光纖通信原理實(shí)驗(yàn)

1、前 言1 實(shí)驗(yàn)總體目標(biāo)光纖通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要是為從事光纖通信專業(yè)的教學(xué)提供先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)手段，該設(shè)備中的系統(tǒng)功能電路組成、通信過程與實(shí)際設(shè)備近可能一致，并在此基礎(chǔ)上增設(shè)特殊的測試環(huán)境，使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虮容^容易的掌握光端機(jī)（電終端和光終端）組成的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)以及常用技術(shù)指標(biāo)測量方法，促進(jìn)對光纖通信技術(shù)理論知識的掌握和理解。 適用專業(yè)通信工程、電子信息 先修課程模擬電子、數(shù)字電子、通信原理、數(shù)字通信原理以及光纖通信原理 實(shí)驗(yàn)課時(shí)分配實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)一 無源光器件特性測量4實(shí)驗(yàn)二 PDH終端呼叫處理通信系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)三 光纖通信鏈路連接和在線光信號監(jiān)測實(shí)驗(yàn)2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境在通信實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)

2、驗(yàn)，需要有光纖通信實(shí)驗(yàn)平臺、光纖無源實(shí)驗(yàn)平臺、電源、信號發(fā)生器以及示波器等基本儀器設(shè)備。 實(shí)驗(yàn)總體要求實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模私鈱?shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容，掌握實(shí)驗(yàn)步驟以及注意事項(xiàng)，做好實(shí)驗(yàn)記錄，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，并寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 本實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)、難點(diǎn)及教學(xué)方法建議在實(shí)驗(yàn)之前需要認(rèn)真學(xué)習(xí)和理解該文件中所涉及到的電路和相關(guān)知識。目 錄 緒論 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)概述1實(shí)驗(yàn)一 無源光器件特性測量9實(shí)驗(yàn)二 PDH終端呼叫處理通信系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)29實(shí)驗(yàn)三 光纖通信鏈路連接和在線光信號監(jiān)測實(shí)驗(yàn)36附一：跳線器默認(rèn)狀態(tài)圖附二：測試孔位置圖緒論 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)概述 1.1 概 述 “光纖

3、通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”由光無源器件實(shí)驗(yàn)平臺、模擬圖像傳輸系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、光終端機(jī)、電終端機(jī)以及誤碼測試模塊、OTDR功能等幾大部分組成。 “光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”所涉及的技術(shù)在光無源器件實(shí)驗(yàn)平臺有波分復(fù)用、擾模器、回波損耗、插入損耗等技術(shù)；模擬圖像傳輸系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)有模擬圖像傳輸和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸與接口等技術(shù)；在光終端機(jī)部分有：HDB3編譯碼、同步數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)擾碼與解擾碼、CMI編譯碼、5B6B編譯碼、誤碼檢測、光終端定時(shí)和單芯雙向光路傳輸、波分復(fù)用、OTDR/OCDMA等技術(shù)；在電終端機(jī)部分有：24線用戶接口、DTMF檢測、PCM編碼、數(shù)字復(fù)接解復(fù)接（E1傳輸技術(shù)

4、）和電終端定時(shí)技術(shù)等。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)將當(dāng)今通信領(lǐng)域的核心技術(shù)和新器件融入光纖通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)，具有以下特點(diǎn)：1、 光路功能強(qiáng)大：本實(shí)驗(yàn)箱以光收發(fā)模塊和光無源器件為重點(diǎn)，開設(shè)了光路測量方面的幾十種相關(guān)實(shí)驗(yàn)。如：激光發(fā)送器的PI特性、光鏈路連接、光接收器的眼圖觀測等等2、 多功能：本實(shí)驗(yàn)箱集成了光纖線路設(shè)備（光無源器件）、數(shù)字光纖通信系統(tǒng)、模擬 圖像光纖傳輸系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)光纖傳輸系統(tǒng)、誤碼在線測試、OTDR/OCDMA以及二次開發(fā)等多種技術(shù)。給學(xué)生揭示了當(dāng)今光纖通信的最先進(jìn)技術(shù)，是一種高科技含量、高性價(jià)比的通信專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。3、 基礎(chǔ)性：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與當(dāng)今光纖通信原理課程和教學(xué)大綱結(jié)合緊密，具有完善的實(shí)驗(yàn)指

