光纖通信：光纖傳輸系統(tǒng)設計方案

　近年來信息化建設迅猛發(fā)展，人們對于數(shù)據(jù)、語音、圖像等多媒體通信的需求日益旺盛，這大大加快了光纖通信的發(fā)展。由于傳統(tǒng)以太網(wǎng)在傳輸距離和覆蓋范圍方面已不再滿足需要，同時光纖通信具有傳輸距離長、信息容量大、保密性好等優(yōu)點，因此光纖通信對于信息化建設具有重要意義。

1、光纖通信的原理

光纖通信技術從光通信中脫穎而出,已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一,在現(xiàn)代電信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。信息源把用戶信息轉(zhuǎn)換為原始電信號，這種信號稱為基帶信號。電發(fā)射機把基帶信號轉(zhuǎn)換為適合信道傳輸?shù)男盘?，這個轉(zhuǎn)換如果需要調(diào)制，則其輸出信號稱為已調(diào)信號，然后把這個已調(diào)信號輸入光發(fā)射機轉(zhuǎn)換為光信號，光載波經(jīng)過光纖線路傳輸?shù)浇邮斩?，再由光接收機把光信號轉(zhuǎn)換為電信號，電接收機的功能和電發(fā)射機的功能相反，它把接收的電信號轉(zhuǎn)換為基帶信號，最后由信息宿恢復用戶信息。

2、本系統(tǒng)的設計方案

本設計利用光發(fā)送模塊、光接收模塊以及光纖，設計并制作一套簡易光纖傳輸系統(tǒng)?？傮w方案如下圖所示。利用信號發(fā)生器產(chǎn)生待傳送的模擬信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路變?yōu)閿?shù)字電平，再通過光發(fā)送模塊與光接收模塊傳輸數(shù)據(jù)，并通過D/A轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)處理電路對其進行處理。處理后的結(jié)果可通過示波器與信號發(fā)生器的輸出波形對比觀察。為了實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換功能，D/A轉(zhuǎn)換功能與對信號處理的能力，特引入單片機控制模塊。
 

圖為 系統(tǒng)的設計方案

本設計的A/D轉(zhuǎn)換模塊采用的是ADC0809模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片，單片機采用的是AT89C51，光發(fā)送模塊采用的是HFBR-1414T,光接收模塊采用的是HFBR-2416T，D/A轉(zhuǎn)換模塊采用的是DAC0832數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換芯片。

(1)發(fā)送模塊

光發(fā)送器與接收器是現(xiàn)代光纖通信系統(tǒng)中的重要器件。本設計采用的光發(fā)送器是Agilent公司生產(chǎn)的HFBR-1414T型號的光電器件，它是一種集成光發(fā)送模塊，它內(nèi)部有AIGaAs制成的LED發(fā)光二極管，出射光波長為820μm，頻譜寬度為30μm，并有多種光纖接口，如 50/125μm、62.5/125μm和100/140μm。HFBR-1414T的發(fā)光效率高，能保證在小的驅(qū)動電流下工作。因此能耗低，穩(wěn)定性好。

(2)接收模塊

光接收器是HFBR-2416T型號，屬于Agilent公司生產(chǎn)的HFBR-0400系列中的一種低價、高性能的光接插件，廣泛應用于光纖模擬通信和數(shù)字通信等領域。HFBR-2416T的輸出為模擬電壓信號，可應用于模擬光通信系統(tǒng)和數(shù)字光通信系統(tǒng)。光接收電路在工作時，由HFBR- 2416T將光纖傳輸的光信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，電路自動增益控制限幅放大器和邏輯電平比較器作用是將HFBR-2416T輸出的電壓信號轉(zhuǎn)換成TTL或者 ECL數(shù)字電平。另外，DHFBR-2416T的Vcc與電源間還需要連接一個10Ω的限流電阻和0.1uF的旁路電容以去除電源噪聲。如果需要，還可加入一個更復雜的濾波電路。通常把HFBR-2416T組成的光接收器和HFBR-1414T組成的光發(fā)射器配套使用，以構(gòu)成完整的光通信收發(fā)系統(tǒng)。

結(jié)論：

此系統(tǒng)設計原理簡單，器件也不復雜，而且可擴展性很強，便于應用。它可實現(xiàn)多路信道共同傳輸?shù)臄U展。為提高輸出的信號的精度，進一步減少失真可選用位數(shù)較多的芯片，設計中所用的ADC0809的位數(shù)為8位?，F(xiàn)行的有12位、16位。位數(shù)越多，轉(zhuǎn)換后的結(jié)果越精確，示波器觀察的波形失真越小。對設計進行的擴展還可進一步的提升其傳輸質(zhì)量。只要在發(fā)送端放置光接收模塊HFBR-2416T，接收端加上光發(fā)送模塊HFBR-21414T并進行相應的軟件擴展，還可以實現(xiàn)雙向通信功能的擴展。