光电信息处理技术范例(3篇)
光电信息处理技术范文篇1
光复用技术光复用技术是采用的在同一个传输线路上同时传输多路不同信号且保证彼此不受干扰的技术。这门技术突出的优点是的重复利用率大大提高，且良好的解决了干扰现象。它涉及到的技术分类比较多，按照波长的不同进行分类和按照光到来的时间先后不同进行分类是其中最其中最为重要的两个技术。
光交换技术光交换技术，其实就是一种直接交换技术的简称。具体来说，是在光的领域中，无需任何光/电转换的中间环节，直接将输入光信号交换到个各种需要的输出端。当前所采用的的光交换技术的交换方式主要分为按照光的波长，光所处的空间和光来的先后进行交换的三种方式。
光纤通信系统的组成
光纤系统以其传输安全、可靠、稳定、高效、高保真、长距离性和高性能等优点在技防网组建网络中被普遍采纳。光发射机、光缆、光接收机等装置组成了光纤通信系统。现代技防网项目中的光纤通信系统。光缆就是传输光信息的装饰，它普遍采用宽频和低色散的单管光纤，很好的保证了其长、大、真的信息传递要求。光发射机主要由发射光的器件、可以调整光波信号的电路、装换调整光波的电路以及能量驱动电路组成，是发射光信号的设备，它收集的是电信号。采集视屏、录像机等影像设备的信号后，通过调整装换电路来把电信号变换为传输所需的光信号。再吧这些光波进行组合后，传输给光纤线路，从而实现最终传输目标的达成。
光接收机主要由光、电检测器、减噪前置放大器、耦合滤波电路、解调解调电路及其他相关辅助信号处理电路组成，是一个实现把光信号转换电信号的装置。光接收机是把弱信号变成强信号的装置，它采集传输过来的能量很小的光信号，变成电信号进过高保真和低噪声放大后生成可用的强大光信号后、再把光信号复原为原信息源传输的初始信号。
1光发信机
光发信机是一种转换设备，可实现电/光的转换。它是常规的电子通信设备。它的作用就是调光整合，具体来说，就是把来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行处理成光纤或光缆中可以完成传输的状态。光源、调制器和驱动器这三部分是它的构建基础。
2光收信机
光收信机是实现光电转换的设备。工作工程为，采集来的光信号，变成电信号，再放大电信号，这样就实现了电信号由弱变强的目的，最后在把其输送给负责接收的电端机。它主要由光放大器和光检测器两部分构成。
3光纤或光缆
光纤或光缆是建设光传输路径。其作用是将光信号发出信件已被调整后的长距离传输的光纤或电缆，耦合波，并将其传输给接收端的光检测器，起到了转职任务信息的作用。
光纤通信技术现状及其发展趋势
1光纤通信技术现状
光纤维固有的优势和技术进步，使得它在当今社会的信息传输中称为的主要媒介。
2光纤通信技术的发展趋势
（1）向超高速系统的发展。从过去的电信发展的历史看，容量和速度一直是制约光纤通信技术的发展是主要矛盾。毫无疑问，传输更快速，信息量更多，运行速度更好的是未来的发展方向。
（2）向超大容量WDM系统方向的迈进。分时系统的复用能力的容量的扩张已经达到极限，纤维纳米数量级的利用率只有1％的带宽资源，发展潜力十分广阔。
（3）向光联网迈进。这将改变原来的点对点的通信传输，实现面对面的强大对接，其灵活性和稳定性非常令人期待。
光纤通信系统的工作原理
最基本的光纤通信系统有信息源，光发射机端，基本的光纤传输系统和光接收设备。信息来源，包括所有来源，他们获得的信息都转换为机器可识别的电信号。基本光纤传输系统是把光发射机产生的信号经过光中继器将信号适当处理后转变成适合于在光接收机接收的光信号，先后经过的光波为前期窗口，称为一、二和三窗口。基本的光纤传输系统，包括最基本的光发射机和接收机，光中继器以及EDFA等。通过光接收机收到的光信号，并提取有用的信息，光电转换，并最终得到的基本信源的信息收集。
