光線實(shí)驗(yàn)報(bào)告_

1、光纖實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級(jí)姓名學(xué)號(hào)第一章：實(shí)驗(yàn)2 電光、光電轉(zhuǎn)換傳輸實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)；2.初步了解完整光通信的基本組成結(jié)構(gòu)；3.掌握光通信的通信原理。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.光纖通信實(shí)驗(yàn)箱2.20M雙蹤示波器3.FC-FC單模尾纖 1根4.信號(hào)連接線 2根三、基本原理本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由兩大部分組成：電端機(jī)部分、光信道部分。電端機(jī)又分為電信號(hào)發(fā)射和電信號(hào)接收兩子部分，光信道又可分為光發(fā)射端機(jī)、光纖、光接收端機(jī)三個(gè)子部分。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)系統(tǒng)基

2、本組成結(jié)構(gòu)在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，電發(fā)射部分可以是M序列，可以是各種線路編碼（CMI、5B6B、5B1P等），也可以是語(yǔ)音編碼信號(hào)或者視頻信號(hào)等，光信道可以是1310nmLD+單模光纖組成，可以是1550nmLD+單模光纖組成，也可以是850nmLED+多模光纖（選配）組成。需要說(shuō)明的是本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中提供的兩種工作波長(zhǎng)的數(shù)字光端機(jī)，都是一體化結(jié)構(gòu)。光端機(jī)包括光發(fā)射端機(jī)TX（集成了調(diào)制電路、自動(dòng)功率控制電路、激光管、自動(dòng)溫度控制等），光接收端機(jī)RX（集成了光檢測(cè)器、放大器、均衡和再生電路）。其數(shù)字電信號(hào)的輸入輸出口，都由銅鉚孔開(kāi)放出來(lái)，可自行連接。一體化數(shù)字光端機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如下： P202/P204TX

3、1310/1550 TX光接收輸入光發(fā)射輸出光纖圖1.2.2 一體化數(shù)字光端機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖四、實(shí)驗(yàn)步驟1.關(guān)閉系統(tǒng)電源，將光跳線分別連接TX1310、RX1310兩法蘭接口（選擇工作波長(zhǎng)為1310nm的光信道），注意收集好器件的防塵帽。2.打開(kāi)系統(tǒng)電源，液晶菜單選擇“碼型變換實(shí)驗(yàn)CMI碼PN”。確認(rèn)，即在P101鉚孔輸出32KHZ的15位m序列。3. 示波器測(cè)試P101鉚孔波形，確認(rèn)有相應(yīng)的波形輸出。4. 用信號(hào)連接線連接P101、P201兩鉚孔，示波器A通道測(cè)試TX1310測(cè)試點(diǎn)，確認(rèn)有相應(yīng)的波形輸出，調(diào)節(jié)W201即改變送入光發(fā)端機(jī)信號(hào)（TX1310）幅度，最大不超過(guò)5V。即將m序列電信號(hào)送入

4、1310nm光發(fā)端機(jī)，并轉(zhuǎn)換成光信號(hào)從TX1310法蘭接口輸出。5.示波器B通道測(cè)試光收端機(jī)輸出電信號(hào)的P202測(cè)試點(diǎn)，看是否有與TX1310測(cè)試點(diǎn)一樣或類似的信號(hào)波形。6.按“返回”鍵，選擇“碼型變換實(shí)驗(yàn)CMI碼設(shè)置”并確認(rèn)。改變SW101撥碼器設(shè)置（往上為1，往下為0），以同樣的方法測(cè)試，驗(yàn)證P202和TX1310測(cè)試點(diǎn)波形是否跟著變化。7.輕輕擰下TX1310或RX1310法蘭接口的光跳線，觀測(cè)P202測(cè)試點(diǎn)的示波器B通道是否還有信號(hào)波形？重新接好，此時(shí)是否出現(xiàn)信號(hào)波形。8.以上實(shí)驗(yàn)都是在同一臺(tái)實(shí)驗(yàn)箱上自環(huán)測(cè)試，如果要求兩實(shí)驗(yàn)箱間進(jìn)行雙工通信，如何設(shè)計(jì)連接關(guān)系，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

