光纖通信第一次實驗報告

1、四川大學(xué)電氣信息學(xué)院光纖通信第一次實驗報告組員：_ _報告撰寫人：_ _學(xué)號：_ _實驗1 電光、光電轉(zhuǎn)換傳輸實驗一、實驗?zāi)康模耗康模毫私獗緦嶒炏到y(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)，初步了解完整光通信的基本組成結(jié)構(gòu)，掌握光通信的通信原理。要求：1.畫出實驗過程中測試波形，標上必要的實驗說明。2.結(jié)合實驗步驟，敘述光通信的信號變換、傳輸過程。3.畫出兩實驗箱間進行雙工通信的連接示意圖，標上必要的實驗說明。4.如果將光跳線分別連接TX1310、RX1550兩法蘭接口，P204測試點是否有信號，信號與TX1310是否一樣，寫出你的答案，通過實驗驗證你的答案。二、實驗基本原理圖：本實驗系統(tǒng)主要由兩大部分組成：電端機部分

2、、光信道部分。電端機又分為電信號發(fā)射和電信號接收兩子部分，光信道又可分為光發(fā)射端機、光纖、光接收端機三個子部分。實驗系統(tǒng)（光通信）基本組成結(jié)構(gòu)（光通信）如下圖所示：光 電電 光電發(fā)射電接收光發(fā)射光接收TX1310RX1310 光纖 1310nmLD+單模圖1.2.1 實驗系統(tǒng)基本組成結(jié)構(gòu)三、實驗步驟1.連接電路用光跳線連接TX1310、RX1310接口（注意收集好器件的防塵帽）。打開系統(tǒng)電源，液晶菜單選擇“碼型變換實驗CMI碼PN”，在P101口輸出32KHZ的15位m序列。通過示波器確認有相應(yīng)的基帶波形輸出后，連接P101、P201兩鉚孔，示波器A通道測試TX1310測試點，調(diào)節(jié)W201改變

3、送入光發(fā)端機信號幅度，不超過5V。然后觀察示波器B通道測試光收端機輸出電信號的P202測試點，看是否有與TX1310測試點一樣或類似的信號波形。2.采用固定CMI碼作為基帶信號重復(fù)以上步驟，并記錄波形。3.觀察接口影響輕輕擰下TX1310或RX1310法蘭接口的光跳線，觀測P202測試點的示波器B通道是否還有信號波形？重新接好，此時是否出現(xiàn)信號波形。4.如果要求兩實驗箱間進行雙工通信，如何設(shè)計連接關(guān)系，設(shè)計出實驗方案，并進行實驗。5.如果將光跳線分別連接TX1310、RX1550兩法蘭接口，P204測試點是否有信號，信號與TX1310是否一樣，寫出你的答案，通過實驗驗證你的答案。四、實驗結(jié)果1

4、.CMI-PN碼波形情況記錄示波器顯示如圖所示：其中，CH1（上部分）為輸入電路信號波形，CH2表示輸出波形。由于采用PN碼作為基帶信號的抖動較大，在調(diào)節(jié)輸入電壓峰值時，W201靈敏不易調(diào)控，所以此時峰值采用5.80V。同時可以觀察到，輸出波形有存在較小的失真度，信號質(zhì)量較好。2.CMI-固定序列碼波形情況記錄示波器顯示如圖所示：采用的輸入序列為：0101 1101輸出信號的失真較小，其信號質(zhì)量較好。3. 在擰下TX1310或RX1310法蘭接口的光跳線，觀測P202（為信號波形輸出點）測試點的示波器B通道，此時無信號波形的輸出？重新接好，出現(xiàn)信號波形。如圖所示：4.雙工通信實現(xiàn)方案 由于實驗

5、器材受限，假設(shè)1550nm部分為另一臺的光端機。雙工通信的原理是實現(xiàn)一點與另一點之間可實現(xiàn)同時收發(fā)的過程。然而本實驗中為單向系統(tǒng)，在實驗中可以將發(fā)信端的輸入基帶信號電路連入其模塊TX1310，然后TX1310光端接口連入收信端RX1310光端口，同時在收信端的蘇茹基帶信號電路連入其模塊TX1310，最后TX1310光端接口連入發(fā)信端RX1310光端口。從而實現(xiàn)雙纖單向的雙工通信。5.將TX1310與RX1550接口連接，所得的波形序列質(zhì)量較差，基本上難以讀取信號，與理論估計情況相同。實驗2 數(shù)字光端機平均光功率及消光比測量一、實驗?zāi)康?.了解數(shù)字光發(fā)端機平均光功率、消光比的指標要求2.掌握光發(fā)

6、端機輸出光功率、消光比的測試方法二、基本原理1平均光功率是指給光發(fā)端機的數(shù)字驅(qū)動電路送入一偽隨機碼二進制序列為測試信號，用光功率計直接測試光發(fā)端機的光功率，此數(shù)值即為數(shù)字發(fā)送單元的平均光功率。平均光功率是在額定電流下測得的，否則結(jié)果有偏差。實驗測量結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示：2.消光比指光發(fā)射端機的數(shù)字驅(qū)動電路送全“0”碼，測得此時的光功率P0；給光發(fā)射端機的數(shù)字驅(qū)動電路送全“1”碼，此時光功率P1，將P0、P1代入公式：EXT=10Lg(P1/P0)來得到光發(fā)射端機的消光比。三、實驗步驟1.測量光功率：打開系統(tǒng)電源，液晶菜單選擇“碼型變換實驗- CMI碼設(shè)置” 確認，利用SW101撥碼器設(shè)置的8比

