波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)課程設(shè)計

1、湖南工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計資料袋計算機與通信學(xué)院（系、部）2013 2014 學(xué)年第 2 學(xué)期課程名稱數(shù)字光纖通信指導(dǎo)教師劉豐年 職稱 副教授學(xué)生姓名張帝專業(yè)班級通信1104班學(xué)號 11408200401題 目波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)成 績起止日期 2014年05月_19_日 2014年05月23日目 錄清單序號材料名稱資料數(shù)量備注1課程設(shè)計任務(wù)書12課程設(shè)計說明書13課程設(shè)計圖紙張4源代碼56湖南工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書20132014學(xué)年第 2學(xué)期 學(xué)院通信工程專業(yè) 1104 班級 課程名稱：數(shù)字光纖通信設(shè)計題目：波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)完成期限：自 2014年5月J9日至2014年5月23日共 1 周內(nèi)

2、 容 及 任 務(wù)一、設(shè)計的主要技術(shù)參數(shù)使用波分復(fù)用器及解波分復(fù)用器以及 1330nm和1550nm光端機，光端機的 發(fā)射功率在300微瓦以上。二、設(shè)計任務(wù)主要內(nèi)容：設(shè)計一個波分復(fù)用光纖傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)光纖接入網(wǎng)中的波分復(fù)用傳輸。主要任務(wù)：1. 雙模擬信號的波分復(fù)用。2. 模擬信號/數(shù)字信號的波分復(fù)用。3. 雙數(shù)字信號的波分復(fù)用三、設(shè)計工作量1周完成進度安排起止日期工作內(nèi)容2104.5.19分組、任務(wù)分配、課題理解2014.5.20功能分析、電路設(shè)計和實現(xiàn)2014.5.21實驗驗證和測試2014.5.22總結(jié)、書寫實驗報告參 考 資 料1. 楊祥林，光纖通信系統(tǒng)，國防工業(yè)出版社2. Gerd Ke

3、rser,光纖通信，電子工業(yè)出版社3. 光纖通信實驗指導(dǎo)書，北京百科融創(chuàng)科技有限公司4. 李履信，沈建華，光纖通信系統(tǒng)，機械工業(yè)出版社OptiSystem.exe 軟件指導(dǎo)教師（簽字）：系（教研室）主任（簽字）:數(shù)字光纖通信設(shè)計說明書波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)起止日期：2014年05月19日至2014年05月23 日學(xué)生 姓 名張帝班級通信工程1104學(xué)號 11408200401成績指導(dǎo)教師（簽字）計算機與通信學(xué)院2014年05月23日課題名稱波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)人數(shù)3人組長張帝組員郭榮滿、古麗先木內(nèi) 容 及 任 務(wù)一、設(shè)計的主要技術(shù)參數(shù)使用波分復(fù)用器及解波分復(fù)用器以及 133 Onm和155 On

4、m光端機，光端機的 發(fā)射功率在300微瓦以上。二、設(shè)計任務(wù)主要內(nèi)容：設(shè)計一個波分復(fù)用光纖傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)光纖接入網(wǎng)中的波分復(fù)用傳輸。主要任務(wù)：1. 雙模擬信號的波分復(fù)用。2. 模擬信號/數(shù)字信號的波分復(fù)用。3. 雙數(shù)字信號的波分復(fù)用三、設(shè)計工作量1周完成進度安排起止日期工作內(nèi)容2104.5.19分組、任務(wù)分配、課題理解2014.5.20功能分析、電路設(shè)計和實現(xiàn)2014.5.21實驗驗證和測試2014.5.22總結(jié)、書寫實驗報告參 考 資 料1. 楊祥林，光纖通信系統(tǒng)，國防工業(yè)出版社2. Gerd Kerser,光纖通信，電子工業(yè)出版社3. 光纖通信實驗指導(dǎo)書，北京百科融創(chuàng)科技有限公司4. 李履信