5、導(dǎo)書。實(shí)驗(yàn)教材中各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容詳細(xì)，電路詳實(shí)，實(shí)驗(yàn)步驟、操作過程清楚明了，所傳授的知識點(diǎn)與光纖通信技術(shù)原理教材配套。4、 系統(tǒng)性：系統(tǒng)概念突出、完整、清晰是該設(shè)備的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)涵蓋了幾乎所有的光纖通信技術(shù)。電路功能是按各個(gè)電路測試模塊進(jìn)行劃分，通過對這些模塊的測試，可以讓學(xué)生對每一種電路模塊的功能和性能有一個(gè)全面的理解；同時(shí)，每個(gè)電路測試模塊可接入多個(gè)不同系統(tǒng)中進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)，形成一個(gè)較完整的光纖通信系統(tǒng)測試平臺。并且，該實(shí)驗(yàn)設(shè)備所展示的系統(tǒng)工作過程一目了然，便于學(xué)生理解光纖通信的信息流程與基本原理。5、 實(shí)用性：使用兩臺“光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”通過一根光纖就可以構(gòu)成一個(gè)雙向的

6、、遠(yuǎn)距離的（50Km）臨時(shí)應(yīng)急通信系統(tǒng)，可傳輸PCM電話、同步數(shù)據(jù)（速率：2.048Mbps），計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)、模擬圖像等業(yè)務(wù)。6、 開放性：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)資料的完整性（準(zhǔn)確、實(shí)用）、實(shí)驗(yàn)的可測性和正確性、設(shè)備使用的安全性是衡量開放型實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的一個(gè)必備的基本條件?！肮饫w通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”給學(xué)生和老師提供了完備的實(shí)驗(yàn)資料（實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書與實(shí)驗(yàn)電原理圖），同時(shí)配備了可靠的電路板保護(hù)膜，為建立開放型的一流實(shí)驗(yàn)室提供了必備的基本條件。1.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成一、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)模塊布局“光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”由光無源器件實(shí)驗(yàn)平臺、模擬圖像傳輸系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)字傳輸系統(tǒng)、PDH電終端機(jī)、光終端機(jī)以及誤碼在線測試模塊、

7、OTDR/OCDMA等幾大部分組成。為便于學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)，在“光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”中，各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均以模塊進(jìn)行劃分，在PCB板上均由白色細(xì)線條將其明顯分割開來，各大部分在PCB板上則由白色粗線條明顯劃分開來。同時(shí)為體現(xiàn)出電終端機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中的相對獨(dú)立性，以及便于高校老師對實(shí)驗(yàn)裝置的配置，這部分的PCB板置于實(shí)驗(yàn)箱的下層，而它的各模塊的測試點(diǎn)全部引接到上層的PCB板上。每個(gè)測試模塊既能單獨(dú)開設(shè)實(shí)驗(yàn)，又能連成系統(tǒng)開設(shè)實(shí)驗(yàn)，老師可以靈活的組織與實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在“光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”中，電源插座與開關(guān)在機(jī)箱的后面，電源模塊在實(shí)驗(yàn)平臺電路板的下面，它主要完成交流220V到5V、12V、12V

