波分复用光纤通信系统课程设计Word格式.docx
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源代码
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2013—2014学年第2学期
计算机与通信学院通信工程专业1104班级
课程名称:
数字光纤通信
设计题目:
波分复用光纤通信系统
完成期限:
自2014年5月19日至2014年5月23日共1周
内
容
及
任
务
一、设计的主要技术参数
使用波分复用器及解波分复用器以及1330nm和1550nm光端机,光端机的发射功率在300微瓦以上。
二、设计任务
主要内容:
设计一个波分复用光纤传输系统,实现光纤接入网中的波分复用传输。
主要任务:
1.双模拟信号的波分复用。
2.模拟信号/数字信号的波分复用。
3.双数字信号的波分复用
三、设计工作量
1周完成
进
度
安
排
起止日期
工作内容
2104.5.19
分组、任务分配、课题理解
2014.5.20
功能分析、电路设计和实现
2014.5.21
实验验证和测试
2014.5.22
总结、书写实验报告
参
考
资
料
1.杨祥林,光纤通信系统,国防工业出版社
2.GerdKerser,光纤通信,电子工业出版社
3.光纤通信实验指导书,北京百科融创科技有限公司
4.李履信,沈建华,光纤通信系统,机械工业出版社
OptiSystem.exe软件
指导教师(签字):
年月日
系(教研室)主任(签字):
年月日
数字光纤通信
设计说明书
波分复用光纤通信系统
起止日期:
2014年05月19日至2014年05月23日
学生姓名
张帝
班级
通信工程1104
学号
11408200401
成绩
指导教师(签字)
计算机与通信学院
2014年05月23日
课题名称
波分复用光纤通信系统
人数
3人
组长
组员
郭荣满、古丽先木
年月日
一、设计原理
WDM技术就是为了充分利用单模光纤损耗带来的巨大带宽资源,根据每一信道光波的频率(或波长)不同可以将光纤的损耗窗口划分成若干个信道,把光波作为信号的载波,在发送端采用波分复用器(合波器)将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输;
在接收端,再油一波分复用器(合波器)将不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。
由于不用波长的光载波信号可以看作互相独立的(不考虑光纤非线性时),从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传播。
波分复用系统原理图如图1所示。
光源An
完整的WDM紫铜由以下两类比分组成:
一类是WDM分波前后所需的元件,如EDFA、Mux/DeMux(Multiplexer/DeMultiplexer,合波/分波多工器)便属此类;
一类是WDM的应用,如OADM(OpticalAdd/DropMulitiplexer,光塞取多工器),OXC(OpticalCrossConnects,光交换链接器)。
EDFA是WDM系统中最重要的元件之一,不需经光电转换便可放大光能量。
在EDFA的制造上是以常规石英系光纤为母材掺进铒离子,由于铒离子的掺入,提供了一个1550nm的能带,使得原本的讯号和高功率泵浦激光(pumpinglaser,波长980nm或1480nm,功率10-1500mW)得到提高光讯号的强度,而不需将光讯号转化成电讯号后才得以放大。
Mux/DeMux是WDM系统使用中不可或缺的两种元件。
也就是我们常说的复用、解复用器,DWDM使光导纤维网络能同时传送数个波长的讯号,而Mux则是负责将数个波长汇集至一起的元件;
DeMux则是负责将汇集至一起的波长分开的元件。
OADM是WDM系统中一个重要的应用元件,其作用是在一个光导纤维传送网络中塞入/取出(Add-Drop)多个波长信道;
置OADM于网络的结点处,以控制不同波长信道的光讯号传至适当的位置。
OXC设置于网络上重要的汇接点,汇集各方不同波长的输入,再将各讯号以适当的波长输送至合适的光导纤维中。
它可提供光导纤维切换(Fiberswitching,连接不同光导纤维,波长不装换)、波长切换(Wavelengthswitching,连接不同光导纤维,波长经转换)、及波长转换(Wavelengthconversion,输出至同一光导纤维,波长经转换)三种切换功能。
OXC并提供路由恢复、波长管理、及话务弹性调度。
单模光纤的传输谱分为四个窗口:
①1280~1350nm,简单可称为1310nm窗口,也称第二波段;
②1530~1560nm,简称为1550nm窗口,也称为第三波段或C波段;
③1560~1620nm,简称为第四波段或L波段;
④1350~1530nm,简称为第五波段。
考虑到单模光纤在1310nm附近具有最低色散,且在1550nm波长处具有最低损耗。
本实验实现方案是:
波分复用系统的两个光载波的波长分别采用1310nm和1550nm,。
实验原理框图如图2。
(A)双模拟信号的波分复用传输
(B)模拟信号\数字信号的波分复用传输
(C)双数字信号的波分复用传输
图2波分复用系统实验框图
二、设计步骤
注意:
1.波分复用器属易损器件,应轻拿轻放。
2.光器件连接时,注意要用力均匀。
第一部分:
双模拟信号的波分复用(图2-A):
1.电气实验导线的连接:
关闭系统电源,将1310nm光端机的模拟信号源正弦波输出端与1310nm光发送模块的模拟信号输入端口(P203)连接;
将1550nm光端机的模拟信号源正弦波输出端与1550nm光发送模块的模拟信号输入端口(P203)连接;
分别将两个光发送模块的开关S200拨向模拟传输端。
2.光路部分的链接:
I.取下1310nm光发/光收端口上的红色橡胶保护套;
II.取一只波分复用器,取下其双光纤端的两根光纤的橡胶保护套;