5、。9.關(guān)閉系統(tǒng)電源，拆除各光器件并套好防塵帽。注：本實(shí)驗(yàn)也可選擇選擇工作波長(zhǎng)為1550nm和擴(kuò)展模塊的光信道。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.畫(huà)出實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)試波形，標(biāo)上必要的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明。2.結(jié)合實(shí)驗(yàn)步驟，敘述光通信的信號(hào)變換、傳輸過(guò)程。3.畫(huà)出兩實(shí)驗(yàn)箱間進(jìn)行雙工通信的連接示意圖，標(biāo)上必要的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明。4.如果將光跳線分別連接TX1310、RX1550兩法蘭接口，P204測(cè)試點(diǎn)是否有信號(hào)，信號(hào)與TX1310是否一樣，寫(xiě)出你的答案，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的答案。1. Tx1310P202CMI碼設(shè)置后P2022 電信號(hào)在前置電路中調(diào)制光信號(hào)，光信號(hào)從Tx口輸出，從Rx口輸入，然后轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，p202口可測(cè)。4. P204

6、可以收到信號(hào)，但是同Tx1310不同第二章：實(shí)驗(yàn)1 數(shù)字光發(fā)端機(jī)的平均光功率測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解數(shù)字光發(fā)端機(jī)平均光功率的指標(biāo)要求；2.掌握光發(fā)端機(jī)輸出光功率的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.光纖通信實(shí)驗(yàn)箱2.20M雙蹤示波器3.光功率計(jì)（FC-FC單模尾纖）4.信號(hào)連接線 1根三、基本原理平均光功率是指給光發(fā)端機(jī)的數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路送入一偽隨機(jī)碼二進(jìn)制序列為測(cè)試信號(hào)，用光功率計(jì)直接測(cè)試光發(fā)端機(jī)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(cè)得的，否則結(jié)果有偏差。實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示：電 光數(shù)字序列光發(fā)射端 機(jī)TX1310 PFC-FC圖2.1.1 平均光功率測(cè)試結(jié)構(gòu)示意

7、圖四、實(shí)驗(yàn)步驟1.關(guān)閉系統(tǒng)電源，按照?qǐng)D2.1.1將1310nm光發(fā)射端機(jī)的TX1310法蘭接口、FC-FC單模尾纖、光功率計(jì)連接好（P101P201，TX1310通過(guò)尾纖接到光功率計(jì)），注意收集好器件的防塵帽。2.打開(kāi)系統(tǒng)電源，液晶菜單選擇“碼型變換實(shí)驗(yàn)- CMI碼設(shè)置” 確認(rèn)，即在P101鉚孔輸出32KHZ的SW101撥碼器設(shè)置的8比特周期性序列，如10001000。3. 示波器測(cè)試P101鉚孔波形，確認(rèn)有相應(yīng)的波形輸出。4. 用信號(hào)連接線連接P101、P201兩鉚孔，示波器A通道測(cè)試TX1310測(cè)試點(diǎn)，確認(rèn)有相應(yīng)的波形輸出，調(diào)節(jié)W201即改變送入光發(fā)端機(jī)信號(hào)（TX1310）幅度最大（不超過(guò)