8、、48V的直流變換，給整個(gè)硬件平臺供電。實(shí)驗(yàn)平臺上電路測試模塊布局見圖1.2.1所示。1、 光無源器件主要由兩個(gè)波分復(fù)用器，一個(gè)分路器，一個(gè)衰減器，兩個(gè)連接器和六根尾纖（包括一根多模和五根單模光纖），用這些器件可以構(gòu)成單芯雙向光纖通信系統(tǒng)以及波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)等。2、 模擬傳輸系統(tǒng)把來自攝像頭的視頻基帶信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，送入光發(fā)送模塊。經(jīng)過光纖傳輸，進(jìn)入光接收模塊進(jìn)行視頻基帶處理后，由監(jiān)視器顯示來自發(fā)端的視頻信號。模擬傳輸系統(tǒng)主要由圖像傳輸（收發(fā)）模塊組成。3、 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是一個(gè)雙向雙工的不對稱信道。它把來自計(jì)算機(jī)1的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)字光纖信道，發(fā)送到計(jì)算機(jī)2。計(jì)算機(jī)2可把數(shù)據(jù)通過直通信

9、道，傳送到計(jì)算機(jī)1。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的接口標(biāo)準(zhǔn)采用RS232。它由數(shù)字光纖信道、直通信道和接口電路組成。4、 光終端把來自電終端的信號經(jīng)過線路接口電路（HDB3編譯碼）后，進(jìn)行擾碼（解擾）、光纖線路編碼（CMI5B6B編譯碼），然后進(jìn)入光收發(fā)模塊，經(jīng)過光纖之后，可以通過光無源器件，傳輸?shù)綄Χ?。光終端機(jī)主要由下列功能模塊組成：(1) AMI/HDB3線路編解碼模塊(2) 同步數(shù)據(jù)接口模塊(3) CMI編碼模塊(4) CMI譯碼模塊(5) 5B6B編碼模塊(6) 5B6B譯碼模塊圖1.2.1 光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)布局圖視頻輸出視頻輸入計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2CMI編碼模塊CMI譯碼模塊5B6B編碼

10、模塊5B6B譯碼模塊解復(fù)接模塊復(fù)接模塊PCM模塊DTMF模塊用戶接口模塊誤碼測試模塊接收定時(shí)模塊加擾模擬模塊HDB3編譯碼模塊數(shù)據(jù)接口模塊解擾模塊光收發(fā)模塊光收發(fā)模塊波分復(fù)用器：合波器波分復(fù)用器：分波器(7) 加擾碼模塊(8) 解擾碼模塊(9) 光纖收發(fā)模塊（單模）(10) 接收定時(shí)模塊（含數(shù)字、模擬鎖相環(huán)模塊）(11) 誤碼測試模塊5、 電終端首先把各路基帶信號復(fù)接為E1標(biāo)準(zhǔn)的群路電信號，通過光終端發(fā)送電路變換為光信號，然后經(jīng)光纖傳輸?shù)浇邮斩恕Ｔ诮邮斩嗽俳?jīng)光終端的光檢測電路變換為電信號，送入電終端分路處理。電終端主要由下列功能模塊組成：(1) 用戶電話接口模塊(2) 雙音多頻（DTMF）檢測

11、模塊(3) PCM語音編譯碼模塊(4) 幀傳輸復(fù)接模塊（E1成形模塊）(5) 幀傳輸解復(fù)接模塊（E1解復(fù)接模塊）(6) 發(fā)送定時(shí)模塊二、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對外連接方式“光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”通過下面幾個(gè)端口與外部通信終端或測量設(shè)備進(jìn)行連接：1、 電話接口：連接自動(dòng)電話機(jī)，與對端用戶進(jìn)行通話實(shí)驗(yàn)及測量。2、 同步數(shù)據(jù)接口（在實(shí)驗(yàn)箱下端的同步口模塊內(nèi)）：該接口標(biāo)準(zhǔn)為RS422，通過該端口接收外部的發(fā)送數(shù)據(jù)，并送入光終端機(jī)中；同時(shí)將光終端機(jī)接收的數(shù)據(jù)通過該端口送往外部設(shè)備。3、 尾纖FC連接端口：分別在光纖收發(fā)模塊UE01、UE02的左、右端。用該端口連接一條單模光纖，可與對端實(shí)驗(yàn)箱連接，實(shí)現(xiàn)雙向光纖通

