信系统的形式多样，但在设计时，不管是否有有成熟的标准可循，以下几点是必须考虑的：①传输距离。②数据速率或信道带宽。③误码率（数字系统）或载噪比和非线性失真（模拟系统）。在作过相关的分析后，我们要决定：是采用多模光纤还是单模光纤，并涉及到纤芯尺寸、折射率剖面、带宽或色散、损耗、数值孔径或模场直径等参数的选取；是采用LED还是LD光源，涉及到波长、谱线宽度、输出功率、有效辐射区、发射方向图、发射模式数量等指标的确定；是采用PIN还是APD接收器，它涉及到响应度、工作波长、

海底光缆数字传输系统工程设计规范

目次 前言 ....................................................................... II 1总则.. (1) 2 术语 (2) 3 传输标准及系统制式 (3) 4 系统设计 (4) 5 系统传输指标 (5) 6 海底光缆线路路由的选择原则 (6) 7 海底光缆的敷设和工程设计要求 (7) 8 海缆登陆站的选择 (8) 9 设备的安装及配置 (9) 10 远供系统设计 (10) 11 辅助系统设计 (11) 12 维护工具及仪表的配置 (12) 附录A 本规范用词说明 (14) 附：条文说明 (1)

前言 海底光缆数字传输系统从1990年建设中日国际海底光缆传输系统开始引入我国，经历了十多年的建设和发展，从最初560Mbit/s PDH系统到目前先进的10Gbit/s WDM系统。随着海底光缆系统技术上的不断发展变化，通过多个工程建设，海底光缆数字传输系统设计、建设的经验和资料都得到有效积累。 1996年编制的?海底光缆数字传输系统工程设计规范? YD5018-96, 主要适用于单波长、海底电中继器的海底光缆系统的工程设计。上世纪90年代末,海底光缆系统已全部采用大容量SDH系统和WDM 系统。所以，根据技术发展的需要和信息产业部信部规函[2004]508号文?关于安排通信工程建设标准修订和制定计划的通知?的精神，重新修订原规范。 根据我国新建的多条国际和国内海底光缆工程的经验，参照国外有关海底光缆数字传输系统的资料以及陆上光缆传输系统工程设计要求，并总结了原YD5018-96发布实施以来海缆系统设计的实践经验，制定本规范。本规范对原规范进行了修改、补充、增删和细化。经反复讨论修改，后经有关部门会审定稿。 本标准由信息产业部综合规划司负责解释、修订、监督执行。 本标准负责起草单位:京移通信设计院有限公司 本标准主要起草人:王卫昀高军诗。

OptiSystem仿真实例

OptiSystem 仿真实例 目录 1光发送机（Optical Transmitters）设计 1.1光发送机简介 1.2光发送机设计模型案例：铌酸锂（LiNbO3）型Mach-Zehnder调制器的啁啾（Chirp） 分析 2光接收机（Optical Receivers）设计 2.1光接收机简介 2.2光接收机设计模型案例：PIN光电二极管的噪声分析 3光纤（Optical Fiber）系统设计 3.1光纤简介 3.2光纤设计模型案例：自相位调制（SPM）导致脉冲展宽分析 4光放大器（Optical Amplifiers）设计 4.1光放大器简介 4.2光放大器设计模型案例：EDFA的增益优化 5光波分复用系统（WDM Systems）设计 5.1光波分复用系统简介 5.2光波分复用系统使用OptiSystem设计模型案例：阵列波导光栅波分复用器（AWG ） 的设计分析 6光波系统（Lightwave Systems）设计 6.1 光波系统简介 6.2 光波系统使用OptiSystem设计模型案例：40G单模光纤的单信道传输系统设计 7色散补偿（Dispersion Compensation）设计 8.1 色散简介 8.2 色散补偿模型设计案例：使用理想色散补偿元件的色散补偿分析 8孤子和孤子系统（Soliton Systems） 9.1 孤子和孤子系统简介 9.2 孤子系统模型设计案例： 9结语

1 光发送机（Optical Transmitters ）设计 1.1 光发送机简介 一个基本的光通讯系统主要由三个部分构成，如下图1.1所示： 作为一个完整的光通讯系统，光发送机是它的一个重要组成部分，它的作用是将电信号转变为光信号，并有效地把光信号送入传输光纤。光发送机的核心是光源及其驱动电路。现在广泛应用的有两种半导体光源：发光二级管（LED ）和激光二级管（LD ）。其中LED 输出的是非相干光，频谱宽，入纤功率小，调制速率低；而LD 是相干光输出，频谱窄，入纤功率大、调制速率高。前者适宜于短距离低速系统，后者适宜于长距离高速系统。 一般光发送机由以下三个部分组成： 1) 光源（Optical Source ）：一般为LED 和LD 。 2) 脉冲驱动电路（Electrical Pulse Generator ）：提供数字量或模拟量的电信号。 3) 光调制器（Optical Modulator ）：将电信号（数字或模拟量）“加载”到光波上。以 光源和调制器的关系来看，可划分为光源的内调制和光源的外调制。采用外调制器，让调制信息加到光源的直流输出上，可获得更好的调制特性、更好的调制速率。目前常采用的外调制方法为晶体的电光、声光及磁光效应。 图1.2为一个基本的外调制激光发射机结构：在该结构中，光源为频率193.1Thz 的激光二极管，同时我们使用一个Pseudo-Random Bit Sequence Generator 模拟所需的数字信号序列，经过一个NRZ 脉冲发生器（None-Return-to-Zero Generator 转换为所需要的电脉冲信号，该信号通过一个Mach-Zehnder 调制器，通过电光 图1.1 光通讯系统的基本构成 1）光发送机 2） 传输信道 3）光接收机 图2 外调制激光发射机