8、5V），記錄信號(hào)電平值。即將撥碼器設(shè)置序列電信號(hào)送入1310nm光發(fā)端機(jī)，并轉(zhuǎn)換成光信號(hào)從TX1310法蘭接口輸出。5. 調(diào)節(jié)光功率計(jì)工作波長(zhǎng)“1310nm”、單位“dBm”，讀取此時(shí)光功率P，即為1310nm光發(fā)射端機(jī)在正常工作情況下，對(duì)于撥碼器設(shè)置32K的10001000序列的平均光功率，記錄碼型和光功率6. 撥碼器設(shè)置其它序列組合，W201保持不變，記錄碼型和對(duì)應(yīng)的輸出光功率，得出你的結(jié)論。7.按返回鍵，液晶菜單選擇“碼型變換實(shí)驗(yàn)CMI碼PN”。確認(rèn)，即在P101鉚孔輸出32KHZ的15位m序列。以同樣的方法測(cè)試，記錄碼型、速率和平均光功率值。8. 按返回鍵，液晶菜單選擇“光纖測(cè)量實(shí)驗(yàn)平

9、均光發(fā)功率”。確認(rèn)，即在P103（P108）鉚孔輸出1KHZ的31位m序列。以同樣的方法測(cè)試，記錄碼型、速率和平均光功率值。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.記錄數(shù)字光發(fā)射端機(jī)的平均光功率，標(biāo)上必要的實(shí)驗(yàn)參數(shù)說(shuō)明，歸納出光發(fā)射機(jī)輸出的光功率與輸入電信號(hào)的那些參數(shù)有關(guān)。碼型電壓(v)功率(dBm)1000 10003.34-10.111010 10103.34-10.480000 00000-701001 10013.34-10.11結(jié)論：輸出碼的“1”越多，功率越大。 如果對(duì)源碼進(jìn)行編碼，得到CMI碼后在測(cè)量，則功率會(huì)大體不變，因?yàn)樵创a的“1”對(duì)應(yīng)CMI碼“11”“00”交替變換，源碼“0”對(duì)應(yīng)“01”，輸出0

10、 1 個(gè)數(shù)相同。19第二章：實(shí)驗(yàn)2 數(shù)字光發(fā)端機(jī)的消光比測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解數(shù)字光發(fā)端機(jī)的消光比的指標(biāo)要求；2.掌握數(shù)字光發(fā)端機(jī)的消光比的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.光纖通信實(shí)驗(yàn)箱2.20M雙蹤示波器3.光功率計(jì)（FC-FC單模尾纖）4.信號(hào)連接線 1根三、基本原理消光比指光發(fā)射端機(jī)的數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路送全“0”碼，測(cè)得此時(shí)的光功率P0；給光發(fā)射端機(jī)的數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路送全“1”碼，測(cè)得此時(shí)的光功率P1，將P0、P1代入公式：（dB） （式2.1.1）即得到光發(fā)射端機(jī)的消光比。實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示：電 光自編數(shù)據(jù)序列光發(fā)射端 機(jī)TX1310 PFC-FC全0全1圖2.2.1 平均光功率測(cè)試結(jié)構(gòu)示

11、意圖四、實(shí)驗(yàn)步驟1.關(guān)閉系統(tǒng)電源，按照?qǐng)D2.2.1將1310nm光發(fā)射端機(jī)的TX1310法蘭接口、FC-FC單模尾纖、光功率計(jì)連接好（P101P201，TX1310通過(guò)尾纖接到光功率計(jì)），注意收集好器件的防塵帽。2.打開(kāi)系統(tǒng)電源，液晶菜單選擇“碼型變換實(shí)驗(yàn)- CMI碼設(shè)置” 確認(rèn)，即在P101鉚孔輸出32KHZ的SW101撥碼器設(shè)置的8比特周期性序列，如10001000。3. 示波器測(cè)試P101鉚孔波形，確認(rèn)有相應(yīng)的波形輸出。4. 用信號(hào)連接線連接P101、P201兩鉚孔，示波器A通道測(cè)試TX1310測(cè)試點(diǎn)，確認(rèn)有相應(yīng)的波形輸出，調(diào)節(jié)W201即改變送入光發(fā)端機(jī)信號(hào)（TX1310）幅度最大（不超

