利用光纤传输声音的实验设计

利用光纤传输声音的实验设计
利用光纤传输声音的实验设计

音频信号光纤通信.

音频信号光纤传输实验 实验目的 1.了解音频信号光纤传输的方法、结构及选配各主要部件的原则。 2.熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及其主要特性的测试方法。 3.学习分析音频信号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-A音频信号光纤传输技术实验仪、光功率计、多波段收音机、音箱 实验原理 一、系统的组成 图1示出了一音频信号光纤传输系统的结构原理图,它由半导体发光二极管LED及其调制、驱动电路组成的光信号发送部分、传输光纤部分和由硅光电池、前置电路和功放电路组成的光信号接收三个部分组成。 图1 光纤传输系统原理图 塑料光纤很柔软,而且可以弯曲,加工很方便。在光信息处理技术、光学计量、短距离数据传输等方面已获得较好的应用。本系统中,我们采用的传输光纤是进口低损耗多模塑料光纤,它的纤维直径是lmm,芯径为990μm,包层厚度为5μm。半导体发光二极管是采用发光亮度很高的可见红色光发光二极管作为光源,光电转换采用高灵敏的硅光电池作为转换元件,整个传输过程一目了然。 为了避免或减少谐波失真,要求整个传输系统的频带宽度要能复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。

二、半导体发光二极管(LED)的结构及工作原理 光纤通讯系统中对光源器件在发光波长、电光功率、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)和半导体激光器(LD)。光纤传输系统中常用的半导体发光二极管是一个如图2所示的N-p-P三层结构的半导体器件,中间层通常是由直接带隙的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AlGaAs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质结,在图2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,敌这种结构又称N-p-P双异质结构,简称DH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内与空穴复合,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: (1) 其中h是普朗克常数,是光波的频率,E 1是有源层内导电电子的能量,E 2 是导电电子与空穴复合后处于价键束缚状态时的能量。两者的差值Eg与DH结构中各层材料及其组份的选取等多种因素有关,制做LED时只要这些材料的选取和组份的控制适当,就可使得LED的发光中心波长与传输光纤的低损耗波长一致。所以为了减少损耗,LED发光波长应与传输光纤的低损耗波长一致,在实际通讯系统中,LED发出的光介于可见光的边远区域。 图2 半导体发光二极管的结构及工作原理 光纤通讯系统中使用的半导体发光二极管的光功率为光导纤维的尾纤输出功率,出纤光功率与LED驱动电流的关系称LED的电光特性,为了避免和减少非线性失真,使用时应先给LED一个适当的偏置电流I,其修正等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值,而调制信号的峰一峰值应位于电光特性的直线范围内。对于非线性失真要求不高的情况,也可把偏置电流选为LED最大允许工作电

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:

音频系统设计方案

精品文档设计原则(a)先进性和扩展性:现代信息技术的发展,新产品、新技术层出不穷。因此系统在投资费用许可的情况下但由于现代科以使系统在尽可能长的时间内与社会发展相适应。应充分利用现代最新技术,设计方案必须具备前瞻性和可扩展性。故必须充分考虑今后的发展需要,学技术的飞速发展,这种可扩展性不仅充分保护了甲方的投资,而且具有较高的综合性能价格比。科学性和规范性: (b)综合性系统工程,必需从系统设计开始,包括施工、安装、调试直到最后验收的全过 最后提都严格按照国家有关的标准和规范,做好系统的标准化设计和科学的管理工作。程,交正规的测试验收报告及全套施工图纸和技术资料供甲方存档。安全性和可靠性:(c)外部形象及投资回报,直接影响着用户的使用效果、剧场、演艺厅音响系统的建设, 在设备选型和系本方案已充分考虑采用成熟的技术和产品,因此系统设计必须安全、可靠,系统调试以及对甲方人员的技并从线路敷设、设备安装、统的设计中尽量减少故障的发生。术培训 等方面,都必须满足可靠性的要求。设计标准厅堂电声系统声学特性指GYJ25-86<<声学特性指标均采用广播电影电视部部分颁标准. )声学特性指标语言和音乐兼用的电声系统一级标>>中语言和音乐兼用的电声系统一级(扩声系统设计演艺厅及剧场的音响系统是一个高标准、高要 求的综合性文化产物,它是一个有层次的系统。运用建筑艺术室内设计的技术和技巧,使之优化稳定,以产生系统的整体效应。扩声系统、建筑声学、照明系统、室内技术等都是作为系统工程的诸要素。它们在不同层面上互相交叉、互相缠绕,各有特点。. 精品文档 使它们统一,取得整体效应,达到各项法规的要求。 随着信息技术的不断发展,一个大型演艺厅除了要满足传统简单的演唱要求外,还应具有高雅格调和优美音质、舞蹈表演展示。选取具备先进功能的湖山演艺器材,是更高效、更可靠、更专业的音响设备。 设计方案要根据以上几点,经过多方案观察考证,通过SIA SMARRTLIVE5测试软件进行初期声场测试,详细分析,严格进行参数计算和设备选型。 专业演出扩声系统设计 基本概念 扩声系统设计,以工程原理为基础,从分析系统所要求的声学环境的有关参数开始,与用户提出的具体功能相结合,以此来决定所应采用设备的类型、体积和安装方式。 扩声系统属于应用声学范畴,它是将演唱者的声音进行实时放大的系统。演出扩声系统的质量不仅与设备的技术特性有关,还和声源的声学特性以及传声器和扬声器系统所处环境的声学条件有很大的关系。