5、，沈建華，光纖通信系統(tǒng)，機械工業(yè)出版社OptiSystem.exe 軟件指導(dǎo)教師（簽字）：系（教研室）主任（簽字）：波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)一、設(shè)計原理WD技術(shù)就是為了充分利用單模光纖損耗帶來的巨大帶寬資源，根據(jù)每一信道光波的頻率（或波長）不同可以將光纖的損耗窗口劃分成若干個信道，把光波作為信號的載波，在發(fā)送端采用波分復(fù)用器（合波器）將不同規(guī)定波長的信號光 載波合并起來送入一根光纖進行傳輸；在接收端，再油一波分復(fù)用器（合波器） 將不同波長承載不同信號的光載波分開的復(fù)用方式。 由于不用波長的光載波信號 可以看作互相獨立的（不考慮光纖非線性時），從而在一根光纖中可實現(xiàn)多路光 信號的復(fù)用傳播。波分復(fù)用系

6、統(tǒng)原理圖如圖 1所示。圖1 WDM原理圖完整的WD紫銅由以下兩類比分組成：一類是 WD分波前后所需的元件，如EDFA Mux/DeMux（Multiplexer/DeMultiplexer,合波/ 分波多工器）便屬此類；一類是 WD的應(yīng)用，如 OADM（Optical Add/Drop Mulitiplexer,光塞取多工器），OXC（Optical Cross Connects,光交換鏈接器）。EDFAIWD系統(tǒng)中最重要的元件之一，不需經(jīng)光電轉(zhuǎn)換便可放大光能量。在EDFA勺制造上是以常規(guī)石英系光纖為母材摻進鉺離子，由于鉺離子的摻入，提供 了一個155Onm勺能帶，使得原本的訊號和高功率泵浦激

7、光（pumping laser,波長 980nm或148Onm,功率10-1500mVV得到提高光訊號的強度，而不需將光訊號轉(zhuǎn)化 成電訊號后才得以放大。Mux/DeM u是WD系統(tǒng)使用中不可或缺的兩種元件。也就是我們常說的復(fù)用、解復(fù)用器，DWD使光導(dǎo)纖維網(wǎng)絡(luò)能同時傳送數(shù)個波長的訊號，而MuX則是負責(zé)將數(shù)個波長匯集至一起的元件；DeMu則是負責(zé)將匯集至一起的波長分開的元件。 OAD是WD系統(tǒng)中一個重要的應(yīng)用元件，其作用是在一個光導(dǎo)纖維傳送網(wǎng)絡(luò)中塞 入/取出（Add-Drop）多個波長信道；置OAD于網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點處，以控制不同波長 信道的光訊號傳至適當(dāng)?shù)奈恢?。OX設(shè)置于網(wǎng)絡(luò)上重要的匯接點，匯集各方不

8、同波長的輸入，再將各訊號以 適當(dāng)?shù)牟ㄩL輸送至合適的光導(dǎo)纖維中。 它可提供光導(dǎo)纖維切換（Fiber switching, 連接不同光導(dǎo)纖維，波長不裝換）、波長切換（Wave length switching,連接不同光導(dǎo)纖維，波長經(jīng)轉(zhuǎn)換）、及波長轉(zhuǎn)換（Wavelength conversion,輸出至同一 光導(dǎo)纖維，波長經(jīng)轉(zhuǎn)換）三種切換功能。OX（并提供路由恢復(fù)、波長管理、及話務(wù)彈性調(diào)度。單模光纖的傳輸譜分為四個窗口：12801350nm簡單可稱為1310nn窗口，也稱第二波段；15301560nm簡稱為1550nn窗口，也稱為第三 波段或C波段；15601620nm簡稱為第四波段或L波段；13