12、過(guò)5V），記錄信號(hào)電平值。即將撥碼器設(shè)置序列電信號(hào)送入1310nm光發(fā)端機(jī)，并轉(zhuǎn)換成光信號(hào)從TX1310法蘭接口輸出。5. 調(diào)節(jié)光功率計(jì)工作波長(zhǎng)“1310nm”、單位“mW”，設(shè)置撥碼器SW101為11111111，讀取此時(shí)光功率P1，即為1310nm光發(fā)射端機(jī)在正常工作情況下，對(duì)于全1碼的輸出光功率，記錄碼型和光功率。6. 撥碼器SW101設(shè)置為00000000，W201保持不變，記錄碼型和對(duì)應(yīng)的輸出光功率P0。7將P0、P1代入公式2.1.1，算出此數(shù)字光端機(jī)的消光比EXT。8關(guān)閉系統(tǒng)按電源，拆除各光器件并套好防塵帽。注：本實(shí)驗(yàn)如選用平臺(tái)上的兩個(gè)數(shù)字光端機(jī)，由于其一體化設(shè)計(jì)時(shí)作過(guò)處理，因此

13、輸入全“0”時(shí)光功率計(jì)測(cè)不出光功率（極小），即消光比為無(wú)窮，這里可讓學(xué)生學(xué)會(huì)測(cè)試方法。如實(shí)驗(yàn)箱選配有激光和探測(cè)器性能測(cè)試等模塊，學(xué)生可用此模塊進(jìn)行測(cè)試。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.記錄數(shù)字光發(fā)射端機(jī)的消光比，標(biāo)上必要的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明。2.光纖通信系統(tǒng)中的消光比大小對(duì)系統(tǒng)傳輸特性有何影響？為什么？使用1550測(cè)量：碼型 ：1111 1111 光功率：P1=71.5 uw 0000 001 P0=67.40uw消光比：EXT=10*log(p0/p1)= -2.03dB第三章：實(shí)驗(yàn)2 光衰減器的性能指標(biāo)測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解光衰減器的指標(biāo)要求；2.掌握光衰減器的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.光纖通信實(shí)驗(yàn)箱2.20M雙

14、蹤示波器3.光功率計(jì)（FC-FC單模尾纖） 4.光衰減器(1310nm/1550nm)5.信號(hào)連接線 2根三、基本原理（一）一般地光衰減器可分為兩類，即固定光衰減器和可變光衰減器。1. 固定光衰減器固定光衰減器是一種可根據(jù)工程需要提供不同衰減量的精密器件，可分為在線式和法蘭式。主要的用途是：（1）調(diào)整光中繼器之間的增益，以便建立適當(dāng)?shù)墓廨敵觯唬?）光傳輸系統(tǒng)設(shè)備的損耗評(píng)價(jià)及各種試驗(yàn)測(cè)試要求。2. 可變光衰減器（1）可對(duì)光強(qiáng)進(jìn)行連續(xù)可變和步進(jìn)調(diào)節(jié)的衰減，主要用途和設(shè)計(jì)目標(biāo)： 評(píng)價(jià)光纖傳輸系統(tǒng)中作為誤碼率函數(shù)的信噪比S/N。 光功率計(jì)制造中標(biāo)志刻度。 光纖傳輸設(shè)備損耗的評(píng)價(jià)。 光端機(jī)中作為光接收機(jī)

15、接口擴(kuò)大接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍。 用于光纖測(cè)量?jī)x器，做光線路試驗(yàn)與測(cè)試用。為此，可變光衰減器應(yīng)有高的精度和寬的可調(diào)衰減范圍。（2）結(jié)構(gòu)與工作原理可變光衰減器的結(jié)構(gòu)原理圖如圖3.2.1所示：光纖透鏡反射光束可旋轉(zhuǎn)衰耗板圖3.2.1 可變光衰減器的原理結(jié)構(gòu)圖（二）光固定/可調(diào)衰減器測(cè)量結(jié)構(gòu)示意圖，如下圖所示：電 光偽隨機(jī)碼序列光發(fā)射端 機(jī)TX1310 P光固定/可調(diào)衰減器圖3.2.2 平均光功率測(cè)試結(jié)構(gòu)示意圖四、實(shí)驗(yàn)步驟1.關(guān)閉系統(tǒng)電源，按照前面實(shí)驗(yàn)中的圖3.1.2(a)將1310nm光發(fā)射端機(jī)的TX1310法蘭接口、FC-FC單模尾纖、光功率計(jì)連接好，注意收集好器件的防塵帽。2.打開(kāi)系統(tǒng)電源，液晶菜單選