当下，直接检波系统为比较常见的光纤通信系统。所谓的直接检测系统，在开始的一边，直接收集的信息来源是转换为光信号在接收端直接向原始信号的光信号的调制和解调，没有中间系统转换的方法。电端机就是一般电信号设备，像载波机、电视图象发送与接受设备和录像机等都是此类设备。光的机器可分为两种类型，一个是电信号到光信号的机器，称为送光，另一种是将机器的电信号的光信号，称为接收光的机器。它们的主要作用就是可实现远程的信息收集和传送。发送光端机发送电信号到光信号传输的半导体激光器的时期，信号调制为光波信号，然后将此调制光波的光纤，然后传送到接收器光纤维检测处理，这个信号发送到接受电端机，经过妥善处理，并最终转向成电信号，可以方便加以处理。
这就是整个光纤通信的过程。工作原理如下所示：光纤最里层单根玻璃光纤，外面是紧靠纤芯的包层和一次涂履层，最外面是塑料套筒保护层。两种光学性能不同的介质构成了纤芯和包层，因为其外部的介质对光的折射率比内部介质的折射率低，根据光的折射定律可知，这种结构有利于光纤能量的保留，保证其在外界光源折射时，没有能力损伤现象。所以说处于外部的包在的覆盖层就象一面能量流的防洪墙一样，阻断了外界光线对其内部光纤的能量干扰。注入型激光二极管和ILD发光二极管LED是发光设备的主要组成，他们产生的的光信号沿光纤传播。接收光信号的机器则为在PIN和APD光电二极管，他们起到检验波信号从而提取有效光信号并接收的作用。
一般来说，为了保证信号的不失真，光放大器要加在在光发送端之前，来提高光信号输入光纤的功率，在接收端的光电检测器之后将微信号放大为大功率信号，这种大功率信号可以很方便的给接收设备。
光纤通信系统在企业技防网中的应用
以下几个重要方面，必须考虑到企业的安全系统的生产规模，工作环境和周边环境，我们要综合多项因素，建立一种经济实用的智能管理系统技防建设，有效解决企业技防网的实际应用问题。
1所涉及到的监控范围方面
监测恰当的，全面的技术是技防网络系统安全的核心问题。监测部门是企业，机械和车辆在不断运动状态，如果不随时监控或记录人员，机械和车辆的状态，将无法实现有效管理。因此，只有对移动的车辆，人员，实时监控和记录，以便及时，准确地把握公司内部和外部人士的人身、财产、材料的安全状况，以开展有效的监测，指挥，调度，决策，才有可能向所有员工提供一个安全的工作，创造性的环境。利用成熟的的高性能计算机网络,采用当今成熟的计算机设备、通信设施、射频读写装置、视频监控产品、报警等技术手段，编织一个科技含量高、覆盖面广、防御性能高、立体的、多角度、多层次的现代化技防网络。为企业平安工作、和谐生产、安定繁荣保驾护航、添砖加瓦。
2关于网络传输方面的问题
传输系统的设计，一般来说，重要依据有以下两个部分：（1）传输距离；（2）传输信号的涵盖面、信息量和类别。考虑到企业来实际情况，人多物杂，所要采集的信息多且分散，需要传送的信息载体也非常多，因而，影像信号传输是尤为关键的设计，良好的或低级设计不仅是会左右监测，记录质量，而且还影响系统的扩展、灵活性，某些方面的系统结构和系统的成本也将有冲击。
3技防管理系统设计总的原则
对于企业的实际情况而言，保证信息统一，处理快速有效，联网出击，我们可以使用性价比高的利用光纤，利用它搭建主要网络，图像和声音的采集则通过多个监控点的视屏进行有效的整合传送，分级管理，集散控制设置。保证其具有较高的稳定性，良好的集成性，易兼容和标准化统一，各个设备相互独立有可以扩展，设备操作简单、安全，有良好的开放性，且所用技术较先进。
