通信系统中信号衰减对传输质量影响的研究 毕业论文(2)

题目 通信系统中信号衰减对传输质量影响的研究

摘要

随着现代通信的发展，光纤技术的发展异常的迅速，目前光纤通信已成为信息高速公路的传输平台。光纤的许多特性与线路工程设计密切相关，其中损耗是系统设计特别需要考虑的特性，而对光纤特性的测量可为设计光纤系统时提供所需要的数据，也可为光纤的铺设与修复提供帮助。因此，为了更好的利用光纤，我们有必要对光纤的衰减特性及其测量进行深入、全面的学习。本文借助OptiSystem软件设计搭建单信道光纤传输系统，对不同器件的参数和光衰减器的衰减值进行仿真，通过仿真结果对比不同的类型信号衰减，然后以最大Q因子为指标参数，利用固定变量的方法，系统研究了频率、功率、衰减系数、光纤长度、不同类型光纤、光纤连接器数目和单个光纤连接器的衰减值等参数的变化对单信道光纤通信系统信号衰减的影响。

关键词 光纤 信号衰减 OptiSystem 最大Q因子

I

Title The research on the effect of attenuation of signals for the transmission quality in communication system

Abstract

With the development of modern communication, the rapid development of optical fiber technology of anomaly,at present, optical fiber communication has become the transmission platform of information highway.Many engineering design characteristics and line are closely related to the loss of optical fiber, which is characteristic of the system design of special considerations,While measuring the fiber characteristics to design optical fiber system can provide the required data, but also for the fiber laying and repair help.Therefore, in order to make better use of optical fiber，it is necessary for us to conduct in-depth, comprehensive study on the characteristics and measurement of optical fiber attenuation,.OptiSystem software design of single channel optical fiber transmission system with the aid of this article, the simulation of different device parameters and the value of attenuation of optical attenuator,by comparing the simulation results of different types of signal attenuation difference.This paper mainly introduces the Q factor is used to the parameters and we chose the method of fixed variables.Study on the influence of frequency, power, attenuation coefficient, fiber length, fiber, different types of optical fiber connector, the number of single fiber optic connector attenuation value and other parameters of the signal attenuation system.

Keywords Optical fiber Signal attenuation OptiSystem The maximum Q factor

II

目录

1 绪论 ............................................................ 1

1.1研究背景 ................................................... 1 1.2研究意义 ................................................... 2 1.3本论文的组织结构 ........................................... 3 2 光纤通信概述 .................................................... 4

2.1光纤通信技术的发展和现状 ................................... 4 2.2光纤通信系统和技术 ......................................... 6

2.2.1光纤通信系统的组成 ................................... 6 2.2.2光纤通信系统的分类 ................................... 8 2.2.3光纤通信技术技术功能构成 ............................. 9 2.2.4光纤通信技术的特点 ............................. 9

3光纤中信号衰减的原理 ............................................ 11

3.1光纤中信号衰减特性计算 .................................... 11 3.2光纤中信号衰减的类型和原因 ................................ 12

3.2.1光纤中信号衰减的类型 ................................ 12 3.2.2光纤中信号衰减的原因 ................................ 13

4光衰减器 ........................................................ 15

4.1光衰减器简介 .............................................. 15 4.2光衰减器的特性和原理 ...................................... 16

4.2.1光纤衰减的制作原理 .................................. 16 4.2.2光纤衰减的特性 ...................................... 19 4.2.3光衰减器的分类 ...................................... 20 4.2.4光衰减器的应用 ...................................... 20

5使用OptiSystem 软件仿真不同光衰减器的衰减值研究 ................ 21

5.1 OptiSystem 简介 ......................................................................................... 21 5.2 基于OptiSystem的单信道光纤传输系统的仿真 .................................... 22

5.2.1 OptiSystem单信道光纤传输系统的搭建 ....................................... 23

III

5.2.2 不同CW lazer（连续波激光器）参数对传输质量影响的仿真 .. 23 5.2.3 不同光纤参数对传输质量影响的仿真 .......................................... 26 5.2.4不同光衰减器衰减系数对传输质量影响的仿真 ........................... 29 5.2.5 三段光纤级联的仿真 ...................................................................... 30

6结论 ......................................................................................................................... 34 7下一步工作及展望 ................................................................................................. 35 致谢 ............................................................................................................................ 36 参考文献 .................................................................................................................... 37

IV

北京邮电大学世纪学院毕业设计（论文）

1 绪论

1.1研究背景

光纤通信（Fiber-optic communication）,是指一种利用光与光纤（optical fiber）传递信息的一种方式，属于有线通信的一种[1-2]。光纤由内芯和包层组成，内芯一般为几十微米或几微米；外面层称为包层，包层的作用就是保护光纤。实际上光纤通信系统使用的不是单根的光纤，而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。光纤传输系统主要由三部分组成：光源(光发送机) 、传输介质和检测器(光接收机)。光源和检测器的工作由光端机完成，光端机的作用主要就是实现电—光、光—电的转换。光纤作为传输介质，是光纤传输系统中的重要因素。光纤传输具有频带宽、重量轻、抗干扰能力强、工作性能可靠、成本低的特点。但是光纤中存在损耗、衰减和色散，会严重影响信号的传输质量。光纤通信的信号衰减程度在通信传输过程中具有重要地位，一方面，它可以作为衡量通信质量的指标，另一方面它也直接影响着缆线布置中的中继距离、系统的扩容升级等特性。通信过程中的信号衰减是由多方面原因产生的，比如、缆线的制造缺失、使用过程中的散射、弯曲、吸收等[3]。

光纤的主要作用是引导光在光纤内沿直线或弯曲的途径传播。为了实现长距离的光纤通信，必须减小光纤的衰减。C·K·Kao早就指出降低玻璃内的过渡金属杂质离子是降低光纤衰减的主要因素。另一方面，玻璃内的OH离子对衰减也有严重的影响。到了1976年，人们设法降低OH含量后发现低衰减的长波长窗口有：1.31μm、1.55μm。1980年，光纤衰减已降低到0.2dB/km(1.55μm)，接近理论值。这样，使得进行长距离的光纤通信成为可能。与此同时，为促进光纤通信系统的实用化，人们又及时地开发出适用于长波长的光源、激光器、发光管、光检测器。应运而生的光纤成缆。光无源器件和性能测试及工程应用仪表等技术日臻成熟。这都为光纤光缆作为新的通信传输媒介奠定了良好的基础[4]。

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