信号光纤传输技术实验.

音频信号光纤传输技术实验 预习要求 通过预习应理解以下几个问题: 1.音频信号光纤传输系统由那几个部分组成、主要器件(LED 、SPD 和光纤)的工作原理; 2.LED 调制、驱动电路工作原理 3.LED 偏置电流和调制信号的幅度应如何选择、; 4.测量SPD 光电流的I-V 变换电路的工作原理。 实验目的 1.熟悉半导体电光/光电器件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各主要部件的选配原则; 3.掌握半导体电光和光电器件在模拟信号光纤传输系统中的应用技术; 4.学习音频信号光纤传输系统的调试技术。 实验原理 一.系统的组成 音频信号光纤传输系统的原理图如图8-1-1所示。它主要包括由LED (光源)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LED 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。对于音频信号,其频谱在20Hz ~20KHz 的范围内。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频率特性。 二、光纤的结构及传光原理 衡量光纤信道性能好坏有两个重要指标:一是看它传输信息的距离有多远,二是看它单位时间内携带信息的容量有多大。前者决定于光纤的损耗特性,后者决定于光纤的频率特性。目前光纤的损耗容易做到每公里零点几dB 水平。光纤的损耗与工作波长有关,所以在工作波长的选用上,应尽量选用低损耗的工作波长。光纤通讯最早是用短波长0.85μm,近来发展到能用1.3~1.55μm范围的波长,在这一波长范围内光纤不仅损耗低,而且“色散”也小。 光纤的频率特性主要决定于光纤的模式性质。光纤按其模式性质通常可以分成单模光纤和多模光纤。无论单模或多模光纤,其结构均由纤芯和包层两部分组成。纤芯的折射率较包层折射率大。对于单模光纤,纤芯直径只有5~10μm,在一定条件下,只允许一种电磁场形态的光波在纤芯内传播。多模光纤的纤芯直径为50μm或62.5μm,允许多种电磁场形态的光波传播。以上两种光纤的包层直径均为125μm。按其折射率沿光纤截面的径向分布状况又分成阶跃型和渐变型两种光纤,对于阶跃型光纤,在纤芯和包层中折射率均为常图8-1-1 音频信号光纤传输系统原理图 数,但纤芯折射率n 1略大于包层折射率n 2。所以对于阶跃型多模光纤,可用几何光学的全反射理论解释它的导光原理。在渐变型光纤中,纤芯折射率随离开光纤轴线距离的增加而逐渐减小,直到在纤芯—包层界面处减到某一值后,在包层