12、信，或?yàn)楣鉄o源器件實(shí)驗(yàn)提供測量光源。4、 J002（時(shí)鐘測試信號輸入），用于向ZH7002型光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中送入各種測試信號。測試信號能否加入測試模塊還與測試模塊的跳線器設(shè)置有關(guān)，具體見測試步驟。5、 TP002（地）（在實(shí)驗(yàn)箱左端的信號輸入接頭）“ZH7002型光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”與外部連接接口布局見圖1.2.2所示。三、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)系統(tǒng)流程及功能分配在“光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”中，各模塊之間的系統(tǒng)連接見圖所示。該系統(tǒng)主要有兩路信號流程：1、 數(shù)字傳輸系統(tǒng)信號的基本流程，以電話業(yè)務(wù)為例，發(fā)送支路為：電話機(jī)用戶電話接口話音編碼E1復(fù)接光終端HDB3編、譯碼數(shù)據(jù)擾碼CMI5B

13、6B編碼電光轉(zhuǎn)換光纖。接收支路為：光纖光電轉(zhuǎn)換CMI5B6B譯碼數(shù)據(jù)解擾E1解復(fù)接PCM譯碼用戶電話接口電話機(jī)。2、 模擬圖像傳輸系統(tǒng)信號的基本流程為：攝像頭基帶處理放大光發(fā)送模塊（光器件）光接收模塊放大基帶處理電視機(jī)這樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的目的是為了在不增加成本的條件下最大限度的增加系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，便于將各測試模塊放在不同系統(tǒng)中進(jìn)行測試、比較，加強(qiáng)學(xué)生對各模塊在系統(tǒng)中的地位、作用、性能的掌握，使學(xué)生對通信系統(tǒng)有一個(gè)較全面的了解，同時(shí)老師可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)實(shí)際課時(shí)對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行組織和優(yōu)化。另外，用兩臺“光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”可以通過兩條單芯單模光纖連接實(shí)現(xiàn)雙向遠(yuǎn)距離（50Km）通信

14、，兩臺實(shí)驗(yàn)箱中可以引入各種光無源器件，讓學(xué)生進(jìn)行光纖無源器件的測量和各種連接實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步掌握光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。實(shí)驗(yàn)一 無源光器件特性測量一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握單模光纖特性2、 掌握多模光纖特性3、理解光連接器和光纖跳線器的各種特性4、熟悉光連接器和光纖跳線器的應(yīng)用方法5、使學(xué)生深入了解WDM器件的各種特性及特點(diǎn)6、熟悉WDM器件的應(yīng)用方法7、使學(xué)生深入了解光可變衰減器的各種特性8、熟悉光可變衰減器的應(yīng)用方法二、 實(shí)驗(yàn)儀器1、光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一臺2、 光功率計(jì) 一臺三、無源光器件在光纖通信的傳輸系統(tǒng)中，除了必備的光終端設(shè)備、電終端設(shè)備和光纖之外，在傳輸線路中還需要各種輔助器件以實(shí)現(xiàn)光

15、纖與光纖之間或光纖與光端機(jī)之間的連接、耦合、合分路、線路倒換以及保護(hù)等多種功能。相對于光電器件，如半導(dǎo)體激光器、發(fā)光二極管、光電二極管以及光纖放大器等光“有源器件”而言，這一類本身不發(fā)光、不放大、不產(chǎn)生光電轉(zhuǎn)換的光學(xué)器件，常被稱之為光“無源器件”。無源器件的種類繁多，功能及形式各異，但在光纖通信網(wǎng)絡(luò)里是一種使用性很強(qiáng)的不可缺少的器件。主要的無源器件有光纖連接器、光纜連接器、光纖耦合器、光開關(guān)、光復(fù)用器(合波器和分波器)、光分路器、光隔離器、光衰耗器、光濾波器，等等。它的作用概括起來主要是：連接光波導(dǎo)或光路；控制光的傳播方向；控制光功率的分配；控制光波導(dǎo)之間、器件之間和光波導(dǎo)與器件之間的光耦合；