16、擇“光纖測(cè)量實(shí)驗(yàn)平均光發(fā)功率”。確認(rèn)，即在P103（P108）鉚孔輸出1KHZ的31位m序列。3. 示波器測(cè)試P103（P108）鉚孔波形，確認(rèn)有相應(yīng)的波形輸出。4. 用信號(hào)連接線連接P103（P108）、P201兩鉚孔，示波器A通道測(cè)試TX1310測(cè)試點(diǎn)，確認(rèn)有相應(yīng)的波形輸出，調(diào)節(jié)W201即改變送入光發(fā)端機(jī)信號(hào)（TX1310）幅度最大（不超過(guò)5V），記錄信號(hào)電平值。即將1KHZ的31位m序列電信號(hào)送入1310nm光發(fā)端機(jī)，并轉(zhuǎn)換成光信號(hào)從TX1310法蘭接口輸出。5. 調(diào)節(jié)光功率計(jì)工作波長(zhǎng)“1310nm”、單位“mW”，讀取此時(shí)光功率，即為1310nm光發(fā)射端機(jī)在正常工作情況下，對(duì)于31位m

17、序列的平均光功率，記錄光功率P1。6.關(guān)閉系統(tǒng)電源，按照?qǐng)D3.2.2將固定（可調(diào)）衰減器串入光發(fā)射端機(jī)有光功率計(jì)之間，注意收集好器件的防塵帽。7重復(fù)步驟2、4，測(cè)得衰減后的光功率P2， 按 公式計(jì)算即為衰減器的衰減量。若為固定衰減器，則將測(cè)得值與其標(biāo)注的衰減量進(jìn)行比較，算出其衰減精度（一般±10%）。若為可調(diào)衰減器，慢慢調(diào)節(jié)其衰減量，記下P2的變化范圍，算出此可調(diào)衰減器的衰減范圍。7.關(guān)閉系統(tǒng)電源，拆除各光器件并套好防塵帽。注：本實(shí)驗(yàn)也可選擇選擇工作波長(zhǎng)為1550nm的LD光發(fā)射端機(jī)。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.通過(guò)測(cè)試得出待測(cè)固定衰減器的衰減量，計(jì)算出其衰減精度，標(biāo)上必要的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明。2.若為可

18、調(diào)衰減器，記錄其衰減量范圍。3.查找資料,陳述固定衰減器和可變衰減器主要的用途和指標(biāo)。加光衰減器之前：P1= 2.857 uw加光衰減器之后：擰緊：P2= 2.782 uw 未擰緊：P2= 1.532 uw插入損耗: Li =10*log(2.781/2.875)= -0.14 dB Li=10*log(1.532/2.875)= -5.33 dB 第二章：實(shí)驗(yàn)4 自動(dòng)光功率控制（APC）測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解自動(dòng)光功率控制的目的；2.掌握自動(dòng)光功率控制的測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.光纖通信實(shí)驗(yàn)箱（激光/探測(cè)器性能測(cè)試擴(kuò)展模塊，選配）2.光功率計(jì)3.電流表。三、實(shí)驗(yàn)原理在光纖通訊系統(tǒng)中，光發(fā)送