9、501530nm簡 稱為第五波段?？紤]到單模光纖在1310nn附近具有最低色散，且在1550nn波長處 具有最低損耗。本實驗實現(xiàn)方案是：波分復(fù)用系統(tǒng)的兩個光載波的波長分別采用 1310nm和1550nm,。實驗原理框圖如圖2。(A)雙模擬信號的波分復(fù)用傳輸(B)模擬信號數(shù)字信號的波分復(fù)用（C）雙數(shù)字信號的波分復(fù)用傳輸圖2波分復(fù)用系統(tǒng)實驗框圖二、設(shè)計步驟注意：1波分復(fù)用器屬易損器件，應(yīng)輕拿輕放。2.光器件連接時，注意要 用力均勻。第一部分：雙模擬信號的波分復(fù)用（圖 2-A）：1電氣實驗導(dǎo)線的連接：關(guān)閉系統(tǒng)電源，將1310nm光端機的模擬信號源正 弦波輸出端與1310nm光發(fā)送模塊的模擬信號輸入端

10、口 （ P203）連接；將1550nm 光端機的模擬信號源正弦波輸出端與1550nm光發(fā)送模塊的模擬信號輸入端口（P203）連接；分別將兩個光發(fā)送模塊的開關(guān) S200撥向模擬傳輸端。2光路部分的鏈接：I. 取下1310nm光發(fā)/光收端口上的紅色橡膠保護套；II. 取一只波分復(fù)用器，取下其雙光纖端的兩根光纖的橡膠保護套；III. 將波分復(fù)用器的1310端與1310 nm光發(fā)送端口（ 1310 nm TX）的法蘭盤 對接，即：將光纖小心地插入法蘭盤，在插入的同時保證光跳線的凸起部分與法 蘭盤凹槽完全吻合，然后擰緊固定帽即可；IV. 同時將波分復(fù)用器的1550端與1310nm光接送端口（ 1310n

11、m RX）的法 蘭盤對接。V. 用同樣的方法將另一只波分復(fù)用器與 1550nm光端機的連接。VI. 取一只法蘭盤，取下其兩端的保護套，取下兩只波分器單光纖端光纖的 保護套，分別將它們與法蘭盤連接好。VII將光跳線的B端與光接收端口的法蘭盤對接，方法同上。3.開啟系統(tǒng)電源，分別用示波器觀察 1310光端機的模擬信號輸出端與 155Onm光端機的模擬信號輸入端的波形和 1310光端機的模擬信號輸入端與 1550nm光端機的模擬信號輸出端的波形，調(diào)整兩個光接收機的可調(diào)電位器（R257、R242）,使輸出波形達到最好。第二部分：模擬信號/數(shù)字信號的波分復(fù)用（圖2-B）：1. 電氣實驗導(dǎo)線的連接：關(guān)閉系

12、統(tǒng)電源，將1310nm光端機的模擬信號源正 弦波輸出端與1310nm光發(fā)送模塊的模擬信號輸入端口（ P203）連接，將S200 撥向模擬傳輸端；將1550nm光端機的固定頻率信號源的 BS輸出端與1550nm 光發(fā)送模擬的數(shù)字信號輸入端口（ P202）連接，將S200撥向數(shù)字傳輸端。2. 光路部分的連接，與第一部分的連接相同。3. 開啟系統(tǒng)電源，分別用示波器觀察1310光端機的數(shù)字信號輸出端與1550nm光端機的數(shù)字信號輸入端的波形和1310光端機的模擬信號輸入端與1550nm光端機的模擬信號輸出端的波形，調(diào)整兩個光接收機的可調(diào)電位器（R257、R242），使輸出波形達到最好。第三部分：雙數(shù)字

13、信號的波分復(fù)用（圖2-C）:1. 電氣實驗導(dǎo)線的連接：關(guān)閉系統(tǒng)電源，將1310nm光端機的固定速率信號源的FS輸出端與1310nm光發(fā)送模塊的數(shù)字信號輸入端口 （ P202）連接，將S200 撥向數(shù)字傳輸端；將1550nm光端機的固定速率信號源 BS輸出端與1550nm光 發(fā)送模塊的數(shù)字信號輸入端口（ P202）連接，將S200撥向數(shù)字傳輸端。2. 光路部分的連接，與第一部分的連接相同。3開啟系統(tǒng)電源，分別用示波器觀察1310光端機的數(shù)字信號輸出端與1550nm光端機的數(shù)字信號輸出端的波形和1310光端機的數(shù)字信號輸入端與1550nm光端機的數(shù)字信號輸出端的波形，調(diào)整兩個光接收機的可調(diào)電位器（

