【摘要】随着科技的进步，计算机技术日新月异，同时光纤技术也在迅猛发展，人们对实现网络资源共享的要求日益增长，计算机技术已经和光纤技术紧密地联系在一起，因此实现基于光纤通信实验平台的计算机数据传输得以实现。本文在实验室条件下，设计电路，编写了程序，最后验证此传输系统的合理性。以下是小编精心整理的《计算机光纤通信论文(精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！
计算机光纤通信论文 篇1：
计算机仿真技术在光纤通信教学中的应用
基金项目:安徽省教育厅自然科学研究重点项目KJ2009A156,安徽省高校优秀青年人才基金2009SQRZ022ZD。
【摘要】随着计算机仿真技术的发展,光纤通信教学中原本复杂的数学推导和晦涩难懂的物理概念可以使用形象直观的形式表现出来,丰富了课堂信息量,充分调动了教师的积极性和学生的学习热情,同时也为学生的学习和发展提供了新的学习环境。本文就计算机仿真技术对光纤通信教学的影响作了说明,介绍了计算机仿真技术在《光纤通信》课程教学中的一些应用和效果。
【关键词】计算机仿真技术;光纤通信教学
随着计算机仿真技术的发展,光纤通信教学中原本复杂的数学推导和晦涩难懂的物理概念可以使用形象直观的形式表现出来,丰富了课堂信息量,充分调动了教师的积极性和学生的学习热情,同时也为学生的学习和发展提供了新的学习环境。
1 计算机仿真技术对教师的影响
教师是教学过程的主导。教什么,怎么教,是由教师决定的。教师在教学中必须明确所授课程在学科专业、课程体系中的地位和作用、所授课程的教学目标。一个好的大学教师,应该具备较高的专业素养和学术造诣,在教学过程中帮助学生去接受、组织和管理知识,并达到自由运用知识的境界。然而,当遇到复杂的数学推导和晦涩难懂的物理概念时,只通过传统的板书,学生无法接受教师所要教授的内容,更不用说去组织、管理并运用所学的知识了。
下面是一个探究性的教学课例。课例以例1开始,学习对称平板波导中场分布的特性。
对称平板波导如图所示,设n2=2.29, n1=1.97, d=0.1μm,分别用公式说明TE2、TE3两个模电场跨越零点的次数。
解答:由《现代通信光电子学》一书中p376面的图可知,最低的奇数TE模是TE2(m=2),图中的c点是TE3模。
偶数模式的解取做
Ey=Aexp[-p(|x|-d)-jβz]|x|≥d
Ey=Bcos(hx)exp(-jβz]|x|≤d
TE3的h参量应满足π 奇数模式的解取做 Ey=Aexp[-p(|x|-d)-jβz]|x|≥d Ey=-Aexp[-p(|x|+d)-jβz]|x|≤-d Ey=Bsin(hx)exp(-jβz]|x|≤d TE2的h参量应满足π/2 上述例题在黑板上不易推导,即使花费很大的功夫进行详细推导,大部分同学仍然很难理解。 下面,我们使用计算机仿真技术来共同学习和了解平板波导中场的分布特性。我们以‘现代通信光电子学’p374面的对称波导为例。由p376面的图可知,要维持单模hd≤π/2,其中d为光波导的中间层的厚度。假设输入光的波长是0.6328μm,d=0.1μm。由于h为待定常数,且hd≤π/2,我们可以取h=π/4×107,即hd=π/4。由p376面的15式可以求得p=h。 在上述参数设定的基础上,即可得到类似与P376面A点的处模式。 相应的程序如下: d=1e-7;%定义参数d h=0.25*pi*1e7; %定义参数h hd=0.25*pi; B=1; A=0.5*2^(0.5); p=h; lamda=0.6328*1e-6; %定义波长 beta=2*pi/lamda;%传输常数 [x,z]=meshgrid(linspace(-0.4e-6,0.4e-6,900),linspace(0,10*lamda,900));%建立空间网格坐标 %以下为电场强度的程序描述 if abs(x)<=0.5e-7; E=B*cos(h*x) else E=A*exp(-p*(abs(x)-d)); end Ey=E.*exp(-j*beta*z); mesh(x,z,Ey)%绘制三维图 在教学的过程中,我会详细解释程序中的每一条语句、特别是每一条语句对应的物理意义。争取做到全新的教学手段与传统教学手段有机结合,相得益彰,各自发挥其优势,使理工科的课堂教学得到事半功倍的效果。 2 计算机仿真技术对学生的影响 大学的教育要强调人的发展,一个好的大学是以它的学生质量和科研水平来评价的。