19、電路主要由光源驅(qū)動(dòng)器、光源（主要是半導(dǎo)體光源，包括LED、LD等）、光功率自動(dòng)控制電路（APC）、檢測(cè)器、溫度自動(dòng)控制（ATC）以及告警電路等部分組成。要使半導(dǎo)體激光器克服供電電源波動(dòng)、器件老化等因素的影響，確保激光器輸出功率穩(wěn)定，就必須設(shè)計(jì)自動(dòng)功率控制（APC）電路。電信號(hào)輸入接口電路驅(qū)動(dòng)電路APC電路圖2.4.1 LD自動(dòng)功率控制（APC）結(jié)構(gòu)框圖光發(fā)端機(jī)光信號(hào)輸出光檢測(cè)器如上圖，光發(fā)射機(jī)發(fā)出的光經(jīng)光電檢測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。電流檢測(cè)電路檢測(cè)，光發(fā)射機(jī)發(fā)出的功率變小時(shí)，由電流反饋電流增大光發(fā)射機(jī)的調(diào)制的電流，增大光功率，達(dá)到自動(dòng)光功率控制的目的。四、實(shí)驗(yàn)步驟2電流表（直流檔）插入P02

20、，P03，正表筆接P02，負(fù)表筆接P03，將K02跳線器拔掉。3K01跳線器插入左側(cè)數(shù)字電路。4加電后即可開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。5要測(cè)出自動(dòng)光功率控制（APC）的結(jié)果，需要將無(wú)APC和有APC進(jìn)行比較。按照下表進(jìn)行測(cè)試：6將所測(cè)數(shù)據(jù)填入上表，從上表看出，有APC時(shí)，接與不接信號(hào)，電流和功率變化較小，而無(wú)APC時(shí)，電流和功率變化比較大。所以，可以看出當(dāng)激光器輸出光功率突然變化時(shí)，APC電路將自動(dòng)調(diào)整其輸出功率，確保激光器輸出功率穩(wěn)定。上面實(shí)驗(yàn)參數(shù)，驗(yàn)證了APC電路對(duì)光功率突然變大的影響。另外，也可驗(yàn)證APC電路對(duì)光功率突然變小的影響，請(qǐng)實(shí)驗(yàn)者自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.對(duì)比測(cè)試的1310

21、nmLD的有APC和無(wú)APC測(cè)試數(shù)據(jù)，得出你的結(jié)論。無(wú)APC（K03跳線插入右側(cè)）有APC（K03跳線插入左側(cè)）P01接地，調(diào)整W01，使電流指示為6mA6mA測(cè)出信號(hào)為0時(shí)的功率P01未接上數(shù)字信號(hào)，測(cè)出此時(shí)的電流P01接上數(shù)字信號(hào)，測(cè)出此時(shí)的功率 6.0uw2.4uw 8mA 9mA 13.2uw 5.3uw結(jié)論：從上表看出，有APC時(shí)，接與不接信號(hào)，電流和功率變化較小，而無(wú)APC時(shí)，電流和功率變化比較大。所以，可以看出當(dāng)激光器輸出光功率突然變化時(shí)，APC電路將自動(dòng)調(diào)整其輸出功率，確保激光器輸出功率穩(wěn)定。上面實(shí)驗(yàn)參數(shù)，驗(yàn)證了APC電路對(duì)光功率突然變大的影響。第三章：實(shí)驗(yàn)4 波分復(fù)用器的性能

22、指標(biāo)測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解光波分復(fù)用器（OPTIC WDM）的指標(biāo)要求；2掌握光波分復(fù)用器的測(cè)試方法；3了解光波分復(fù)用器的用途。二、實(shí)驗(yàn)儀器1光纖通信實(shí)驗(yàn)箱220M雙蹤示波器3光功率計(jì)（FC-FC單模尾纖） 4光波分復(fù)用器（中心波長(zhǎng)1310/1550） 1對(duì)5活動(dòng)連接器 1個(gè)6信號(hào)連接線 2根三、基本原理光波分復(fù)用器又稱為光合波/分波器。光波分復(fù)用器是為適應(yīng)光波波分復(fù)用技術(shù)的需要研制出來(lái)的，使用光波分復(fù)用器的主要目的是提高光纖傳輸線路的傳輸容量。波分復(fù)用是指一條光纖中同時(shí)傳輸具有不同波長(zhǎng)的幾個(gè)光載波，而每個(gè)光載波又各自載荷一群數(shù)字信號(hào)，因此波分復(fù)用又稱多群復(fù)用。圖3.4.1給出的是波分復(fù)用通信