4光纤通信技术的应用
就光在光纤通信系统中的作用而言，它的功能就是一个运输工具，负责运载光波。光学频率比无线电信号的频率高，光纤的带宽非常大，允许多个图像信号和控制信号，音频信号耦合在一起，然后调制到单一光纤传送。
根据逻辑关系的分工，这种用于安全防范技术的网络系统可分为三块：一块在前端，用来采集视频，中间的一块是是光纤网络传输装置，最后一块为中心控制管理系统。采集视频，一般的设备为质量较好可快速环形旋转的球型摄像机。光纤网络传输设备，有光信息通信网络系统，视频光端传输和接收设备。分级监控设备，数字视频和操作键盘，调制解调器，视频管理系统，硬盘录像机等设备构成了监控中心。光纤信息网络系统作为技防网络监控系统的一个组成部分，发挥技防网络安全防范起到一个非常重要的作用。
整个网络的建立，使各种信号可以从光纤线路传输过来，途径不同的路由到达接收设备前端，中间经过电光和光电整合转换装置，保证信息的可靠和准确。光纤组成链路为星型结构，呈发散状它，让各分前端的数据信息进过中间网络结构处理后汇总到监视和控制中心，以便加以参考和处理。在企业技防网的时间应用中，由于各个监控点的位置相对较多，光发射端机器被负责接收和处理采集来的数据，集中反映给监控指挥部门，因此为了保证快速准确、并保证一定的经济性，大多采用光波分复用技术，将采集来的各种波长的光信号进行整合传输，统一输送给监控中心的光接收端机。
结束语
光电信息处理技术范文
20世纪70年代以来,由于半导体激光器和光纤技术的重要突破，推动了以光纤传感、光纤传输、光盘信息存储与显示、光计算以及光信息处理等技术的蓬勃发展，从深度和广度上促进了光学和电子学及其他相应学科(数学、物理、材料等)之间的相互渗透，形成了一个边缘的研究领域。光电子学一经出现就引起了人们的广泛关注，反过来又进一步促进了光电子学及光电子技术的发展。光电子技术包括光的产生、传输、调制、放大、频率转换和检测以及光信息存储和处理等。因此，可以这么说，现代信息技术的支撑学科是微电子学和光学，光电子学则是由电子学和光学交叉形成的新兴学科，对信息技术的发展起着至关重要的作用。光电子技术是光频段的电子技术，是电子技术与光学技术相结合的产物，光电子技术是光电信息产业的支柱与基础，涉及光电子学、光学、电子学、计算机技术等前沿学科理论，是多学科相互渗透、相互交叉而形成的高新技术学科，其技术广泛应用于光电探测、光通信、光存储、光显示、光处理等高新技术光电信息产业。同时，随着生物医学、生命科学等新兴学科的发展，其中的信息获取手段对光电子技术的依赖程度越来越高，加快了这些学科之间的交叉融合，从而诞生了很多边缘学科，比如生物光子学、光医学等。综上所述，可见光电子技术在现代信息产业技术中的重要地位，因此，光电子技术这门课程不仅是光学工程专业的基础必修课程，也应该作为电子信息工程专业的专业选修课程来开设。
电子信息工程专业的光电子技术课程的基础理论知识包括：光度学基本知识、光辐射传播、光束调制与解调、光辐射探测技术等。其中，光度学基本知识是最基础的内容，包括：电磁波波谱、辐射度学、光度学、热辐射基本定律、激光原理、典型激光器等。光辐射传播包括：光辐射的电磁理论、光波在大气中的传播规律与特性、光波在电光晶体中的传播规律与特性、光波在声光晶体中的传播规律与特性、光波在磁光晶体中的传播规律与特性、光波在光纤波导中的传播规律与特性、光波在水中的传播特性、光波在非线性介质中的传播等。光度学基本知识和光辐射传播这两个基础内容可以说是光电子技术课程基础中的基础，而对于电子信息工程专业的学生来说，这些知识点比较抽象，为了便于该专业学生对光电知识的接受和激发他们的兴趣，因此，在课堂上有必要多花时间重点讲解这部分的知识点，同时在制作PPT教案时尽可能使用图片或动画描述一些原理性的知识。