一位好的大学老师应该有意识地培养学生的独立思考能力,使其具有清晰的头脑、丰富的想象力和洞察力。 在上一个例题中,我带领学生仿真A点所示模式场的分布图。向学生解释清楚仿真的思路与具体的编程技巧,这是教师的职责。当然,学生也有自己的任务,那就是自己回去把B、C两点处所示的模式场分布图做出来,并把三点的模式场加以分析比较。 计算机仿真手段的引入,学生的学习方式和手段、学习的平台等也随之发生了变化。带来的主要好处如下: (1)抽象的文字描述和数学表达转化为具体的视觉画面,丰富了学生的感知,增强了学生的理解力。 (2)学生可以专心听讲,不再忙于记笔记。教师可以提供教学课件的下载,便于自学和复习。 (3)学生的学习自主性和主动性提高了,学生可以在教师的指导下有目的地选择感兴趣的方向,凸显个性的发展。 3 计算机仿真技术在《光纤通信》课程中的应用 《光纤通信》课程涉及光学、通信、光电子技术等专业知识,对学生的基础知识要求较高。《光纤通信》课程一般都开设在大三下或大四上,学生面临考研和就业的压力,能够投入课程学习的精力和时间有限。计算机仿真技术的使用,使得我们有机会把学生急需的计算机技和《光纤通信》课程的学习联系在一起。例如,在啁啾脉冲传输的讲解上,我要求学生在我的指导下编程仿真啁啾脉冲在不同传输介质中的传输特性。再顺势介绍预啁啾技术、啁啾脉冲放大等技术,以提高学生的学习积极性。 例2 高斯脉冲经光纤传输后,仍保持为高斯脉冲,而脉宽则随z而变化。 T1T0=1+Cβ2zT202+ β2zT2021/2 其中,T1是输出脉冲的1/e强度半宽度。上式所描述的脉宽变化如图2所示。 由图2可知,啁啾高斯脉冲展宽因子T1/T0随传输距离(z/LD)的变化具有如下特性:(1)对于自由啁啾脉冲,无论β2符号如何,色散将导致脉冲展宽。(2)对于有啁啾脉冲,脉冲的展宽依赖于β2和C的相对符号。当β2C>0,高斯脉冲单调展宽,当β2C<0,脉冲有一个初始窄化阶段,而后迅速展宽。在距离Zmin=CLD/(1+C2)时,达到最小宽度 Tmin1=t0/(1+C)1/2,式中LD为色散长度。 为了更加深入了解脉冲展宽的机理,进行相应的仿真研究。输入信号是一个中心频率在1.55μm、脉冲峰值能量6.4mw、初始脉宽为100ps的高斯脉冲。光纤的长度为1.5LD、色散参数β2=-20*10-27 s2/m。利用MATLAB软件通过傅立叶分步积分法,进行仿真,其结果如下: 图3 无啁啾高斯光脉冲 图4 负啁啾高斯光脉冲 随传输距离演变 (C=-2)随传输距离演变 图5 正啁啾高斯光脉冲(C=2)随传输距离演变图 图3-5,分别显示了自由啁啾高斯光脉冲、负啁啾高斯光脉冲(C=-2)和正啁啾高斯光脉冲(C=2)在反常色散光纤中传输时,脉冲的演变。从图3-5可以看出,自由啁啾高斯光脉冲在负色散光纤中传输时,脉宽随传输距离成比例展宽。负啁啾光脉冲在负色散光纤中传输时,不但脉宽随传输距离展宽,而且脉冲自身发生了“分裂”。这是因为负啁啾光脉冲的载频并非常数,而是啁啾的,其载频可以分为不同的频率群,不同的频率群以不同的速度传播。从而引起展宽和自身的“分裂”。正啁啾光脉冲在负色散光纤中传输时,在传输初始阶段脉冲宽度变窄,而后迅速展宽。 4 小结 计算机仿真技术的发展,丰富了课堂信息量,充分调动了教师的积极性和学生的学习热情,同时也为学生的学习和发展提供了新的学习环境。本文就计算机仿真技术对光纤通信教学的影响作了说明,详细论述了计算机仿真技术对教师教学和学生学习产生的影响,举例介绍了计算机仿真技术在《光纤通信》课程教学中的一些应用和效果。 参考文献 [1] Govind P.AgrawalNonlinear Fiber Optics, Third Edition & Application of Nonlinear Fiber Opticspp263-266 [2] Gerd Keiser, “Optical Fiber Communications Third Edition” Electronics Industry Gerd Keiser 著,李玉权,崔敏,蒲涛等译 “光纤通信,第三版”,电子工业出版社,2002 作者：廖同庆 戴 鹏 武理静 基于光纤通信实验平台的计算机数据传输实现 【摘要】 随着科技的进步，计算机技术日新月异，同时光纤技术也在迅猛发展，人们对实现网络资源共享的要求日益增长，计算机技术已经和光纤技术紧密地联系在一起，因此实现基于光纤通信实验平台的计算机数据传输得以实现。本文在实验室条件下，设计电路，编写了程序，最后验证此传输系统的合理性。 