23、的原理圖。具有不同波長(zhǎng)、各自載有信息信號(hào)的若干個(gè)載波經(jīng)由通道CH1、CH2、CHn等進(jìn)入合波器，被耦合到同一條光纖中去，再經(jīng)過(guò)此條光纖長(zhǎng)距離傳輸，到終端進(jìn)入分波器，由其按波長(zhǎng)將各載波分離，分別進(jìn)入各自通道CH1、CH2、CHn，并分別解調(diào)，從而使各自載荷的信息重現(xiàn)。同樣過(guò)程可沿與上述相反的方向進(jìn)行，如圖中的虛線所示，這樣的復(fù)用稱為雙向復(fù)用，顯然，雙向復(fù)用的復(fù)用量將增大一倍，如一個(gè)通道傳輸?shù)男畔⒘繛锽，單向復(fù)用傳輸?shù)膭t為NB，雙向復(fù)用傳輸?shù)膭t為2NB。從上面分析不難看出，復(fù)用通信系統(tǒng)中關(guān)鍵的部件是合波、分波器，由于分波器與合波器在原理上是相同的，因此可統(tǒng)稱波分復(fù)用器。合波器/分波器分波器/合波器

24、CH1CH2CHn-1CHnCH1CH2CHnCH1+CH2+CHnCHn-1圖3.4.1 波分復(fù)用原理圖光波分復(fù)用器一般地分為有源、無(wú)源以及集成光學(xué)型幾類。1. 無(wú)源光波復(fù)用器無(wú)源光波復(fù)用器由光濾波器構(gòu)成。光濾波器一般地分為三種類型，即相干光濾波器、棱鏡型濾波器，以及衍射光柵濾波器。2. 有源波分復(fù)用器 有關(guān)有源光波分復(fù)用器主要是多波長(zhǎng)激光器（LD），多波長(zhǎng)發(fā)光二極管（LED）、多波長(zhǎng)光檢測(cè)器以及集成光學(xué)型的光波分復(fù)用器。3. 光波分復(fù)用器一般性能 光波分復(fù)用器的主要性能指標(biāo)是：波分復(fù)用光通道數(shù)、工作波長(zhǎng)、插入損耗、波長(zhǎng)隔離度以及結(jié)構(gòu)方式、外形尺寸等等。光波分復(fù)用器的主要技術(shù)性能指標(biāo)如： 工

25、作波長(zhǎng)：1300、1550nm 插入損耗：0.5dB 波長(zhǎng)隔離度：>20 dB 溫度范圍：065 熱穩(wěn)定性：4%偏振穩(wěn)定性：±2.5%回波損耗：>50 dB最大功率：350mW本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供了1310nm、1550nm兩個(gè)工作波長(zhǎng)光源，所以配置波分復(fù)用器也必須是這兩個(gè)工作波長(zhǎng)。圖3.4.2為波分復(fù)用器（合波器、分波器）在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中常用連接示意圖。a點(diǎn)1310nm光波與b點(diǎn)1550nm光波經(jīng)合波器復(fù)用到達(dá)c點(diǎn)，即1310nm+1550nm光波；c點(diǎn)復(fù)用光波經(jīng)分波器后，又分為d點(diǎn)1310nm光波和e點(diǎn)1550nm光波。理想情況下，d點(diǎn)應(yīng)是與a點(diǎn)完全一樣的1310nm光波，e