16、以及合波和分波等作用。需特別指出，由于生產(chǎn)光“無源器件”的廠家眾多，且品種、結(jié)構(gòu)、外貌各異，價(jià)格也不菲，因此實(shí)驗(yàn)箱中所涉及的光“無源器件”遠(yuǎn)不能代表該類器件的全貌。各學(xué)校可根據(jù)自己教學(xué)的需要和開設(shè)特殊實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的要求，在本實(shí)驗(yàn)箱基礎(chǔ)上添置更多的光“無源器件”，增加新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。本章節(jié)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖亲寣W(xué)生對光纖通信中這一類基本器件的某種結(jié)構(gòu)及相關(guān)性能指標(biāo)有一個(gè)基本了解，熟悉光“無源器件”性能指標(biāo)的測量方法和光學(xué)測量儀器的使用方法，為今后的實(shí)踐打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)?！癦H7002型光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”的光無源器件基本配置見表。序 號名 稱數(shù) 量11310/1550nm分波器（WDM）1只2131

17、0/1550nm合波器（WDM）1只31310nm光分路器（11）1只4FC/FC連接器2只5可變光衰減器（0.530dB）1只6單模光纖5根7多模光纖1根表 光“無源器件”種類和數(shù)量配置(一) 光纖連接器光纖連接器又叫光纖活動(dòng)連接器、或叫活接頭。這是用于連接兩根光纖或光纜形成連續(xù)光通路的可以可拆卸重復(fù)使用的光“無源器件”，被廣泛應(yīng)用在光纖傳輸線路、光纖配線架和光纖測試儀器、儀表中，也是目前使用數(shù)量最多的光無源器件。盡管光纖連接器在結(jié)構(gòu)上千差萬別，品種上多種多樣，但按其功能可以分成如下幾個(gè)部分：連接器插頭：插頭由插針體和外部配件組成，用于完成在光纖器件連接中插拔功能。兩個(gè)插頭在插入轉(zhuǎn)換器或變換

18、器后可以實(shí)現(xiàn)光纖之間的對接。通常將一端裝有插頭的光纖稱為尾纖。光纖跳線：將一根光纖兩頭都裝上插頭，稱為跳線。連接器插頭是其特殊情況，即只在光纖的一頭裝有插頭。跳線的兩頭可以是同一型號，也可以是不同的型號；可以是單芯的，也可以是多芯的。轉(zhuǎn)換器：把兩個(gè)光纖插頭連接在一起，從而使光纖接通的器件稱為轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器又稱法蘭盤。變換器：將某一種型號的插頭變換成另一種型號插頭的器件叫做變換器。在實(shí)際使用中，往往會(huì)遇到這種情況，即手頭上有某種型號的插頭，而設(shè)備或儀器上是另一種信號的插頭或變換器，彼此配接不上，不能工作。此時(shí)，使用相對應(yīng)型號的變換器，問題就迎刃而解了。裸光纖轉(zhuǎn)接器：將裸光纖與光源、探測器以及各類

19、光儀器進(jìn)行連接的器件，稱為裸光纖轉(zhuǎn)接器。裸光纖與裸光纖轉(zhuǎn)接器使用時(shí)可相互連接；用完后，可以將裸光纖抽出它用。因此彼此是可以結(jié)合和分離的。光纖連接器按傳輸媒介的不同可分為單模光纖連接器和多模光纖連接器；按結(jié)構(gòu)類型的不同可分為FC、SC、ST、MU、LC、MT等各種型式；按連接器的插針端面接觸方式可分為FC、PC（UPC）和APC；還有按光纖芯數(shù)的多少分，有單芯光纖連接器和多芯光纖連接器。不管何種連接器，都必須具備損耗低、體積小、重量輕、可靠性高、便于操作、重復(fù)性和互換性好以及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。FC、SC、ST連接器是目前世界上使用量最大的品種，也是我國采用比較常見的光纖品種。1、 FC型（平面對接