【关键词】 光纤通信技术 计算机通信技术 接口技术 一、光纤通讯技术 所谓光纤通信，就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信之目的。要使光波成为携带信息的载体，必须对之进行调制，在接收端再把信息从光波中检测出来。数字光纤通信系统基本上由光发送机、光纤与光接收机组成。发送端的电端机把信息（如话音）进行模/数转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件（LED），则LED 就会发出携带信息的光波。即当数字信号为“1”时，光源器件发送一个“传号”光脉冲；当数字信号为“0”时，光源器件发送一个“空号”（不发光）。光波经光纤传输后到达接收端。在接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数/模转换，恢复成原来的信息。就这样完成了一次通信的全过程。 二、传输系统设计 1、整体设计 本系统主要由三部分组成：光发射机、传输光纤和光接收机。其电/光和光/电变换的基本方式是直接强度调制和直接检波。实现过程如下：输入电信号是数字信号（计算机串口数据）；调制器将输入的电信号转换成适合驱动光源器件的电流信号并用来驱动光源器件，对光源器件进行直接强度调制，完成电/光变换的功能；光源输出的光信号直接耦合到传输光纤中，经一定长度的光纤传输后送达接收端；在接收端，光电检测器对输入的光信号进行直接检波，将光信号转换成相应的电信号，再经过放大恢复等处理过程，以弥补线路传输过程中带来的信号损伤（如损耗、波形畸变），最后输出和原始输入信号相一致的电信号，从而完成整个传送过程。 2、硬件电路设计 光调制和驱动电路是光发射机最核心的部件。电信号进入光发射机之后，调制电路对其进行直接光强度调制，使LD发射的光带上电信号的信息。驱动电路的作用就是激发LD，使其正常发光。 均衡电路设计，均衡的目的是对经光纤传输、光/电转换和放大后已产生畸变（失真）的电信号进行补偿，使输出信号的波形适合于判决。均衡电路主要由全通时延补偿电路和低通时延补偿电路组成。 3、软件设计 在本设计中，需要实现的是数据通信。数据存在的形式有很多，最直观的就是字符串和文本或文件。因此，为了增强软件功能，增加了发送文件的功能选项。 因为文件都是保存在电脑硬盘或者外接存储工具中的，所以需要打开相应的存储设备，选择路径，进而选中需要发送的文件。这里，需要一个CommonDialog控件。CommonDialog控件能够提供一组标准的操作对话框，进行诸如打开和保存文件，设置打印选项，以及选择颜色和字体等操作。 在应用程序中要使用 CommonDialog 控件，可将其添加到窗体中并设置其属性。控件所显示的对话框由控件的方法确定。在运行时，当相应的方法被调用时，将显示一个对话框或是执行帮助引擎；在设计时，CommonDialog 控件是以图标的形式显示在窗体中。该图标的大小不能改变。 发送文件之前需要选择，主程序如下： CommonDialog1.Flags = cdlCFBoth CommonDialog1.ShowOpen TxtSendPath.Text = CommonDialog1.FileName Open TxtSendPath.Text For Input As 1 FileData = StrConv（InputB$（LOF（1）， 1）， vbUnicode） Close 1 接着就可以发送文件了，对于文本文件的发送，其基本思想就是将文本文件逐一读出，再进行发送，同时进行发送字符/数据的计数。要注意的是，读完文件后，一定要关闭文件。 If ChkHexReceive.Value = 1 Then MSComm.InputMode = comInputModeBinary Else MSComm.InputMode = comInputModeText End If MSComm.Output = Trim（FileData） ModeSend = True 三、结论 光纤通信系统最重要的部分是光发射机、信道和光接受机三个模块。串口通信的关键是电路和通信协议。在实验室条件下，虽然串口的通信速度不高，但是用作实验研究计算机之间的光纤通信的工具已经足够。因此，本文中设计的方案选定串口作为通信口，设计了光线通信系统的部分重要电路，并着重编写了数据通信程序，最终完成了设计目标，实现了计算机数据的传输。 