III.将波分复用器的1310端与1310nm光发送端口(1310nmTX)的法兰盘对接,即:
将光纤小心地插入法兰盘,在插入的同时保证光跳线的凸起部分与法兰盘凹槽完全吻合,然后拧紧固定帽即可;
IV.同时将波分复用器的1550端与1310nm光接送端口(1310nmRX)的法兰盘对接。
V.用同样的方法将另一只波分复用器与1550nm光端机的连接。
VI.取一只法兰盘,取下其两端的保护套,取下两只波分器单光纤端光纤的保护套,分别将它们与法兰盘连接好。
VII将光跳线的B端与光接收端口的法兰盘对接,方法同上。
3.开启系统电源,分别用示波器观察1310光端机的模拟信号输出端与1550nm光端机的模拟信号输入端的波形和1310光端机的模拟信号输入端与1550nm光端机的模拟信号输出端的波形,调整两个光接收机的可调电位器(R257、R242),使输出波形达到最好。
第二部分:
模拟信号/数字信号的波分复用(图2-B):
1.电气实验导线的连接:
关闭系统电源,将1310nm光端机的模拟信号源正弦波输出端与1310nm光发送模块的模拟信号输入端口(P203)连接,将S200拨向模拟传输端;
将1550nm光端机的固定频率信号源的BS输出端与1550nm光发送模拟的数字信号输入端口(P202)连接,将S200拨向数字传输端。
2.光路部分的连接,与第一部分的连接相同。
3.开启系统电源,分别用示波器观察1310光端机的数字信号输出端与1550nm光端机的数字信号输入端的波形和1310光端机的模拟信号输入端与1550nm光端机的模拟信号输出端的波形,调整两个光接收机的可调电位器(R257、R242),使输出波形达到最好。
第三部分:
双数字信号的波分复用(图2-C):
关闭系统电源,将1310nm光端机的固定速率信号源的FS输出端与1310nm光发送模块的数字信号输入端口(P202)连接,将S200拨向数字传输端;
将1550nm光端机的固定速率信号源BS输出端与1550nm光发送模块的数字信号输入端口(P202)连接,将S200拨向数字传输端。
2.光路部分的连接,与第一部分的连接相同。
3.开启系统电源,分别用示波器观察1310光端机的数字信号输出端与1550nm光端机的数字信号输出端的波形和1310光端机的数字信号输入端与1550nm光端机的数字信号输出端的波形,调整两个光接收机的可调电位器(R257、R242),使输出波形达到最理想状态。
三、设计需要的实验仪器与设备
1.RC-GT-II光纤通信原理试验箱
2.双踪模拟示波器
3.FC-FC波分复用器两个
4.FC-FC法兰盘一个
四、结果分析
1.双模拟信号的波分复用
按步骤实验将实验箱上1310nm光端机的TX端接入波分复用器1的1310端口,1550nm光端机的TX端接入同一复用器1的1550端口。
实验箱上的1310nm光端机的RX端接入另一复用器2的1550端口,1550nm光端机的RX端接入复用器2的1310端口。
再用光跳线将两波分复用器相连,实现一根光纤传输。
测得的结果图为:
1310光端机的模拟信号输入端与1550nm光端机的模拟信号输出端的波形:
1310光端机的模拟信号输出端与1550nm光端机的模拟信号输入端的波形:
2.模拟信号/数字信号的波分复用:
电气实验导线按步骤连接,1310nm光端机做数字传输,1550nm光端机做模拟传输。
光路部分的连接是在第一部分的基础上将1310nm光端机的RX改接到复用器2的1310端口,1550nm光端机的RX该接到复用器2的1550nm端口。
1310nm光端机的数字信号输入端与输出端的波形:
1550nm光端机的模拟信号输入端与输出端的波形:
3.双数字信号的波分复用:
只改变电气实验导线连接,按步骤连接。
1310nm和1550nm光端机均做数字传输。
1550nm光端机的数字信号输入端与输出端的波形:
结果分析:
从以上波形图可以看出,输入端波形与波分复用器相应端的输出波形是一样的,调节相应的增益调节两波形会同时变化.可以看出很好的实现了光纤通信系统的波分复用.
五、总结与心得
生活就是这样,汗水预示着结果也见证了收获。
劳动是人类生存生活永恒不变的话题。
通过实习,我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义,我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。
我想说,设计确实有些辛苦,但苦中也有乐,在如今单一的理论学习中,很少有机会能有实践的机会,但我们可以,而且设计也是一个团队的任务,一起的工作可以让我们有说有笑,相互帮助,配合默契,多少人间欢乐在这里洒下,大学里一年的相处还赶不上这十来天的合作,我感觉我和同学们之间的距离更近了;
我想说,确实很累,但当我们看到自己所做的成果时,心中也不免产生兴奋;
正所谓“三百六十行,行行出状元”。
我们同样可以为社会做出我们应该做的一切,这有什么不好?
我们不断的反问自己。
也许有人不喜欢这类的工作,也许有人认为设计的工作有些枯燥,但我们认为无论干什么,只要人生活的有意义就可。
社会需要我们,我们也可以为社会而工作。
既然如此,那还有什么必要失落呢?
于是我们决定沿着自己的路,执着的走下去。
同时我认为我们的工作是一个团队的工作,团队需要个人,个人也离不开团队,必须发扬团结协作的精神。
某个人的离群都可能导致整项工作的失败。
实习中只有一个人知道原理是远远不够的,必须让每个人都知道,否则一个人的错误,就有可能导致整个工作失败。
团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。
而这次实习也正好锻炼我们这一点,这也是非常宝贵的。
对我们而言,知识上的收获重要,精神上的丰收更加可喜。
挫折是一份财富,经历是一份拥有。
这次实习必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆!
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