学位论文基于光纤通信实验平台的计算机数据传输实现作者姓名：学科专业：学号：指导教师：完成日期：诚信申明本人申明：本人所提交的毕业设计（论文）《基于光纤通信实验平台的计算机数据传输实现》的所有材料是本人在指导教师指导下独立研究、写作、完成的成果，设计（论文）中所引用他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在设计（论文）中加以说明；有关教师、同学和其他人员对我的设计（论文）的写作、修订提出过并为我在设计（论文）中加以采纳的意见、建议，均已在我的致谢辞中加以说明并深致谢意。
本设计（论文）和资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。
特此申明。
本人签名：年月日基于光纤通信实验平台的计算机数据传输实现摘要随着计算机技术和光纤通信技术各自的进步，以及社会对于将计算机结成网络以实现资源共享的要求日益增长，计算机技术与光纤通信技术也已紧密地结合起来，成为了社会的强大物质技术基础。
现代社会，计算机光纤通信已经越来越多地应用到了社区及办公局域网中。
光纤通信系统最重要的部分是光发射机、信道和光接受机三个模块。
串口通信的关键是电路和通信协议。
在实验室条件下，虽然串口的通信速度不高，但是用作实验研究计算机之间的光纤通信的工具已经足够。
因此，本设计选定串口作为通信口，设计了光线通信系统的部分重要电路，并着重编写了一个用来调试和监控串口工作状态的串口调试工具。
最后在实际的实验电路中验证了系统的合理性。
关键词：光纤通信技术，计算机通信技术，接口技术，RS-232The realization of computer data exchange based on optical fibercommunication experimental platformABSTRACTWith the development of Computer Technology and Optical-fiber Communication Technology and the great need of computer net working and sharing resources, these two techs have dynamically combined together and become the vital material fundamental of the society. In modern times, computer-optical-fiber communication is widely applied into the local area network of communities and offices.The most important modules of an Optical-fiber Communication System are optical transmitter, tunnel and optical receiver. And the key to Serial Port Communication is the circuits and protocols. Though the speed of serial port is not fast, it’s still enough for experimental research. So this design chose serial port as the communication port, and we designed the key circuits of those three modules, and then focused on programming software which would debug and monitor the serial port in VB language. At last verified the system in real circuits.Key words: Optical-fiber communication tech, computer communication tech,Interface technology, RS-232目录1. 引言 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 光纤通信技术 (1)1.2.1 光纤通信概念 (1)1.2.2 光纤通信发展简史 (2)1.3 光纤通信的优点 (3)1.4 光纤通信技术的发展前景 (4)2.串口通信及RS2-32简介 (7)2.1 串口通信的概念 (7)2.2 通信协议 (7)2.2.1 物理接口标准 (8)2.2.2 软件协议 (9)2.3 RS-232简介 (11)3.系统设计 (16)3.1 整体设计 (16)3.2 光发射机 (17)3.2.1 光源 (17)3.2.2 调制电路和控制电路 (18)3.2.3 线路编码电路 (18)3.3 光接收机 (20)3.3.1 光检测器 (20)3.3.2放大器 (21)3.3.3 均衡和再生 (21)3.4 串口调试工具 (21)4.硬件电路设计 (24)4.1 接口转换电路 (24)4.2 光调制和驱动电路 (25)4.3 前置放大电路 (26)4.4 均衡电路 (27)5.软件设计 (28)5.1 程序流程图 (28)5.1.1 发送程序流程图 (28)5.1.2 接收程序流程图 (29)5.2 发送程序设计 (29)5.2.1 手动发送字符/数据程序 (30)5.2.2 自动发送字符/数据程序 (31)5.2.3 发送文件 (32)5.3 接收程序 (34)5.4 数据存储 (34)6. 结论 (36)7. 参考文献 (37)8. 致谢 (38)1. 引言1.1 课题背景光纤通信技术光纤通信自从问世以来，给整个通信领域带来了一场革命，它使高速率、大容量的通信成为可能。