14、R257、R242）,使輸出波形達到最理想狀態(tài)。三、設(shè)計需要的實驗儀器與設(shè)備1. RC-GT-II光纖通信原理試驗箱2. 雙蹤模擬示波器3. FC-FC波分復(fù)用器兩個4. FC-FC法蘭盤一個四、結(jié)果分析1.雙模擬信號的波分復(fù)用按步驟實驗將實驗箱上1310nm光端機的TX端接入波分復(fù)用器1的1310 端口，1550nm光端機的TX端接入同一復(fù)用器1的1550端口。實驗箱上的1310nm 光端機的RX端接入另一復(fù)用器2的1550端口，1550nm光端機的RX端接入復(fù)用 器2的1310端口。再用光跳線將兩波分復(fù)用器相連，實現(xiàn)一根光纖傳輸。測得 的結(jié)果圖為：1310光端機的模擬信號輸入端與1550n

15、m光端機的模擬信號輸出端的波形：1310光端機的模擬信號輸出端與155 Onm光端機的模擬信號輸入端的波形:2. 模擬信號/數(shù)字信號的波分復(fù)用：電氣實驗導(dǎo)線按步驟連接，1310 nm光端機做數(shù)字傳輸，1550nm光端機做 模擬傳輸。光路部分的連接是在第一部分的基礎(chǔ)上將 1310nm光端機的RX改接 到復(fù)用器2的1310端口，1550nm光端機的RX該接到復(fù)用器2的1550nm端口。 測得的結(jié)果圖為：1310 nm光端機的數(shù)字信號輸入端與輸出端的波形:1550nm光端機的模擬信號輸入端與輸出端的波形:3. 雙數(shù)字信號的波分復(fù)用：只改變電氣實驗導(dǎo)線連接，按步驟連接。1310nm和1550nm光端機

16、均做數(shù)字傳輸。測得的結(jié)果圖為：1310 nm光端機的數(shù)字信號輸入端與輸出端的波形：1550nm光端機的數(shù)字信號輸入端與輸出端的波形:結(jié)果分析：從以上波形圖可以看出，輸入端波形與波分復(fù)用器相應(yīng)端的輸出波形是一樣的，調(diào)節(jié)相應(yīng)的增益調(diào)節(jié)兩波形會同時變化.可以看出很好的實現(xiàn)了光纖通信系統(tǒng)的波分復(fù)用五、總結(jié)與心得生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證了收獲。勞動是人類生存生活永恒不 變的話題。通過實習(xí)，我才真正領(lǐng)略到“艱苦奮斗”這一詞的真正含義，我才意 識到老一輩電子設(shè)計為我們的社會付出。 我想說，設(shè)計確實有些辛苦，但苦中也 有樂，在如今單一的理論學(xué)習(xí)中，很少有機會能有實踐的機會，但我們可以，而 且設(shè)計也是一個團隊的任務(wù)，一起的工作可以讓我們有說有笑， 相互幫助，配合 默契，多少人間歡樂在這里灑下，大學(xué)里一年的相處還趕不上這十來天的合作， 我感覺我和同學(xué)們之間的距離更近了 ；我想說，確實很累，但當(dāng)我們看到自己所 做的成果時，心中也不免產(chǎn)生興奮；正所謂“三百六十行，行行出狀元”。我們 同樣可以為社會做出我們應(yīng)該做的一切，這有什么不好 ？我們不斷的反問自己。也許有人不喜歡這類的工作，也許有人認為設(shè)計的工作有些枯燥， 但我們認為無 論干什么，只要人生活的有意義就可。社會需要我們，我們也可以為社會而工作。 既然如此，那還