26、點(diǎn)應(yīng)是與b點(diǎn)完全一樣的1550nm光波。由于插入損耗等性能指標(biāo)并不十分理想，d點(diǎn)和e點(diǎn)輸出的光波的功率與輸入的a點(diǎn)，b點(diǎn)的參數(shù)會(huì)有差異。下面將對(duì)插入損耗和隔離度等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。1310nm光發(fā)1550nm光發(fā)合波器分波器TX1310TX1550abcde Pg圖3.4.2 波分復(fù)用器常用連接示意圖圖3.4.2中，c點(diǎn)的1310nm光功率與a點(diǎn)的1310nm光功率的差值為光波分復(fù)用器對(duì)1310nm光傳輸?shù)牟迦霌p耗，c點(diǎn)的1550nm光功率與b點(diǎn)的1550nm光功率的差值為光波分復(fù)用器對(duì)1550nm光傳輸?shù)牟迦霌p耗。但由于便攜式光功率計(jì)不能濾除1310nm光只測(cè)1550nm的光功率，同時(shí)也不能濾除

27、1550nm光只測(cè)1310nm的光功率。所以我們改用下面方法進(jìn)行插入損耗測(cè)量，也可以同時(shí)對(duì)其隔離度指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。見(jiàn)圖3.4.3：1310nm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(cè)量連接示意圖（一）測(cè)量1310nm的插入損耗和波長(zhǎng)隔離度如圖3.4.3中所示，首先測(cè)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(diǎn)接1310nm光源a點(diǎn)，用光功率計(jì)測(cè)出波分復(fù)用器的輸出d、e兩點(diǎn)功率，分別記為Pd 、Pe。代入下面公式得出對(duì)應(yīng)的插入損耗和隔離度。填入表格3.4.1。插入損耗： （dB） （式3.4.1）隔離度： （dB） （式

28、3.4.2）（二）測(cè)量1550nm的插入損耗和波長(zhǎng)隔離度如圖3.4.3中所示，首先測(cè)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(diǎn)接1550nm光源b點(diǎn)，用光功率計(jì)測(cè)出波分復(fù)用器的輸出e、d兩點(diǎn)功率，分別記為Pe 、Pd。代入下面公式得出對(duì)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(shí)驗(yàn)步驟（一）光波分復(fù)用器1310nm光傳輸插入損耗和波長(zhǎng)隔離度的測(cè)量1關(guān)閉系統(tǒng)電源，按照前面實(shí)驗(yàn)中圖3.1.2（a）將1310nm光發(fā)射端機(jī)的TX1310法蘭接口、FC-FC單模尾纖、光功率計(jì)連接好，注意收集好器件的防

29、塵帽。2打開(kāi)系統(tǒng)電源，液晶菜單選擇“光纖測(cè)量實(shí)驗(yàn)平均光發(fā)功率”。確認(rèn)，即在P103（P108）鉚孔輸出1KHZ的31位m序列。3示波器測(cè)試P103（P108）鉚孔波形，確認(rèn)有相應(yīng)的波形輸出。4用信號(hào)連接線連接P103（P108）、P201兩鉚孔，示波器A通道測(cè)試TX1310測(cè)試點(diǎn)，確認(rèn)有相應(yīng)的波形輸出，調(diào)節(jié)W201即改變送入光發(fā)端機(jī)信號(hào)（TX1310）幅度最大（不超過(guò)5V），記錄信號(hào)電平值。即將1KHZ的31位m序列電信號(hào)送入1310nm光發(fā)端機(jī)，并轉(zhuǎn)換成光信號(hào)從TX1310法蘭接口輸出。5調(diào)節(jié)光功率計(jì)工作波長(zhǎng)“1310nm”、單位“mW”，讀取此時(shí)光功率，即為1310nm光發(fā)射端機(jī)在正常工作情況下，對(duì)于31位m序列的平均光功率，記錄光功率Pa。6關(guān)閉系統(tǒng)電源，按照?qǐng)D3.4.3