比如：在讲解激光是如何产生的时候，可制作动画描述自发辐射、受激吸收、受激辐射的原理；在讲解激光器的结构和工作原理时，可制作多色图片对激光在各种光学谐振腔中的受激放大过程进行描述；在介绍各种典型的激光器时，最好收集到它们的实物照片进行讲解；在讲解光波在各种光学晶体中的传播特性与规律时，最好能制作三维立体的图片描述光学晶体的各向异性的特性，相应的公式表达尽量简洁化，然后结合动画描述光波在其中传播时所发生的变化。光束的调制、扫描和解调技术的理论教学内容包括：光束调制的基本原理、电光调制技术、声光调制技术、磁光调制技术、直接调制技术、光束机械扫描技术、光束电光扫描技术、光束声光扫描技术、空间光调制器等。这些知识点的理论基础都是光辐射在光学晶体中的传播规律和特性”。其中光束调制的基本原理移植了微电子学中微波调制中的很多概念，电子信息工程专业的学生易于理解，但是光束调制和扫描的实现技术中，除了需要使用各种光学晶体以外，还需要使用半波片、全波片、起偏器、检偏器共同组成一个系统完成光束的调制和扫描。这些光学器件对于没有光学工程基础的电子信息工程专业的学生来说比较陌生，因此，在讲解过程中应该通过动画或图片等手段形象地描绘线偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光等基本光学概念，并借用相关的光学参考资料对这些光学器件的功能和原理进行简单介绍。
只有这样，才有利于电子信息工程专业的学生深刻理解光束的调制、扫描、解调等技术。光辐射探测技术的理论教学内容主要包括：光电探测的物理效应、光电探测器的性能参数、光电探测器的噪声、光电导探测器—光敏电阻、PN结光伏探测器的工作模式、硅光探测器、光电二极管、光热探测器、直接光电探测系统、光频外差探测的基本原理等。由于电子信息工程专业的学生已经具备了较好的半导体器件理论基础知识，而光电子器件本身也属于半导体器件，因此学生只要掌握了爱因斯坦的光电效应原理，就很容易理解各种光电子器件的工作原理、性能特点及应用领域。该部分所介绍的各种光电半导体器件很可能会在学生将来从事信息产业技术的相关工作中用到，也可能会在将来某些学生跨到光电信息或光学工程相关专业进一步深造时从事相关科研课题研究时用到，比如：PN结光伏探测器、光敏电阻、光电二极管、光电三极管等，都会经常用到。因此，建议在理论教学过程中，除了结合图片等多媒体教学手段介绍相关光电子器件的工作原理外，最好能够给学生展示光电子器件的实物，以便给学生一些感官认识。电子信息工程专业光电子技术课程的系统方面的知识点包括：光电成像系统、光电显示系统等。
其中，光电成像系统的基本器件是电荷耦合摄像器件(CCD)，CMOS摄像器件和电荷注入器件(CID)。目前，CCD摄像器件的应用最为成熟和广泛，主要包括线阵CCD和面阵CCD等，其原理基础仍然是光电半导体器件和两相或三相电极电路的结合。因此，教学中应结合脉冲数字电路知识重点讲解CCD的原理和特点。光电成像系统的内容包括：系统基本结构、基本参数、红外成像系统、红外成像中的信号处理及综合特性等。其中红外成像系统涉及很多应用光学方面的知识，这对没有应用光学基础知识的电子信息工程专业的学生来说比较陌生，而且属于光学工程专业学生的研究方向之一，因此，这部分内容简单介绍即可。而红外成像中的信号处理都涉及电子电路方面的知识，属于电子信息工程专业的范畴，这部分内容可以重点讲解。