光信息专业毕业论文开题报告基于光纤的简单数据传输系统的设计.docVIP

毕业设计(论文)开题报告 题目：基于光纤的简单数据传输系统的设计 课 题 类 别： 设计√ 论文　□ 学 生 姓 名：陈翔 学 号：201120110228 班 级：光信1102 专业（全称）：光信息科学与技术 指 导 教 师：李亚捷 唐清善 2015年 1 月 本课题设计（研究）的目的： 运用光纤通信技术和FPGA技术相结合的方式，设计一个基于光纤的简易数据传输系统。 首先要用FPGA以及硬件编程语言来编写发送和接收程序模块，然后对发送和接收模块进行仿真，不断调试所编写的程序，使发送模块能够自发产生一组规律数据，并且在能够在接收程序模块中准确地接收。在仿真正确后，下载程序至硬件电路板中，用光纤实现数据的发送和接收。完成硬件的调试之后需要在CHIPSCPE中观测接收数据，进行判断，数据是否接收正确。 设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）： 一、光纤通信技术简介 光通信技术是近几十年来从电通信技术发展而来的，是成熟的电通信技术与先进的光子技术的结合。光纤通信技术的本质是利用光作为信息传输的主要载体，通过光在线缆中传输，实现数据信息的快速传输。从目前光纤通信技术的应用来看，与电通信相比较光纤通信技术的优点主要表现在以下几个方面：1、光纤通信的频带宽度大，通信容量较大。2、光纤通信的信号衰减较小，中继距离得到了延长且误码率很小。3、重量轻、体积小。4、光纤通信具有较强的抗干扰能力。4、光纤通信在信息传输安全性上比其他传输方式要高。5、节约金属材料，有利于资源合理使用等很多优点[1,2]。因此，其技术已经广泛的应用到军事行业、计算机行业、广播电视行业、电力行业等各个领域中[3]。可以说比电通信有着更加广阔的发展空间，同时也意味着光纤通信技术水平的高低已经可以衡量国家的科技进步水平。 二、光纤通信的发展历史和现状 1880年，贝尔发明的“光电话”证明了利用光波作载波传递信息的可能性标志着光通信的起步。自高昆(C.K.Kao)和霍克哈姆(G.A.Hockham)于1966年提出玻璃纤维可传输光信号,并明确指出通讯光纤的要求是每公里衰减小于20分贝之后,通信领域开启了光纤通信技术时代。现如今光纤通信从研究到应用，发展非常迅速：技术上不断更新换代， 通信能力(传输速率和中继距离)不断提高，应用范围不断扩大。光纤通信的发展可以粗略地分为三个阶段： 第一阶段(1966~1976年)，这是从基础研究到商业应用的开发时期。在这个时期，实现了短波长(0.85 μm)低速率(45或34 Mb/s)多模光纤通信系统，无中继传输距离约10 km。 第二阶段(1976~1986年)，这是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期。在这个时期， 光纤从多模发展到单模，工作波长从短波长(0.85 μm) 发展到长波长(1.31 μm和1.55 μm)， 实现了工作波长为1.31 μm、传输速率为140~565Mb/s 的单模光纤通信系统，无中继传输距离为100~50 km。 第三阶段(1986~1996年)，这是以超大容量超长距离为目标、全面深入开展新技术研究的时期。在这个时期，实现了1.55 μm色散移位单模光纤通信系统。采用外调制技术，传输速率可达2.5~10 Gb/s，无中继传输距离可达150~100 km。实验室可以达到更高水平。 第四阶段(1996～)：这个时期是以密集波分复用(DWDM: Dense Wavelength Division Multiple xing)技术为主要研究对象，追求的目标是超大容量超高速率超长距离[4]。  目前，以长波长光源和单模光纤为标志的第二代光纤通信技术已经成熟，全光化和光集成化光纤通信技术正在研究之中[5]。 四、光纤通信技术 在2003 年 3 月 23-28 号举行的国际光纤通信学术会议(OFC’2003)上,各国报道的必威体育精装版研究和实验进展表明大容量、长距离、波分复用、光纤技术、光放大等几个方面是目前光通信技术的热点[6]。 1.光复用技术 现在光纤通信技术中常用的复用方式有：时分复用（TDM）、波分复用（WDM）、频分复用（FDM）、空分复用（SDM）、和码分复用（CDM）[7]。光复用方式有很多,但只有WDM和DWDM复用方式已进入大规模商用阶段[8]。 波分复用 ( WDM, Wavelength Division Multiplexing) 技术可以充分利用单模光纤低损耗区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将光纤的低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1 根光纤进行传输。在接收端, 再用 1 个波分复