7、特周期性序列，。記錄碼型和對應(yīng)的輸出光功率，得出你的結(jié)論。2.測量消光比：設(shè)置撥碼器SW101為，記錄碼型和光功率。然后，將撥碼器SW101設(shè)置為，W201保持不變，記錄碼型和對應(yīng)的輸出光功率P0。將P0、P1代入公式2.1.1，算出此數(shù)字光端機的消光比EXT。3.利用CMI碼PN碼測量光功率液晶菜單選擇“碼型變換實驗CMI碼PN”。確認，即在P101鉚孔輸出32KHZ的15位m序列。以同樣的方法測試，記錄碼型和平均光功率值。液晶菜單選擇“光纖測量實驗平均光發(fā)功率”。確認，即在P103（P108）鉚孔輸出1KHZ的31位m序列。以同樣的方法測試，記錄碼型、速率和平均光功率值。對比15位、31位

8、PN碼測得的數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。四、實驗結(jié)果1.采用序列為固定8位序列的CMI碼（Vp-p=3.28V）序列碼型光功率(dBm)P=-16.75P=-13.19P=-26.22結(jié)論：根據(jù)數(shù)據(jù)和CMI編碼原理，當為0時用01表示，可以看出0越多時，光功率越高。2.采用隨機序列測量光功率測量隨機序列數(shù)據(jù)記錄：15位隨機序列P=-12.17dBm31位隨機序列P=-12.51dBm隨機序列波形圖： 31位PN碼 15位PN碼結(jié)論：根據(jù)數(shù)據(jù)和PN隨機序列滿足0、1出現(xiàn)次數(shù)接近相同以及CMI編碼原理原則，可以看出，其輸出光功率接近相同。3.消光比測量序列碼型光功率(dBm)P0=0P1=-9.80代入可得：

9、EXT=10lg（P0/P1）=0結(jié)論：由于在本次實驗中，P0的測量通常不能精確測得因閾值電流產(chǎn)生的功率，因此通常全零時功率為0，所以采用P0/P1情況。4.思考結(jié)論消光比的這一指標，表示了光發(fā)送電路的一定質(zhì)量參數(shù)。消光比過大時，即調(diào)制電流變化太大，容易產(chǎn)生調(diào)制過程中電光延遲和弛豫振蕩。然而消光比過小時，又容易因偏置電流產(chǎn)生噪聲功率而造成接收信噪比不能達到性能指標和光譜寬度增加的情況。實驗3 光衰減器的性能指標測量一、實驗?zāi)康?.了解光衰減器的指標要求2.掌握光衰減器的測試方法二、實驗儀器1.光纖通信實驗箱2.20M雙蹤示波器3.光功率計（FC-FC單模尾纖） 4.光衰減器(1310nm/15

10、50nm)5.信號連接線 2根三、實驗原理采用輸入信號為1KHZ的31位m序列，然后連接電路，在正常工作的條件下，在TX1310端測得光功率，記為P1，然后將衰減器串入電路，測其光功率值，記為P2。四、實驗結(jié)果測量數(shù)據(jù)如下：無衰減器光功率P1P1=-11.78dBm接入衰減器光功率P2P2=-20.54dBm代入，測得其衰減精度為：Li=10Lg(P2/P1)=8.76dB結(jié)論：衰減器在光纖線路系統(tǒng)中為滿足一些傳輸指標而設(shè)定，其大小參數(shù)需要滿足根據(jù)實際鏈路而進行規(guī)定和選擇。實驗4 波分復(fù)用器的性能指標測量一、實驗?zāi)康?.了解光波分復(fù)用器（OPTIC WDM）的指標要求2.掌握光波分復(fù)用器的測試

11、方法2.了解光波分復(fù)用器的用途二、實驗儀器1.光纖通信實驗箱2.20M雙蹤示波器3.光功率計（FC-FC單模尾纖） 4.光復(fù)用器（中心波長1310/1550） 25.活動連接器 16.信號連接線 2根三、實驗原理1310nm光發(fā)1550nm光發(fā)TX1310TX1550ab Pg波分復(fù)用器dec圖3.4.3 波分復(fù)用器測量連接示意圖（一） 測量1310nm的插入損耗和波長隔離度如圖3.4.3中所示，首先測出1310nm光源的輸出光功率，記為Pa。緊接著將波分復(fù)用器的c點接1310nm光源a點，用光功率計測出波分復(fù)用器的輸出d、e兩點功率，分別記為Pd 、Pe。代入下面公式得出對應(yīng)的插入損耗和隔離

12、度。填入表格3.4.1。插入損耗： （dB） （式3.4.1）隔離度： （dB） （式3.4.2）（二） 測量1550nm的插入損耗和波長隔離度如圖3.4.3中所示，首先測出1550nm光源的輸出光功率，記為Pb。緊接著將波分復(fù)用器的c點接1550nm光源b點，用光功率計測出波分復(fù)用器的輸出e、d兩點功率，分別記為Pe 、Pd。代入下面公式得出對應(yīng)的插入損耗和隔離度。填入表格3.4.1。插入損耗： （dB） （式3.4.3）隔離度： （dB） （式3.4.4）四、實驗結(jié)果測量時，1310nm的Vp-p=4.36V，1550nm的Vp-p=4.64V功率波長輸入功率（mW）輸出功率（dBm）插入損耗（dB）隔離度（dB）1310nmPa：-10.49Pd：-10.