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

光纤通信optisystem实验

光纤通信大作业 1.选择一个你认为合适的方案 供选方案:NRZ、RZ调制格式,直接调制或者外调制,APD管或者PIN管,low pass rectangular filter或者low pass gauss filter。请选择你认为实际中可实现的通信性能最好的一组方案。并给出相应的理由。 答:选择NRZ调制格式,直接调制,APD管,low pass gauss filter。选择这个方案的理由是:为了使得整个系统得到最好的信噪比,并且保证系统误码率在可接受的范围内。具体理由分析如下: 选择NRZ调制格式,因为经NRZ调制的光信号具有紧凑的频谱特性,调制和调解结构简单,在10G和一部分40G系统中得到广泛应用,一直被作为中短距离光纤通信系统中的主要调制格式,通过色散管理和终端可调色散补偿技术,NRZ调制格式在终端传输距离普通光纤获得良好的光传输性能。 选择直接调制,因为直接强度调制是用信号直接调制激光器的驱动电流,使其输出功率随信号变化.这种方式设备相对简单,研究较早,现已成熟并商品化.外调制则常用于要求较高的通信系统。 选择APD管,因为由书上的P264页的图8.3可知,PIN管接收灵敏度适用于低数据速率光纤通信,当系统通信数据速率为10G时,PIN灵敏度管不适于应用,我们优选ADP管。 选择low pass gauss filter(低通高斯响应滤波器),因为low pass rectangular filter(低通矩形响应滤波器)是理想的低通滤波器的模型,在幅频特性曲线上呈现矩形。在现实中,如此理想的特性是无法实现的,所有的设计只不过是力图逼近矩形滤波器的特性而已。而low pass gauss filter(低通高斯响应滤波器)采用时域法测量有效带宽,具有直观、简便的优点,而采用时域法能够显著缩短有效带宽测量时间。 实验过程: 本次实验中,由NRZ调制格式、直接调制、APD管和low pass gauss filter构成的光纤通信系统。 1).根据实验要求,连接实验电路。同时为了实时地观察系统的运行状态,必须在系统外围增加监测及显示装置,将系统运行结果显示出来,便于观察和分析。因此,在系统中加入了Eye Diagram Analyzer、BER Analyzer、Optical Time Domain Visualizer、Optical Power Meter、Optical Spectrum Analyzer、Oscilloscope Visualizer。通过这些监测及显示器件,可以较为直观地观察到入纤光功率、调制前后的光信号频谱与时域波形、解调后的信号波形、信号眼图及误码率等系统的运行状态和运行结果。整个光纤通信系统的架构如下图示:

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

大会议室音频系统设计方案要点

第一章系统综述 1.1编制依据: 新世界武汉培训部多媒体教学及会议系统的技术水平和性能参数,应能够达到“国际水平”,具备国内一流水平。主要设备配置方案,充分考虑工程的特点,做到:功能齐全、配置合理、技术先进、操作方便,设计人须负责音箱吊架的设计制造及安装。 语言会议模式:要求有很高的系统可靠性稳定性和语言清晰度。 1.2设计依据 本设计方案按照业主要求和国家相关视音频标准作为设计依据: JGJ/T16-92 《民用建筑电气设计规范》 GB/T15381-94 《会议系统的电及其音频性能要求》 IEC914 《Electrical and audio requirements of the conference system》 GB 14948-94 《30MHz~1GHz声音和电视信号电缆分配系统》 《PHILIPS LTD. Digital Congress Network Installation and Operating manual》 GB/T 50314-2000 《智能建筑设计标准》 WH01-93 《会议系统的声学特性指标与测量方法》 GYJ25-86 《厅堂会议系统声学特性指标》 GBJ118-88 《民用建筑隔声设计规范》 GBJ232-92 《电气装置安装工程施工及验收规范》 GB/T14197-93 《声系统设备互联优选配接值》 GB/T14197-94 《声系统设备互联用连接器应用》 GB/T14197-95 《视听系统设备互联用连接器应用》 GB/T15859-1995 《视听、视频和电视系统中设备互联互连的优选配接值》 GB4959-95 《厅堂扩音特性测量方法》 WH01-93 《歌舞厅扩音系统声学特性指标与测量方法》 GB12060-89 《声系统设备一般数语解释和计算方法》 GBJ42-81 《工业企业通信设计规范》

