基于光纖通信實驗平臺的計算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)

范福杰

【摘要】 隨著科技的進(jìn)步，計算機(jī)技術(shù)日新月異，同時光纖技術(shù)也在迅猛發(fā)展，人們對實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享的要求日益增長，計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)和光纖技術(shù)緊密地聯(lián)系在一起，因此實現(xiàn)基于光纖通信實驗平臺的計算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸?shù)靡詫崿F(xiàn)。本文在實驗室條件下，設(shè)計電路，編寫了程序，最后驗證此傳輸系統(tǒng)的合理性。

【關(guān)鍵詞】 光纖通信技術(shù) 計算機(jī)通信技術(shù) 接口技術(shù)

一、光纖通訊技術(shù)

所謂光纖通信，就是利用光纖來傳輸攜帶信息的光波以達(dá)到通信之目的。要使光波成為攜帶信息的載體，必須對之進(jìn)行調(diào)制，在接收端再把信息從光波中檢測出來。數(shù)字光纖通信系統(tǒng)基本上由光發(fā)送機(jī)、光纖與光接收機(jī)組成。發(fā)送端的電端機(jī)把信息（如話音）進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，用轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號去調(diào)制發(fā)送機(jī)中的光源器件（LED），則LED 就會發(fā)出攜帶信息的光波。即當(dāng)數(shù)字信號為“1”時，光源器件發(fā)送一個“傳號”光脈沖；當(dāng)數(shù)字信號為“0”時，光源器件發(fā)送一個“空號”（不發(fā)光）。光波經(jīng)光纖傳輸后到達(dá)接收端。在接收端，光接收機(jī)把數(shù)字信號從光波中檢測出來送給電端機(jī)，而電端機(jī)再進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，恢復(fù)成原來的信息。就這樣完成了一次通信的全過程。

二、傳輸系統(tǒng)設(shè)計

1、整體設(shè)計

本系統(tǒng)主要由三部分組成：光發(fā)射機(jī)、傳輸光纖和光接收機(jī)。其電/光和光/電變換的基本方式是直接強(qiáng)度調(diào)制和直接檢波。實現(xiàn)過程如下：輸入電信號是數(shù)字信號（計算機(jī)串口數(shù)據(jù)）；調(diào)制器將輸入的電信號轉(zhuǎn)換成適合驅(qū)動光源器件的電流信號并用來驅(qū)動光源器件，對光源器件進(jìn)行直接強(qiáng)度調(diào)制，完成電/光變換的功能；光源輸出的光信號直接耦合到傳輸光纖中，經(jīng)一定長度的光纖傳輸后送達(dá)接收端；在接收端，光電檢測器對輸入的光信號進(jìn)行直接檢波，將光信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，再經(jīng)過放大恢復(fù)等處理過程，以彌補(bǔ)線路傳輸過程中帶來的信號損傷（如損耗、波形畸變），最后輸出和原始輸入信號相一致的電信號，從而完成整個傳送過程。

2、硬件電路設(shè)計

光調(diào)制和驅(qū)動電路是光發(fā)射機(jī)最核心的部件。電信號進(jìn)入光發(fā)射機(jī)之后，調(diào)制電路對其進(jìn)行直接光強(qiáng)度調(diào)制，使LD發(fā)射的光帶上電信號的信息。驅(qū)動電路的作用就是激發(fā)LD，使其正常發(fā)光。

均衡電路設(shè)計，均衡的目的是對經(jīng)光纖傳輸、光/電轉(zhuǎn)換和放大后已產(chǎn)生畸變（失真）的電信號進(jìn)行補(bǔ)償，使輸出信號的波形適合于判決。均衡電路主要由全通時延補(bǔ)償電路和低通時延補(bǔ)償電路組成。

3、軟件設(shè)計

在本設(shè)計中，需要實現(xiàn)的是數(shù)據(jù)通信。數(shù)據(jù)存在的形式有很多，最直觀的就是字符串和文本或文件。因此，為了增強(qiáng)軟件功能，增加了發(fā)送文件的功能選項。

因為文件都是保存在電腦硬盤或者外接存儲工具中的，所以需要打開相應(yīng)的存儲設(shè)備，選擇路徑，進(jìn)而選中需要發(fā)送的文件。這里，需要一個CommonDialog控件。CommonDialog控件能夠提供一組標(biāo)準(zhǔn)的操作對話框，進(jìn)行諸如打開和保存文件，設(shè)置打印選項，以及選擇顏色和字體等操作。

在應(yīng)用程序中要使用 CommonDialog 控件，可將其添加到窗體中并設(shè)置其屬性。控件所顯示的對話框由控件的方法確定。在運(yùn)行時，當(dāng)相應(yīng)的方法被調(diào)用時，將顯示一個對話框或是執(zhí)行幫助引擎；在設(shè)計時，CommonDialog 控件是以圖標(biāo)的形式顯示在窗體中。該圖標(biāo)的大小不能改變。

發(fā)送文件之前需要選擇，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

接著就可以發(fā)送文件了，對于文本文件的發(fā)送，其基本思想就是將文本文件逐一讀出，再進(jìn)行發(fā)送，同時進(jìn)行發(fā)送字符/數(shù)據(jù)的計數(shù)。要注意的是，讀完文件后，一定要關(guān)閉文件。

If ChkHexReceive.Value = 1 Then

MSComm.InputMode = comInputModeBinary

Else

MSComm.InputMode = comInputModeText

End If

MSComm.Output = Trim（FileData）

ModeSend = True

三、結(jié)論

光纖通信系統(tǒng)最重要的部分是光發(fā)射機(jī)、信道和光接受機(jī)三個模塊。串口通信的關(guān)鍵是電路和通信協(xié)議。在實驗室條件下，雖然串口的通信速度不高，但是用作實驗研究計算機(jī)之間的光纖通信的工具已經(jīng)足夠。因此，本文中設(shè)計的方案選定串口作為通信口，設(shè)計了光線通信系統(tǒng)的部分重要電路，并著重編寫了數(shù)據(jù)通信程序，最終完成了設(shè)計目標(biāo)，實現(xiàn)了計算機(jī)數(shù)據(jù)的傳輸。