基于MAX9259/MAX9260的CameraLink图像数据光纤传输技术

为了提高光电经纬仪上图像传输系统的性能,建立了光纤传输系统,本文针对传统Camera Link光纤传输系统方案中FPGA开发繁琐的问题,结合Camera Link接口协议和串行/解串行技术,设计了一种新的base型Camera Link的光纤传输系统,该系统采用Ser Des芯片组MAX9259/MAX9260代替编解码芯片,实现数据在Cameralink并行接口与光电转换模块串行接口之间的相互转化,并通过两种实验方案验证了系统的可行性。该方案省去传统方案中时分复用及异步FIFO缓存,降低了光纤传输系统的开发难度,并缩短了研发周期。实验结果表明:系统传输速率达到2. 5 Gb/s,具有传输稳定可靠,传输图像质量好,带宽高,抗电磁干扰能力强等特点,可满足多种像素时钟相机的需求。     

高清视频VGA模拟差分信号的远距离传输系统设计

为利用低成本UTP双绞线实现高清VGA模拟视频信号的远距离传输,完成了VGA模拟差分信号的远距离传输系统的设计及实现。在发送端,通过差分驱动芯片AD8147对信号进行驱动;在接收端,采用差分接收和均衡器AD8123芯片对信号进行均衡和补偿,恢复原始视频信号。实验证明,该系统可以在CAT-5e类UTP双绞线上实现最大距离300m、720P分辨率的高清VGA模拟视频信号的远距离传输,传输后的视频图像清晰、色彩饱满。     

基于Optisystem的单模光纤WDM系统性能仿真

利用Optisystem实现了单模光纤波分复用(WDM)通信系统。在发送端,产生了四路复用的WDM信号,信道采用单模光纤及光放大器,接收端采用光电二极管。利用光谱显示模块显示了关键节点的光谱,利用眼图模块显示了接收端恢复的电信号的眼图。实验表明,建立的单模光纤通信系统具有良好的可靠性,Optisystem非常适合光纤通信系统课程实验。     

一种新型基于并行光传输的HDMI线缆的研制

 介绍了一款基于并行光纤通信技术的高清视频信号(high-definition multimedia interface, HDMI）传输线缆的研制技术方案。这种新型HDMI线缆采用垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser, VCSEL）阵列作为发射端,光电探测器（photodiode, PD）阵列作为接收端,两者之间采用多模光纤阵列互连,通过将电信号转变为光信号传输解决了铜缆损耗对电信号传输速率和传输距离的限制。与铜缆HDMI线相比,这种新型HDMI线能够以4信道×3.4Gbps的传输速率实现长达300m的传输距离,为当前高清视频信号和下一代超高清视频信号远距离传输提供了可行的技术方案。     

基于LTC6803和NRF24L01的动力电池检测系统

为了满足磷酸铁锂动力电池电压、温度参数采集实时性和准确性的要求以及摆脱检测系统的线束,设计了一种基于LTC6803和NRF24L01的动力电池检测系统并进行了实验测试。该系统主要由数据发送端和数据接收端两部分组成,数据发送端采用LTC6803电池监测芯片和数字化温度传感器DS18b20实现对动力电池电压、温度的精确检测,数据接收端利用上位机软件对数据集中存储和管理,通过NRF24L01射频模块完成数据发送端和接收端的无线通讯。实验结果表明：该检测系统具有性能可靠、使用方便、测量精度高等优点,完全满足工业现场的使用要求,具有较好的实用效果。     

基于单光子探测的高精度长距离光纤双向时间比对

在长距离光纤时间传递链路中,为了避免使用中继放大导致双向传输时延不对称以及引入附加的噪声,提出一种基于单光子探测的长距离光纤时间传递方案。将经过主端（从端） 1 pulse/s时间信号控制的激光脉冲序列作为发送信号,利用从端（主端）具有极高探测灵敏度的单光子探测器接收到达信号,并基于双向时分复用同纤同波时间比对方案得到双向光纤链路传输时延变化,进而根据时间相关单光子计数和高斯拟合的数据处理方式得到两端之间钟差的时间稳定度。为了实现单光子探测器在门控模式下对长距离光纤实验系统的长期测试,设计并实现了外部触发门控工作方式下动态调整的触发控制系统。通过利用光纤链路传输时延变化量,实现对门控触发信号的控制。350 km单模光纤和对应长度的色散补偿光纤（链路总损耗约为100 dB）的时间传递系统实验结果表明,时间传递稳定度优于1.5 ps@1 s和0.4 ps@8192 s。所提方法为长距离高精度光纤时间传递提供了一种有效的解决方案。     