作者：范福杰 光纤通信的应用及其关键技术研究 【摘要】光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式，它作为现代重要的通信技术已在很多领域得到广泛应用，本文首先对光纤通信技术及其系统组成进行了介绍，然后对光纤通信中的关键技术和应用领域作了阐述与分析。 【关键词】光纤通信波分复用接入网 一、引言 在上世纪90年代之后，IT业的迅速发展和人们生活方式的转变使得对信息的需求量骤然增大，通信业也随之得到了快速发展，诸如视频会议、视频通信、传感器和科技数据的传输等各种通信业务的出现要求有与之相适应的通信速率和通信网络带宽，光纤通信的出现可以很好的满足这些需求。光纤通信作为一种现代重要的通信技术之一，已经在很多领域得到了广泛应用，为社会带来了很大的经济效益。 二、光纤通信简介 光纤通信就是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。光纤主要由内芯和包层构成，多根光纤聚合形成光缆来作为光纤通信系统的传输介质。光纤通信系统区别于其他通信系统的主要特点在于，它们的载波频率是不同的：微波载波频率一般在1GHz-10GHz之间，光波的载波频率可以高达100THz。 光纤通信系统主要包括三大部分：发送端、接收端和中继，其组成结构如图1所示。 在发送端把要发送的语音、图像等信息转换为电信号，电端机是指常规的电子通信设备，可以产生电的数字信号，即数字基带信号，由光发送机实现电/光转换，即把电端机产生的电信号调制到光源发出的光波上，将信号耦合后使光强度随电信号的频率而变化，然后送至光缆上进行传输，其中光发送机包括驱动器、调制器和光源；接收端由光接收机（包括光放大器和光检测器）中的光检测器将从光缆接收到的光信号转换为电信号，之后由光放大器进行放大，送至电端机，从而还原出原始的数据信息；中继器主要是负责补偿传输过程中衰减的信号，以及调整失真脉冲，主要包括光源、光检测器与判决再生电路三部分。 三、光纤通信的关键技术及应用领域 3.1光纤通信的复用技术 （1）波分复用技术（WDM）：WDM技术能够充分利用光纤巨大的带宽，使光纤的传输容量得到很大的拓展；WDM使用相互独立的波长，可以将不同波长的多达几百个信号在同一根光纤上进行同时传送；WDM还可以利用单根光纤进行双向传输，从而降低了成本，是一种应用领域广泛的光纤复用技术。（2）时分复用技术（TDM）：TDM把传输时间分成多个周期性的时隙，通过将多种相互独立的信号分配到分立的时隙上，以实现在一条公共的物理信道上进行多个信号的传输，从而更有效的利用光纤的频谱资源，TDM技术更适合于传输数字信号。（3）空分复用技术：这是一种最简单的复用技术，就是由多根光纤聚集形成一条光缆，一路信号在光缆中的一根光纤上传送。采用空分复用要求光纤的直径足够小，其实现简单但是成本较高。 3.2光纤接入技术 光纤接入技术是将高速数据、高保真音乐以及视频等大众需求的高速信息流入到千家万户的宽带网络接入技术。光纤接入网可以分为有源光网络和无源光网络，其中有源光网络是指系统ATM、SDH及以太网等技术，而无源光网络是指系统中不含有任意的有源器件。根据光纤不同的到达位置，光纤接入网可分为光纤到交换箱（FTTCab）、光纤到路边（FTTC）、光纤到大楼（FTTB）和光纤到户（FTTH）四种服务形式。 3.3光纤通信技术的应用 由于光纤通信拥有高频带、低成本、低重量、低损耗、很高的保真度、强抗干扰能力以及可靠的工作性能等优势，在很多领域都有广泛的应用。目前，大容量光纤通信技术已经应用到电力通信行业、广播电视行业、计算机网、物联网以及军事装备等各行各业。 四、结束语 光纤通信作为一种现代重要的通信技术已经在很多领域得到了广泛应用，本文首先对光纤通信技术及其系统组成进行了介绍，然后分析阐述了光纤通信中的关键技术和应用领域。光接入网络通信技术、采用新生光纤以及超高速的光纤系统将是光纤通信的发展方向，光纤通信技术的不断飞跃必会推动未来通信业及社会经济的极大发展。 作者：施歌 【计算机光纤通信论文】相关文章： 计算机通信网光纤通信论文04-15 光纤计算机通信论文04-18 计算机通信网与数据通信论文04-28 通信计算机信息论文04-18 计算机通信论文题目05-02 计算机通信论文范文05-13 通信计算机信息论文提纲11-15 计算机通信技术论文04-17 通信计算机技术论文04-17 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