塑料光纤接入网动态控制协议的设计与硬件实现

论文摘要

本文提出了一种基于光码分多址（OCDMA）技术的塑料光纤接入网的动态传输控制协议，并且在硬件上实现了点对点的通信，构建了一个简单的光纤通信系统。近年来塑料光纤（POF）越来越受到世人的瞩目，因为其具有巨大的带宽资源，同时塑料光纤还具有重量轻、柔韧性好、易于维修等优点，故在组建接入网时，塑料光纤成为极具魅力的传输媒质。对于采用码分多址技术的传输系统，系统必须能提供远大于传输信号带宽的带宽，正是这一性质使得OCDMA技术与塑料光纤媒质结合成为可能。随着网络覆盖范围的不断扩大，网络中的用户单元也不断增加，为了解决有限的数据通道与用户数不断增加的矛盾，本论文提出了一种塑料光纤接入网控制协议，它不但可以有效地支持各类多媒体信号的传输，同时任何新的网络单元都可以在任何时候加入网络，而无需网络初始化。对于该网络控制协议，作者进行了大量的计算机仿真模拟实验，在不同的系统参数下对网络的吞吐量和平均延时时间进行考察，结果证明了这种用于塑料光纤接入网的动态控制协议的有效性和可行性。本文还提出了一种采用塑料光纤（POF）作为传输介质的全新局域网构建方案，搭建了点对点通信系统。整个系统分为时钟部分，M序列部分，CMI编码部分，光纤传输部分和CMI解码部分。系统采用Agilent公司的HFBR-1505A和2505A光收发器模块，实现了信号的传输，并进行了系统仿真实验。最后，设计了具有一个双绞线RJ-45和一个光缆端口的光接收机／发射机电路，在两台计算机之间实现全双工通信。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 塑料光纤
• 1.1.1 塑料光纤的材料
• 1.1.2 塑料光纤的种类
• 1.2 塑料光纤的应用
• 1.2.1 塑料光纤的特点
• 1.2.2 POF在各个领域中的应用
• 1.3 塑料光纤的发展现状
• 1.4 塑料光纤接入网
• 1.5 OCDMA接入网
• 1.5.1 光码分多址概念
• 1.5.2 三种光复用技术比较
• 1.5.3 OCDMA接入网的基本原理及其技术特点
• 1.5.4 OCDMA接入网的控制协议
• 1.6 本文主要研究内容
• 第二章 塑料光纤接入网控制协议的研究
• 2.1 协议的基本思想
• 2.2 马尔科夫链的数学基础
• 2.3 马尔科夫链模型的建立
• 2.4 数值结果
• 2.4.1 两个优先级情况下网络吞吐量和系统时延的变化情况
• 2.4.2 三个优先级情况下网络吞吐量和系统时延的变化情况
• 2.5 本章小结
• 第三章 采用POF的点对点通信系统的设计与实验研究
• 3.1 系统设计
• 3.1.1 时钟部分
• 3.1.2 数据源部分
• 3.1.3 CMI编码部分
• 3.1.4 光纤传输部分
• 3.1.5 CMI解码部分
• 3.2 系统传输实验
• 3.2.1 计算机模拟实验
• 3.2.2 系统参数讨论
• 3.3 本章小结
• 第四章 计算机光纤通信系统硬件方案设计
• 4.1 系统基本组成
• 4.1.1 光发射机
• 4.1.2 光接收机
• 4.2 方案验证
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者简介
• 北京化工大学 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书