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

光纤通信optisystem实验

光纤通信大作业 1、选择一个您认为合适的方案 供选方案:NRZ、RZ调制格式,直接调制或者外调制,APD管或者PIN管,low pass rectangular filter或者low pass gauss filter。请选择您认为实际中可实现的通信性能最好的一组方案。并给出相应的理由。 答:选择NRZ调制格式,直接调制,APD管,low pass gauss filter。选择这个方案的理由就是:为了使得整个系统得到最好的信噪比,并且保证系统误码率在可接受的范围内。具体理由分析如下: 选择NRZ调制格式,因为经NRZ调制的光信号具有紧凑的频谱特性,调制与调解结构简单,在10G与一部分40G系统中得到广泛应用,一直被作为中短距离光纤通信系统中的主要调制格式,通过色散管理与终端可调色散补偿技术,NRZ调制格式在终端传输距离普通光纤获得良好的光传输性能。 选择直接调制,因为直接强度调制就是用信号直接调制激光器的驱动电流,使其输出功率随信号变化、这种方式设备相对简单,研究较早,现已成熟并商品化、外调制则常用于要求较高的通信系统。 选择APD管,因为由书上的P264页的图8、3可知,PIN管接收灵敏度适用于低数据速率光纤通信,当系统通信数据速率为10G时,PIN灵敏度管不适于应用,我们优选ADP管。 选择low pass gauss filter(低通高斯响应滤波器),因为low pass rectangular filter(低通矩形响应滤波器)就是理想的低通滤波器的模型,在幅频特性曲线上呈现矩形。在现实中,如此理想的特性就是无法实现的,所有的设计只不过就是力图逼近矩形滤波器的特性而已。而low pass gauss filter(低通高斯响应滤波器)采用时域法测量有效带宽,具有直观、简便的优点,而采用时域法能够显著缩短有效带宽测量时间。 实验过程: 本次实验中,由NRZ调制格式、直接调制、APD管与low pass gauss filter构成的光纤通信系统。 1)、根据实验要求,连接实验电路。同时为了实时地观察系统的运行状态,必须在系统外围增加监测及显示装置,将系统运行结果显示出来,便于观察与分析。因此,在系统中加入了Eye Diagram Analyzer、BER Analyzer、Optical Time Domain Visualizer、Optical Power Meter、Optical Spectrum Analyzer、Oscilloscope Visualizer。通过这些监测及显示器件,可以较为直观地观察到入纤光功率、调制前后的光信号频谱与时域波形、解调后的信号波形、信号眼图及误码率等系统的运行状态与运行结果。整个光纤通信系统的架构如下图示: 完整的光纤通信系统

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

录音棚系统设计方案教学总结

录音棚系统设计方案 音响网 北京恒智数码科技有限公司专业音频部设计 对录音棚系统设计过程中应坚持使整个系统具有优秀性、实用性、可靠性能、扩展性和灵活性的原则。 1、优秀性:保证采用的设备和技术具有国内领先水平,并为国际知多品牌。 2、实用性:必须严格按照国家有关标准设计,录音系统的使用对象是本公司。因此在选择工作效率高、操作便当、性能可靠优良的可维护性也是产品必须具备的特点。 3、可靠性:具有高可靠性和优良的技术服务是使用单位一个严重准则。 对白录音棚分以下几部分: 1、中央控制部分 2、音频工作站部分 3、话筒输入部分 4、控制室监听部分 下面对以上四部分加以详细论述: 一、中央控制部分: 中央控制部分是整个录音系统的心脏,它的性能好坏决定整个录音系统的好坏,为此我们选择YAMAHA推出的01V96数字调音台。之所以选用O1V96是因为他有以下优点。 YAMAHA在2003冬季NAMM展出01V96数字调音台,崭新一代01V。 01V96适合在录音棚中使用,价格也相当便宜。它能工作在44.1 kHz, 48 kHz,

88.2 kHz或96 kHz。具有16个模拟通道输入,包含12个高性能麦克风前置放大,通过ADAT光纤接口接收8数字通道。01V96可以同时混合40个通道,全部24-bit/96 kHz的音频,内部使用32-bit处理。控制面板,大型显示和用户界面给人以模拟台子的感觉。8个用户定义的按钮可以随意分配功能。 Yamaha旗舰级的数字调音台一直被公认为业界的标准机种:例如PM1D之于扩音,广播与剧院等的场合,DM2000,DM1000,与02R96之于音乐制作领域等。现在01V96以较小的体积,较低的价位提供你同等的效能与信赖度,对于个人或小型专业音乐工作室而言实为最佳选择。它拥有最大40轨输入的处理能力,而且可以平行串连成更大的混音系统以适应所需。当然,24-bit/96-kHz是标准的工作模式。混音功能与效果器均承继自顶级的DM2000,所以你可以得到最佳的音质。准备接受Yamaha数字革命的新震撼。 如果你为顶尖的数字混音与处理效能是如此的遥不可及而感到忧心,我们给你充塞的理由开始微笑。10来,YAMAHA公司以它的ProMix01、01V、02R和03D,开创了数字调音台的一个传奇时代。随着高采样和高精度数字音频标准的确立,YAMAHA又推出了PM1D和AW系列多轨机,以及02R96、DM2000和DM1000大型数字调音台。在本次NAMM展会上,它又推出了对应96KHz的 01V96小型数字调音台。 象它的前身O1V一样,O1V96也是中小型工作室和中小型演出用的理想产品,这次严重升级主要改进了音质,增加了新的计算机和ADAT接口。它将在2003年上市,预计价格为2499美元。与01V一样,01V96的机身凑巧可以放进标准的机架或是机柜中,它能够同时提供40个24-bit/96 kHz的混音声道,以及一系列32-bit处理精度的能够全自动实时控制的立体声效果器。在操作介面上,它有一个大大的显示屏以及模拟调音台风格的面板,它还提供了8个可由用户定义功能的按钮。 另外,O1V96还专门为今天基于计算机的录音和混音工作提供了一些新的功能。1-32口提供了完全独立的门限/压缩处理器、4段的全参数平衡器、延时器以及2个位于延时器之后和平衡之前的插入点。立体声输入口1-4也提供了参数平衡器。除此,它还有最多可同时使用4个的内置效果器(2个为 96kHz),多达99个的包含所有设定参数的场景记忆,以及包括平衡、动态处