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

毕业设计单片机光通信系统设计

摘要 LED作为冷光源和节能光源，正在不断发展和普及。所以利用这个新的光源来通信，也变成了目前研究的热门课题之一。LED光传输技术就是利用常见的LED等室内照明设备，发出肉眼感觉不到的高速明暗闪烁的通信信号，以无线通信的方式来传输数据。采用无线光通信最大的特点就是它的波长范围大，可以将可见光讯号用不同的波长来进行信号的传输。可见光还有无电磁辐射、易保密等特点，尤其搭借了照明平台，所以不需要采用另外的传输介质，采用广播方式，受体的数量即容量受到的制约小，但是其缺点是不易实现双向的通信。 这次毕业设计的主要内容是尝试设计并制作一个LED通信试验系统，通过对频率的调制，发出特定的编码信号，接收方利用光电敏感器件接收调制光，解调后还原成数据信号。最后，本次毕业设计完成了基本功能的LED发射管、接收管的发射和接收工作，并且尝试将其时分复用和频分复用。在发送端添加了温度传感器和超声波测距传感器，数码管显示，在接收端用1602液晶屏幕显示出来。两者的对比，反应出通信的正确性。 本设计是基于两个89C51单片机，利用红外led发射装置和HS0038接收装置设计的简单慢速通信。目标是熟悉单片机的编程思路和学习通信的基本原理。基本的慢速光通信在传感器与单片机之间的通信上有着广泛的应用。 关键词：LED;调解;解调;频分复用;时分复用 I

Abstract As a cold light and energy-saving light source, LED is rapidly developing and being popularization. So using this new light source to communicate has become a hot research topic nowadays. The technology of LED light transmission is to using common LED indoor lamps. Communication signal of high speed light by the naked eye can not feel the flashing, in a way of wireless communication to transmit data. The most special characteristic of light communication is that the light wavelength range is very long, and visible light can be signal transmission in different wavelength. Visible light and no electromagnetic radiation, such as confidentiality, especially a borrowed lighting platform, so do not need to use the transmission medium, the broadcast, the number that is restricted by receptor capacity is small, it is not easy to achieve two-way communication. The main purpose of this paper is to try to design a LED communication system, through the modulation of the frequency coding signal, the photoelectric sensitive device receives the light modulation, demodulation back into the data signal. Finally, the graduation design, completed the basic function of the LED launch tube, receiving tube emission and reception work, and try to time division multiplexing and frequency division multiplexing. The temperature sensor and the ultrasonic ranging sensor is added in the transmitter, the digital tube display, the receiver with 1602 LCD screen display. The contrast of the two, reflect the correctness of communication. The design is based on two MCUs, simple slow communication using infrared LED emission device and HS0038 receiver design. The target is the basic principle of the programming ideas and learning communication with single-chip microcomputer. Slow light communication basic is widely used in communication between sensor and MCU. Keywords: LED; mediation; demodulation; frequency; division; II

110kV配套光缆通信工程的设计与工程图纸

鱼山110kV配套光缆通信工程初步设计 第1卷 设计说明书及工程图纸 （报审稿）

设计说明书目录 第1章概述 1.1 设计依据 1.2 设计范围及内容 1.3 建设规模 1.4 设计原则 第2章工程建设综述 2.1 电力系统概况 2.2 通信网络现状 2.3 业务需求分析 2.4 工程建设必要性 2.5 通信方案简述 2.6 差异说明和分析 第3章通信系统部分 3.1 光纤通信网络建设方案 3.2 通道组织 3.3 光系统设计 3.4 业务接入及辅助设备配置 3.5 设备机房及供电电源 3.6 进站引入光缆 3.7 光纤和设备的技术性能指标和选型第4章光缆线路部分 4.1 线路路径概况 4.2 光缆两端接续概况 4.3 光缆线路气象条件 4.4 光缆及地线的架设方案及选型 4.5 杆塔使用条件及接地 4.6 光缆配套设施 附表1：主要通信设备材料表 附表2：光缆材料表

第1章概述 1.1设计依据 1.1.1 国家相关政策、法规和规章 1.1.2 工程设计有关的规程、规范 中华人民共和国通信行业标准《SDH长途光缆传输系统工程设计规范》 YD/T5095-2005 《邮电技术规定-光同步传送网技术体制》YDN099-1998 《110～750kV架空输电线路设计规范》GB50545-2010 《国家电网公司输变电工程初步设计内容深度规定第四部分：电力系统光纤通信》Q／GDW 166.4-2010 1.1.3 2011年关于《220kV济宁北湖输变电工程可行性研究报告》。1.2设计范围及内容 1.2.1 工程项目组成 本工程随110kV鱼山变输变电工程本体工程新建鱼山变～大义变、鱼山 变～城西变2条24芯光缆，形成鱼山变～大义变和鱼山变～城西变2条光缆 通道，将苏桥变接入金乡供电公司通信光缆环网内。新建鱼山变～大义变 OPGW光缆和鱼山变～城西变OPGW光缆沿新建线路同杆架设至宁缗县断 开点，两条光缆长度均为4.7Km，在宁缗线断开点，断开现有城西至大义 ADSS光缆，分别与其续接。 鱼山变新上2.5G光传输设备1套，大义变、城西变均配置2.5G光接口 板对鱼山变方向，利用新建光缆线路开通鱼山变～大义变、鱼山变～城西变各 1路2.5G光通信系统。 鱼山变和县调中心站新上PCM设备1对。