无线光通信系统课程设计--简易无线光通信系统设计毕业论文

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1、光电子课程设计(第一版)设计题目：简易无线光通信系统设计光电子课程设计(第一版)设计题目：简易无线光通信系统设计光电子课程设计(第一版)设计题目：简易无线光通信系统设计光电子课程设计(第一版)设计题目：简易无线光通信系统设计光电子课程设计(第一版)设计题目：简易无线光通信系统设计光电子课程设计(第一版)设计题目：简易无线光通信系统设计主要内容1简易无线光通信发射部分设计2简易无线光通信接收部分设计3LABVIEW解调第1章无线光通信介绍1.1无线光通信的概述激光通信是当今社会信息传播的最重要、最常规的手段。按

2、照传输介质的不同，激光通信可分为光纤通信、自由空间光通信和水下通信。自由空间光通信(FreeSpaceOpticsComunication，简称FSO)，也称为无线激光通信，是一种通过激光在大气信道中实现点对点、点对多点或多点对多点间语音、数据、图像信息的双向通信技术。广义的自由空间光通信系统包括星际间的通信和大气间的通信，狭义的自由空间光通信系统就是指大气间的无线传输。现代的通信网主要由传输网、交换网和接入网三大部分组成。在上个世纪末的光纤网络建设热潮中，业者把重点放在骨干网络上，目前，我国许多城市己基本实

3、现光纤到路边(FTTC)，光纤到小区(FTTZ)，而接入网由于建设技术复杂、实施难度大及耗资庞大而成为通信网建设中的“瓶颈”(即“最后一公里”问题)，发展较为缓慢。当前有很多接入技术可供用户选择，如光纤，本地多点分配业务(LMDS)、数字用户线(DSL)、射频技术以及空间光通信(FSO)等。其中光纤传输无疑是最可靠的通信方式，但光纤铺设的周期长，费用高以及在某些地方不易铺设，这些都限制了光纤的普及;LMDS比FSO的传输距离远，但这种接入方式需要高额的初始投资;铜缆的带宽太低，难以满足人们对带宽日益增长的需求

4、。相比较而言，FSO技术既能提供类似光纤传输的速率，又无需在频谱等稀有资源方面有很大的初始投资;另外，激光技术的进步已经使耐用可靠的器件变得很便宜，大大降低了FSO设备的造价。因此，在目前许多企业和机构都不具备光纤线路，但又需要较高速率的情况下不失为一种解决“最后一公里”瓶颈问题的有效途径之一。1.1FSO系统组成及工作原理最初的无线光通信系统与无线电系统的结构大致相同，其原理如图1所示。待传送的信号经过编码器编码后，加载到调制器的激励器上，调制器的激励电流就随着信号的变化规律变化，激光器的输出信号经过调制器

5、调制之后，相关的参数（强度、相位、振幅和偏振）就会按照相应的规律变化。最后经过光学天线变换为发散角很小的已调光束向空间发射出去。接收端接收到已调光束之后，首先经过光检测器转换成射频电流，然后馈入射频检波器，最后由解码器解调出原来的信号。其中光学天线就是望远镜。激光器调制器发射机光学天线接收机光学天线调制器激励器编码器光学接收机无线电接收机解码器信息信号已还原信息信号图1无线激光通信原理图后来为了提高FSO通信的有效性和可靠性，在FSO系统中通常还包括ATP（Acquisition、TrackingandPoi

6、nting）功能的光学系统，用来实现链路的捕获、追踪和瞄准。FSO的实物图见图2。[1]图2FSO实物（单收单发型）1.1FSO发射部分的原理光学发射端机的设计取决于要求的传输距离，传输速率以及FSO系统的具体应用场合。一旦FSO系统的应用场合确定了，光学发射端机中的几个重要的参数选择随之确定，这些参数包括:光源的工作波长、系统有无跟踪系统、发射及接收机的个数以及光电探测器直接耦合还是光纤耦合。1.1光源1.工作波长无线光通信波长选择有两个条件：一是对眼睛没有伤害；二是处在大气低损耗窗口。我们将透过率较高的波

7、段称为"大气窗口"，如图3所示，红外波段的大气窗口有780nm~850nm及1520nm~1600nm。780nm和850nm的器件由于成本较低，在过去受到很多公司的青睐。波段在152Onm~1600nm的光载波更适合FSO系统，这个波长可以利用EDFA技术，这对大功率(>500mW)和高速(>2.SGbit/s)的FSO系统而言非常重要。同时由于人眼对不同波长的光的敏感程度不同，在人眼安全范围内，1520nm~1600nm波段的光源所允许的发射功率是780nm~850nm波段光源的50~65倍。图3光波在大

8、气中的衰减2.光源的选择从市场需求程度来说，只有调制速率能够达到20Mbit/s此到2.5Gbit/s的激光器才符合要求。另外，光源的调制方式及调制之后的光功率也是我们选择光源时需要考虑的重要问题。因此，FSO系统的光源必须满足下面的条件：l)能够提供足够大的功率2)调制速率高3)功耗低4)工作的温度范围较大因此，对于短波长的FSO系统，通常采用垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为光源，对于长波长的