光电显示系统包括阴极射线管原理、液晶显示原理、等离子体显示原理、电致发光显示原理及多色激光显示原理等，其中前三类显示技术的应用已很广泛和成熟，可以重点讲解，而后两类显示技术比较前沿，可以简单介绍，以便让电子信息工程专业的学生了解当今光电显示技术的发展趋势。电子信息工程专业光电子技术课程应用方面的内容包括：光纤通信、激光雷达、激光制导、红外遥感、红外跟踪制导、光纤传感技术等。这些应用技术可以分别举一个相应的实际应用系统进行介绍，让学生体会到光电子技术的重要性和广泛性，激发他们对这门技术的兴趣。#p#分页标题#e#
对于电子信息工程本科专业而言，毕竟培养的学生不属于光学工程或光电子技术领域的人才，而且电子信息工程专业已有很多属于本专业的实验课程及课程设计，笔者认为光电子技术课程的实验教学应根据该专业学生的理论基础和将来他们最可能需要的工程能力而设置。在该课程中，各种光电子器件和原理、功能及应用最易于电子信息工程专业的学生理解，而且也是电子信息工程师应该具备的基本知识，因此，笔者建议开设一些光电子器件的相关实验课。由于光电子技术课程的总学时设置为48学时，所以建议理论教学为40学时，8学时为实验教学(共4个实验)。
光电信息处理技术范文
关键词：光纤；信息化；广电通信
随着通信技术的不断创新，原来电线式信息传递渐渐被无线通信和光纤所取代。光纤是利用光线为传播途径，把信息变成光，通过光来传递讯息。这种技术以及占据通信技术的主导地位。同时广电通信也逐渐采用这项技术，因此实现了高清转播等功能。为广播电视的发展开创了新的明天。在人们喜欢大屏和高清的今天，广电光纤恰好的满足了人们的需求。同时也能推动广电通信的设备升级和技术的不断进步。
1广电光纤光电通信的缺点
总体来说，无线技术和光纤技术对我国广电通讯技术带来了巨大变革。光电技术在不断发展中为我们广播电视的品质的提升提供了必备条件。但是仍然有可以进步的地方。
1.1接入技术还不成熟
由于我国设备和居民电视水平的制约，我国广电光纤在接入技术中还存在一些缺点。这些缺点制约了光纤发挥其快速传递信息的能力，同时在接口处信息抗干扰能力弱。在个别区域还不如传统有线信息传递稳定。经常出现信号延迟，中断等情况。
1.2网络更新换代时，信息企业面临资金和人员的不足
信息运营商在网络更新换代时，因为用户地域广，数量多，经济实力和管理能力上严重不足，所以在信息传导水平落后发达国家很多，渐渐不能满足消费者需求。广电光纤光电通信发展受到阻碍。有些企业为了应对资金不足的情况，降低了光纤通信的质量，所以出现了数据传输的各种问题。
1.3光纤通信安全性工作不到位
我国光纤通信产业覆盖面积大，但是管理人员不足。所以采用人工智能，或者节点服务器自行处理，然后人员负责检查设备问题。在一定程度上解决了人员不足的矛盾。节点服务器和光纤容易被网络工程的高手入侵，窃取信息。人们的个人信息和企业的内部信息安全性得不到应有的保障，社会上个人的隐私及企业机密容易被泄露。如果不能解决信息安全性的问题，那么这就是我国光纤通讯技术的一处短板，在受到网络攻击时，会使现有网络体系瘫痪，造成巨大的经济损害。
2广电光纤信息接入技术的应用
2.1光纤广电通信技术的优点
光纤网络有着传统电话线式网络没有的特性，首先光纤不使用传统有源设备，在成本上节约了购置有源设备的资金，也解放了广电设备所的大量空间。节约了大量设备用电费用和维护费。同时光纤设备故障率低，对广电通信系统的稳定性提供保障。其次光缆的容量极大，一根光缆就可以完成一片区域的信息传递工作，能满足人们日益增长的广播电视需求。
2.2光纤通信的优点分析
2.2.1信息容量大：光纤利用光传递，因此信息能力大，相比较铜丝和电缆的电流传递，光传递可以在一根线中传递多股信息。大大的提高了信息传递效率。