光纤通信由于具有损耗低、传输频带宽容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点而备受业内人士的青睐，发展非常迅速。
在现代社会，光纤通信越来越多地与另一种通信方式—计算机通信联系在了一起，二者一同成为办公自动化，局域网办公，网络资源共享，社区网络通信甚至是建设信息高速公路的核心技术。
这两种技术也成了当下的热门研究课题。
计算机可以通过串行接口进行通信，虽然这样的通信方式传输距离短，速度慢。
但是，串口通信简单易行，容易在实验平台上与通信系统进行通信，对于研究计算机通过光纤进行的通信有非常好的指导意义。
因此，本文考虑通过设计一个能够收发字符串和文本文件的串口调试工具，使用现有的实验设备，通过串口连接来实现进行计算机的数据交换。
1.2 光纤通信技术1.2.1 光纤通信概念所谓光纤通信，就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信之目的。
要使光波成为携带信息的载体，必须对之进行调制，在接收端再把信息从光波中检测出来。
然而，由于目前技术水平所限，对光波进行频率调制与相位调制等仍局限在实验室内，尚未达到实用化水平，因此目前大都采用强度调制与直接检波方式（IM-DD）。
又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重，所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。
数字光纤通信系统基本上由光发送机、光纤与光接收机组成。
发送端的电端机把信息（如话音）进行模/数转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件(LED)，则LED 就会发出携带信息的光波。
即当数字信号为“1”时，光源器件发送一个“传号”光脉冲；当数字信号为“0”时，光源器件发送一个“空号”（不发光）。
光波经光纤传输后到达接收端。
在接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数/模转换，恢复成原来的信息。
就这样完成了一次通信的全过程。
1.2.2 光纤通信发展简史伴随社会的进步与发展，以及人们日益增长的物质与文化需求，通信向大容量，长距离的方向发展已经是必然的发展趋势。
由于光波具有极高的频率（大约3 亿兆赫兹），也就是说是具有极高的宽带从而可以容纳巨大的通信信息，所以用光波作为载体来进行通信一直是人们几百年来追求的目标所在。
在六十年代中期以前，人们虽然历经苦心研究过光圈波导、气体透镜波导、空心金属波导管等，想用它们作为传送光波的媒体以实现通信，但终因它们或者衰耗过大或者造价昂贵而无法实用化。
也就是说历经几百年人们始终没有找到传输光波的理想传送媒体。
一九六六年七月，英藉、华裔学者高锟博士（K.C.Kao）在PIEE 杂志上发表了一篇十分著名的文章《用于光频的光纤表面波导》，该文从理论上分析证明了用光纤作为传输媒体以实现光通信的可能性，并设计了通信用光纤的波导结（即阶跃光纤）。
更重要的是科学地语言了制造通信用的超低耗光纤的可能性，即加强原材料提纯，加入适当的掺杂剂，可以把光纤的衰耗系数降低到20dB/km 以下。
而当时世界上只能制造用于工业、医学方面的光纤，其衰耗在1000dB/km 以上。
对于制造衰耗在20dB/km 以下的光纤，被认为是可望不可及的。
以后的事实发展雄辩地证明了高锟博士文章的理论性和科学大胆预言的正确性，所以该文被誉为光纤通信的里程碑。
1970年美国康宁玻璃公司根据高锟文章的设想，用改进型化学相沉积法（MCVD 法）制造出当时世界上第一根超低耗光纤，成为使光纤通信爆炸性竞相发展的导火索。
虽然当时康宁玻璃公司制造出的光纤只有几米长，衰耗约20dB/km，而且几个小时之后便损坏了。
但它毕竟证明了用当时的科学技术与工艺方法制造通信用的超低耗光纤是完全有可能的，也就是说找到了实现低衰耗传输光波的理想传输媒体，是光通信研究的重大实质性突破。
自1970年以后，世界各发达国家对光纤通信的研究倾注了大量的人力与物力，其来势之凶，规模之大、速度之快远远超出了人们的意料之外，从而使光纤通信技术取得了极其惊人的进展。
从光纤的衰耗看：从70年的20 dB/km降至90年的0.14dB/km，这个数值已经接近石英光纤的理论衰耗极限值0.1dB/km。
从光器件看：1970年，美国贝尔实验室研制出世界上第一只在室温下连续波工作的砷化镓铝半导体激光器，为光纤通信找到了合适的光源器件。
后来逐渐发展到性能更好、寿命达几万小时的异质结条形激光器和现在的分布反馈式单纵模激光器（DFB）以及多量子阱激光器（MQW）。
光接收器件也从简单的硅PIN 光二极管发展到量子效率达90％的Ⅲ-Ⅴ族雪崩光二极管APD。
从光纤通信系统看：正是光纤制造技术和光电器件制造技术的飞速发展，以及大规模、超大规模集成电路技术和微处理机技术的发展，带动了光纤通信系统从小容量到大容量、从短距离到长距离、从低水平到高水平、从旧体制（PDH）到新体制（SDH）的迅猛发展。