20、型）連接器是一種采用卡口螺紋方式連接。這種連接器插入損耗小，重復(fù)性、互換性和環(huán)境可靠性都能滿足光纖通信系統(tǒng)的要求，是目前國內(nèi)廣泛使用的類型。FC型連接器結(jié)構(gòu)采用插頭轉(zhuǎn)接器插頭的螺旋耦合方式。兩插針套管互相對接，對接套管端面拋磨成平面，外套一個(gè)彈性對中套筒，使其壓緊并且精確對中定位。FC型光連接器制造中的主要工藝是高精度插針套管和對中套筒的加工。高精度插針套管有毛細(xì)管型、陶瓷整體型和模塑型三種典型結(jié)構(gòu)。對中套筒是保證插針套管精確對準(zhǔn)的定位機(jī)構(gòu)。根據(jù)其插針端面形狀的不同，它分為固定光纖端面的平面接觸FC、球面接觸的FC/PC和斜球面接觸的FC/APC結(jié)構(gòu)，后兩種有利于減少插針端面的反射損耗。FC連

21、接器外形結(jié)構(gòu)圖參見圖和圖所示。它具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、制造容易的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是對沾污較敏感，應(yīng)保持插針端面的絕對于凈，否則影響連接衰耗。2、 SC（矩形）光纖連接器是一種直接插拔耦合式連接器，不用旋轉(zhuǎn)，可自鎖和開啟，為非螺旋卡口型。它的外殼是矩形結(jié)構(gòu)，采用模塑工藝制作，用增強(qiáng)的PBT的內(nèi)注模玻璃制造。插針套管是氧化鋯整體型，將其端面研磨成凸球面。插針體尾入口是錐形的，以便光纖插入到套管內(nèi)。SC矩形光纖連接器可以是單纖連接器也可以是多纖連接器，單纖外形結(jié)構(gòu)圖參見圖和圖所示。該器件特點(diǎn)是不需要螺紋連接，直接插拔，操作空間小，非常適合于密集安裝狀態(tài)下使用，如光纖配線架，光端機(jī)，以及局域網(wǎng)、用戶網(wǎng)等。

22、按其插針端面形狀也分為平面接觸SC、球面接觸的SC/PC和斜球面接觸的SC/APC幾種結(jié)構(gòu)。3、 ST連接器是一種采用帶鍵的卡口式鎖緊機(jī)構(gòu)來確保連接時(shí)準(zhǔn)確對中的連接器，插針的端面形狀通常為PC面。它的特點(diǎn)主要是使用非常方便，ST連接器外形結(jié)構(gòu)圖參見圖和圖所示。光纖活動(dòng)連接器產(chǎn)生的損耗主要原因有兩個(gè)方面，一是連接技術(shù)上的原因；二是光纖參數(shù)不一致所引起。前者主要有軸心錯(cuò)位、有折角、間隙以及端面不完整等造成光損耗。后者是由于光纖芯徑、相對折射率差、橢圓度、外徑、偏心度以及折射率分布參數(shù)等的差別所引起。連接技術(shù)所造成的損耗往往是主要的，其中軸心錯(cuò)位和間隙造成損耗占有較大的比例。圖較直觀的反映了幾種光纖