视频数字化信号光纤传输系统的光线路编码研究

介绍了一个利用2种不同编码方法实现数字化视频传输的光纤系统。简述了光纤传输中线路编码、数据串行化的方法和构成,通过选择一种大位宽的串行器/解串行器电路,实现并行数据的复用（串行化）/解复用以及不同的编码功能。论述了这2种数据编码方法的优点和不足,给出了这2种编码方法相对于传统编码的优势以及不同编码方法对系统接收性能的影响,提供了每种编码方法信号连接的示意图及特殊数据的编码表,同时给出了用多层线路板所构成系统的性能以及应用场合。     

基于FPGA的千兆以太网光纤转换器的设计

根据实际高清晰度LED大屏幕显示器远距离的传输需求,为了解决千兆以太网5类非屏蔽双绞线最长100米传输距离的瓶颈问题,选用了传输距离较远的光纤取代原有的5类非屏蔽双绞线。出于成本考虑,不改变原有发送与接收系统结构,设计了一种千兆以太网光纤转换器,通过基于FPGA的光纤端和千兆以太网端数据格式的转换及控制模块的设计,实现了以太网双绞线和光纤两种介质间的相互转换。将该转换器应用于高清晰度LED显示屏的实时数字视频传输系统中,取得了良好的效果,实现了远达10千米的实时数字视频传输,满足了未来一段时期内用户的需求,达到了设计的预期目标。     

基于FPGA的PPM调制可见光图像传输系统

利用FPGA(field-programmable gate array, 现场可编程门阵列)为主控芯片，实现了5 Mbit/s的2-PPM(pulse position modulation, 脉冲位置调制)调制可见光图像传输系统。整个系统分为发射端与接收端两大模块，全部由FPGA实现。将处理好的图片信号由上位机通过串口发送到FPGA中，经过调制转换为2-PPM信号，并设计了信号传输数据帧格式，然后调制到红光LED(light emitting diode)上并发送出来；在接收端，根据数据帧格式完成了数据信号的同步和解调，并将解调后恢复的图像在液晶屏上显示出来。实验证明该系统可以实现可见光图像信号的传输。     

基于预编码的模群复用信号串扰抵消技术

在基于光子灯笼强度调制直接检测(IM-DD)的模群复用传输系统中,提出一种用于降低信号串扰的基于单端信道估计的预编码方案。该方案使用环形器和分路器作为信号返回机制,将信号返回到发送端进行发送端单端信道估计,然后将得到的信道传递矩阵用于预编码。实验结果表明,经所提预编码方案的处理,在背靠背及连接500 m少模光纤的模群复用传输系统中,信号误码率(BER)在1.3×10~(-2)前向纠错(FEC)门限时,LP_(01)-LP_(01)和LP_(11a)-LP_(11b)信道的信号发送功率分别降低了约3 dB和1 dB。本研究为解决点到多点的IM-DD模群复用传输系统中的信号串扰问题提供了一种有效的方案。     

采用QPSK调制的50 Gbit/s高速大气激光通信传输特性研究

高级多电平调制格式在海上高速和高光谱效率的光通信中已经显示出巨大的潜力。将正交相移键控(QPSK)调制格式引入自由空间光(FSO)通信,实验证明可实现高达50 Gbit/s的高速FSO传输链路,能够清楚地观察到所发送的QPSK信号的眼图和星座图。通过比较传输之前和之后的误码率曲线,可以发现接收灵敏度都小于-36.7 dBm。当误码率为3.8×10-3时,它们的功率损失都小于4.2 dB。     

无压缩多路数字视频光纤传输系统的研制

提出了一种无压缩多路数字视频光纤传输系统,该系统基于时分复用技术采用比特串行数字视频传输方式实现在一根光纤中传输多路视频信号. 介绍了系统设计思想、关键技术及高速数据接口设计,并通过实验证明该系统工作稳定、实时传输效果好、是远程视频监控系统及安防系统的实用方案.     

