电缆与光纤通信论文提纲

论文题目：低功耗智能光纤传能系统的设计及实现

摘要：以电力电缆方式传输能量是现在绝大部分场合的远程传能方案,但在例如高压电线、煤矿和军火库等需要电磁隔离或者易燃易爆的特殊场合,使用电缆线一旦出现电火花将会造成不可估量的损失。另外,电缆的铺设不便和金属资源的昂贵成本也让电力电缆传能方案的发展受到制约。而随着光纤通信技术的日益发展和成熟,使用光纤作为媒介来传输能量逐渐为人们所注意,并且日渐显露其优势。在光纤传能系统中源端的激光器输出光能,经传能光纤传输后,至远端进行光电转换,并为各用电器件供电。本文首先简单介绍了光纤传能系统的研究背景及国内外研究现状,然后从组成系统的三个关键器件的理论基础着手阐述了系统的工作原理,并基于理论基础设计了从输电到供电以及配电的一整套的远端供电解决方案,对系统中的每个模块都进行了相应的选型及测试,最终搭建了一套低功耗的光纤传能系统原理样机,能够完成从源端基站到远程终端的长距离全光纤能量传输和低损耗低延迟的光纤通信,且在中心源端可以利用基于FPGA的智能显示控制系统,实时地监控光纤连路情况,控制激光器输出,并能够显示远程终端上各种低功耗传感器监测到的数据。系统中激光器的输出为2W,经过3.5dB/km的多模光纤以及光伏电池后能得到约500mW的功率,足够实现远端照明或传感网络的多级组网。

关键词：光纤传能;低功耗;FPGA

学科专业：光通信系统研究（专业学位）

摘要

abstract

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 课题研究背景及意义

1.3 光纤传能系统国内外研究现状

1.4 本论文主要工作及结构编排

第二章 光纤传能系统关键器件的理论基础

2.1 激光器工作原理

2.2 光纤传输特性

2.2.1 光纤的概述

2.2.2 光纤传输特性和光学特性

2.3 光伏电池原理及转换效率

2.3.1 光伏电池的结构与工作原理

2.3.2 光伏电池输出特性

2.3.3 光伏充电系统效率分析

2.3.4 GaAs光伏电池

2.4 本章小结

第三章 光纤传能系统的设计及实现

3.1 设计思路及系统框图

3.2 模块设计及器件选型

3.2.1 激光光源模块

3.2.2 光纤传输链路

3.2.3 光电转换模块

3.2.4 电源管理模块

3.2.5 光纤通信子系统

3.3 系统搭建及测试

3.4 本章小结

第四章 基于FPGA的源端智能显示控制系统设计

4.1 FPGA简介

4.1.1 FPGA概述及优势

4.1.2 FPGA设计流程及开发环境

4.2 基于FPGA的智能显示控制系统设计

4.2.1 系统设计思路及FPGA芯片选型

4.2.2 各模块设计原理分析

4.3 传感器与微处理器间的通讯

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