多路数字视频光端机的研制

摘要

随着社会的进步、科技的发展以及人们生活水平的提高,通信手段正从以语音为主转向以视频、音频和数据为主。视频传输与监控已变得越来越重要,目前已广泛应用在高速公路、交通管理、电子警察、广播电视、工业监控、银行、商场等多个领域。 视频监控由于其广阔的应用范围,多年来一直受到业界的关注。视频监控具有直观、方便、信息内容丰富等特点。随着电子和光纤通信技术的不断发展,以及监控系统需要传输的信息量越来越大,视频监控光端机的传输容量也由最初的单路传输向多路传输发展,视频监控技术已经由模拟转向了数字。本课题来源于成都曙光光纤网络有限公司的项目-16路数字视频光端机的研制,要求传输16路视频信号和4路双向数据。16路视频的单光纤传输将大大节约光纤线路资源,有效降低单路视频的成本。 本文采用电时分复用技术、光波分复用技术、串行数字视频传输方式实现了16路数字视频信号和4路双向数据的单光纤传输,文中先分析数字视频光端机的发展状况和应用情况,接下来对光发射机、光接收机的设计原理以及相关技术作了简要的分析,包括本系统中所用到的时分复用、光波分复用以及系统的同步技术。最后完成了对16路数字光端机系统的整体设计、分部设计、原理图设计以及CPLD软件控制实现和系统测试全过程。通过测试比较,本系统性能指标达到了市场同类产品水平,由于没有使用在16路数字视频光端机中业界普遍采用的粗波分复用(CWDM)技术,使得成本可降低30％,性价比非常突出,预计将会在高速公路以及城市内监控等领域广泛应用。

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第一章绪论

1.1视频光端机的发展概况及现状

1.1.1光纤传输的特点及概述

1.1.2视频光端机的发展趋势以及应用情况

1.2本论文的研究内容及相关技术指标

1.3本章小结

第二章光端机的设计原理与分析

2.1光发射机

2.1.1光发射机的光调制技术

2.1.2数字光发射机的驱动电路

2.2光接收机

2.3数字复用技术

2.3.1时分多路复用(TDM)技术

2.3.2光波分复用(WDM)技术

2.4同步技术

2.4.1同步原理概述

2.4.2位同步技术

2.4.3帧同步技术

2.5本章小结

第三章多路数字视频光端机系统设计与实现

3.1系统设计要求

3.2系统原理框图设计

3.3系统原理框图分析

3.4主要元器件的选择

3.5发送端设计与实现

3.5.1信号调整与A/D(模数)转换设计与实现

3.5.2发送端CPLD设计与实现

3.5.3数据的并串转换设计与实现

3.5.4光模块设计

3.5.5数据(正向)发送与传输实现

3.5.6反向数据传输与接收的实现

3.6接收端设计与实现

3.6.1接收光模块部分设计

3.6.2数据的串并转换设计与实现

3.6.3接收端CPLD设计与实现

3.6.4 D/A(数模)转换与信号调整输出设计与实现

3.6.5数据(正向)的接收实现

3.6.6反向数据的编码发送实现

3.7本章小结

第四章系统测试

4.1系统测试

4.1.1基本功能块测量

4.1.2联机测试

4.1.3指标测试

4.2测试结果分析

4.3系统整体性能对比分析

4.4本章小结

第五章结论和展望

致谢

参考文献

附录