跨金属厚壁的视频超声无线通信系统

视频无线传输作为高速通信技术的重要应用场景之一,目前在跨金属超声无线通信领域还鲜见报道,为此,基于FPGA芯片采用单载波时域均衡技术(SC-TDE)搭建了一套高速的跨金属超声无线通信系统。系统以工作频率10 MHz的PZT超声换能器作为超声波的发射端和接收端,基于符号LMS算法在FPGA中构建自适应时域均衡器以实现回波消除。以系统摄像头所采集现场视频数据作为信号源,开展了在厚度50 mm铝板双侧之间的超声无线通信试验。结果表明在穿透厚铝板时,SC-TDE让系统接收信噪比由原来的12 dB提高到26 dB,使得实时视频无线传输得以实现。     

高速双光谱遥感图像传输系统

提出并设计了一种高速舣光谱遥感图像传输系统.对该系统所采用的传输策略,传输帧结构以及时序恢复等问题进行了深入的研究.首先,将双探测器一行数据中有效部分提取后传输,采用行有效标志中断发送的方式在接收端恢复时序,保证了系统输入输出数据、时序的完全一致;接着,采用发送与接收缓存机制,利用时分复用打法将双探测器的数据在单根光纤...     

基于互逆光纤色散的微波光子雷达系统设计和实现

提出一种基于互逆光纤色散的微波光子雷达系统设计方案,既可以产生宽带线性调频信号,又可以实现线性调频信号的光域脉冲压缩.在发射端利用互逆色散光纤产生线性调频信号.在接收端,雷达回波信号通过马赫-曾德调制器调制到预啁啾的光信号上,然后经过色散光纤的进一步色散.最终在探测器端可以得到目标回波信号脉冲压缩后的结果.该方案无需脉冲压缩过程中数字化和离线处理,且具有脉冲压缩比的调谐作用.理论、数值仿真和实验证明了该设计方案能有效进行线性调频信号的光域脉冲压缩.实验产生了C波段下时宽1.2ns,带宽3.2GHz的线性调频信号,并通过互逆色散光纤将该信号压缩到了0.09ns,脉冲压缩比达13.3.     

基于密集波分复用的20 Gbit/s大气激光通信

针对目前高速率信息传输的迫切需求,设计并实验了两路数字信号密集波分复用(DWDM)的大气激光通信结构。两路激光波长分别为1 539.76 nm和1 540.55 nm,采用强度调制,光信号经复用和放大后,由光学天线发射,经1 km大气信道传输,在接收端对光谱、波形和眼图进行了测量。实验结果显示,在弱湍流情况下,实现了两路光信号的解复用,并得到了较为清晰的波形图和眼图。两路数字信号的传输速率为20 Gbit/s时,Q因子仍达到5以上。     

Single-Longitude-Mode Fiber Laser Implementation by Using Only Two Subring Cavities in Serial/Parallel Connection

ABSTRACT

By incorporating double-ring cavities and a piece of un-pumped Er³⁺-doped fiber (EDF) as a saturable absorber, we report a single-longitude-mode EDF fiber laser at C-band. The single-longitude-mode is obtained, the first time, by inserting only two subring cavities in either serial connection or parallel connection. The fiber laser has an optical signal-to-noise-ratio of 34.5 dB and a maximum power fluctuation of less than 1.3% for 1-hr operation. It was then modulated up to 10 Gbit/s by using an electro-optic modulator for eye diagrams, compared to back-to-back transmission. Such a compact and low-cost fiber laser is potential for high-speed optical communication.     

采用OFDM信号作为标记的光分组交换方案

以光正交频分复用信号作为光标记,利用两个不同波长的光载波分别经过强度调制,产生了10 Gb/sOOK光载荷和2.5 Gb/sOFDM光标记。测得了光分组信号经光纤传输前后接收载荷的眼图和标记的星座图以及误码率曲线,结果表明:经过40 km光纤传输后,载荷与标记的功率代价分别为1dB和0.5dB。     

无线激光通信在高速视频传输中的应用

利用无线激光通信传输速率高的优势,设计并实现了一套622Mbps视频传输系统。将视频转换、数据处理、激光收发等功能集中在单块电路板上,提高了灵活性。使用片内异步先进先出队列（FIFO）组成乒乓操作,对连续视频数据流进行有效切换控制。采用曼彻斯特编码较好地从接收信号中恢复出数据和时钟,有利于接收串行数据流的边界检测和同步。实验表明,本系统可以稳定地传输视频,满足地面距离应用的需要,为进一步研究激光通信各项技术提供了平台。