数字信号光纤通信技术实验报告

数字信号光纤通信技术实验的报告 预习要求 通过预习应理解以下几个问题: 1.数字信号光纤传输系统的基本结构及工作过程; 2.衡量数字通信系统有那两个指标?; 3.数字通信系统中误码是怎样产生的?; 4.为什么高速传输系统总是与宽带信道对应?; 5.引起光纤中码元加宽有那些因素?; 6.本实验系统数字信号光-电/电-光转换电路的工作原理; 7.为什么在数字信号通信系统中要对被传的数据进行编码和解码?; 8.时钟提取电路的工作原理。 目的要求 1.了解数字信号光纤通信技术的基本原理 2.掌握数字信号光纤通信技术实验系统的检测及调试技术 实验原理 一、数字信号光纤通信的基本原理 数字信号光纤通信的基本原理如图8-2-1示(图中仅画出一个方向的信道)。工作的基本过程如下:语音信号经模/数转换成8位二进制数码送至信号发送电路,加上起始位(低电平)和终止位(高电平)后,在发时钟TxC的作用下以串行方式从数据发送电路输出。此时输出的数码称为数据码,其码元结构是随机的。为了克服这些随机数据码出现长0或长1码元时,使接收端数字信号的时钟信息下降给时钟提取带来的困难,在对数据码进行电/光转换之前还需按一定规则进行编码,使传送至接收端的数字信号中的长1或长0码元个数在规定数目内。由编码电路输出的信号称为线路码信号。线路码数字信号在接收端经过光/电转换后形成的数字电信号一方面送到解码电路进行解码,与此同时也被送至一个高Q值的RLC谐振选频电路进行时钟提取. RLC谐振选频电路的谐振频率设计在线路码的时钟频率处。由时钟提取电路输出的时钟信号作为收时钟RxC,其作用有两个:1.为解码电路对接收端的线路码进行解码时提供时钟信号;2.为数字信号接收电路对由解码电路输出的再生数据码进行码值判别时提供时钟信号。接收端收到的最终数字信号,经过数/模转换恢复成原来的语音信号。 图8-2-1 数字信号光纤通信系统的结构框图 在单极性不归零码的数字信号表示中,用高电平表示1码元,低电平表示0码元。码元持续时间(亦称码元宽度)与发时钟TxC的周期相同。为了增大通信系统的传输容量,就要求提高收、发时钟的频率。发时钟频率愈高码元宽度愈窄。 由于光纤信道的带宽有限,数字信号经过光纤信道传输到接收端后,其码元宽度要加宽。加宽程度由光纤信道的频率特性和传输距离决定。单模光纤频带宽,多模光纤频带窄。因为按光波导理论[1]分析:光纤是一种圆柱形介质波导,光在其中传播时实际上是一群满足麦克斯韦方程和纤芯—包层界面处边界条件的电磁波,每个这样的电磁波称为一个模式。光纤中允许存在的模式的数量与纤芯半径和数字孔径有关。纤芯半径和数字孔径愈大,光纤中参与光信号传输的模式也愈多,这种光纤称为多模光纤(芯径50或62.5μm)。多模光纤中每个模式沿光纤轴线方向的传播速度都不相同。因此,在光纤信道的输入端同时激励起多个模式时,每个模式携带的光功率到达光纤信道终点的时间也不一样,从而引起了数字信号码元的加宽。码元加

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

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。

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