2.2.2传递损耗低：相比电流传递，光传递没有中间的能源损耗。在传统线路中，导体的热效应大大影响了线路的寿命，同时长时间使用时传统线路也容易发生断裂等情况。而光纤传递，只要外表不发生破裂，就可以一直使用，没有热效应等影响寿命的情况。
2.2.3保密性能好：光纤在传递信息有特殊的编码，在信号被截取时，因为不错在电流式频率的变化，所以在不知道编码方式时无法解读相关信息，同时光缆信息被截取时就能被相关部门发现。因为传递光的路线别切断了，所以接收方能第一时间指导光缆出现了问题。
2.2.4抗电磁干扰能力强：光纤原材料有着很好的物理特性，有绝缘性和隔热性。同时强磁场和强电流不会对光纤信息传递造成影响，然而传统材料通常无法经受住这项考验。
2.3广电光纤和广电通信接入技术的发展前景
随着光纤通信技术的不断发展，光纤已成为了数据传输行业-个标志性的生产力。其中，高新技术产业的壮大也决定了PON技术在光接人技术方面的核心地位。作为解决大量消耗光缆芯资源与设备端口资源这一难题的一个主要解决手段，PON技术还可以有效降低各项使用费用，是光接入技术的中坚力量。近几年以来，我国宽带用户呈不断上升趋势，由2G到3G再到4G，在未来的网络应用领域，4G的主角地位是毋庸置疑的，为了保证广电网络的信息传输质量，有效降低建设成本，促进经济效益的增长，同时满足广大用户的需求，无疑要在提高广电光纤和广电通信接入技术上多下功夫。由此可见，在未来的几年，广电光纤和广电通信接入技术的发展在面临巨大挑战的同时也迎来了前所未有的发展机遇。不断提升我国广电光纤和广电通信接入技术水平，抓住这一历史机遇，我国广电通信水平将有一个质的飞跃。
3被动式光纤通信接入的结构与种类
3.1光实体层架构
为了满足用户数众多的接取网型态.被动光网络发展出其特有的光路接入架构。一个被动光网络接入架构可分成三个部份，头端、摇控端及客户端。被动光网络接人花狗最大的特色是可用一个头端服务多个客户端，在被动光网络头端的OLT以单一光纤连接在一个以上的摇控端，并使用被动光组件如光分流器.将下行讯号分散在好几路的光纤中，并连接每个客户端的ONU，这样头端只需要使用一路的光纤就可以与所有的用户连接，达到节省光纤及设备的目的。这个架构对于下行讯号而言，即行成一个广播式的讯号，因此必需让客户端的设备（ONU）知道那些讯号是被允许接收的：另一方面，为了避免上行讯号间的碰撞，造成干扰，所有的ONU必需在被允许的时间内发出上行讯号，而其它的时间必需将其光发射机减低到不影响其它ONU上行讯号的功率以下。
3.2被动光网络种类
目前被动光网络接人架构依照传送给各客户端讯号的多任务方式，大致可分为分时多任务（TDM）及分波多任务（WDM）两类，其中分时多任务的被动光网络是将上下行讯号以切割不同时槽的方式，区分数据是给那一个用户或是用户可上传数据：分波多任务型则是利用光通讯中的分波多任务原理，以不同的波长分别载送不同客户端的讯号。目前由于分波多任务组件价格较高.且对于接取网频宽的需求还没有达到非得采用分波多任务的要求。
结束语
光纤技术的快速发展，带动了广电通信技术的发展和变革。为我们带来了更加清晰的电视广播节目，促进了生活品质提高。在运用光纤技术时要认识清楚光纤的优点，同时做好升级和接入技术的提高，做好接入技术的信号转换工作。切实的让居民生活感受到技术革新带来的优点和便利。■
参考文献
[1]高辉.光纤通信的原理研究及其发展方向分析叨[J].科技资讯，2010（33）.
[2]康恒，梁永强.光纤通信的发展趋势探讨[J].企业家天地（理论版），2010（7）.