23、連接損耗的原因。圖1.3.7 光纖連接損耗的原因表征光纖連接器特性的參數(shù)主要是：插入損耗、回波損耗、重復(fù)性和互換性等。插入損耗（Insertion Loss）：即連接損耗，是指光纖中的光信號通過光纖連接器，其輸出光功率()與輸入光功率()的比的分貝數(shù)，表示為：插入損耗越小越好，一般要求應(yīng)不大于0.5dB?；夭〒p耗（Return Loss, Reflection Loss）：又稱后向反射損耗，是指連接器對鏈路光功率反射的抑制能力，指在光纖連接處，后向反射光功率)與輸入光功率()的比的分貝數(shù)，表示為：回波損耗越大越好，這樣可減少反射光對光源和系統(tǒng)的影響。其典型值應(yīng)不小于25dB。實(shí)際應(yīng)用的連接器，

24、插針表面經(jīng)過了專門的拋光處理，可以使回波損耗更大，一般不低于45dB。重復(fù)性和互換性：重復(fù)性和互換性指標(biāo)是對活動(dòng)連接器而言的。重復(fù)性是指光纖連接器多次插撥后插入損耗的變化，用分貝(dB)表示?；Q性是指連接器各部件互換時(shí)插入損耗的變化，也用分貝(dB)表示。連接器一般由跳線和轉(zhuǎn)換器組成，連接器的重復(fù)性和互換性指標(biāo)可以考核連接器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工工藝的合理性，它們是連接器實(shí)用化的重要標(biāo)志。使用壽命（插拔次數(shù)）：反映連接器滿足技術(shù)參數(shù)范圍內(nèi)插拔次數(shù)的多少。目前使用的光纖連接器一般都可以插拔l000次以上。溫度性能：是指連接器能夠正常使用的溫度范圍。具體是在一定溫度范圍內(nèi)（通常在：4070）連接器的損耗

25、變化量應(yīng)在0.2dB以內(nèi)；此外還有抗拉強(qiáng)度、振動(dòng)等各種環(huán)境試驗(yàn)數(shù)據(jù)等。(二) 耦合器件光耦合器是一種用于傳送和分配光信號的無源器件。通常，光信號由鍋臺器一個(gè)端口輸入，而從另一個(gè)端口或幾個(gè)端口輸出。光耦合器在光纖局域網(wǎng)、光纖有線電視網(wǎng)、干涉型光纖傳感器和某些測量儀表(如光時(shí)域反射計(jì))中有廣泛的應(yīng)用。光耦合器已形成了一個(gè)多功能、多用途的產(chǎn)品系列。根據(jù)不同的情況有不同的分類方法。從功能上，光耦合器可分為：光功率分配器和光波長分配耦合器；從傳導(dǎo)模式上，它可分為：單模耦合器和多模耦合器；從端口形式上，它可分為：X形耦合器、Y形耦合器、星形耦合器和鉗形耦合器等；從工作帶寬上，它可分為：單工作窗口的窄帶耦合

26、器、單工作窗口的寬帶耦合器(WFC)和雙工作窗口的寬帶耦合器(WIC)。幾種端口形式的耦合器如圖所示。我們通常又將與波長無關(guān)的耦合器稱為合分路器；而將與波長有關(guān)者又稱為波分復(fù)用器。與波長無關(guān)類合分路器常用1×N表示其合分路數(shù)，也就是在星形耦合的某一側(cè)只保留一個(gè)端口而已。實(shí)際上，對于路數(shù)較多的合分路器完全可以采取和墾形粥合器一樣的工藝，如熔融技術(shù)。表征鍋臺器特性的主要參數(shù)是：插入損耗、功率鍋臺系數(shù)、分光比和隔離度。插入損耗：是指某一輸出端口的光功率（）與全部輸入光功率（）的比的分貝數(shù)，表示為：功率耦合系數(shù)：定義為耦合臂輸出功率()與輸入光功率()之比，表示為：分光比：定義為耦合器各輸出

27、端口輸出功率()與總輸出功率的比值，表示為：隔離度：是指光耦合器的某一光路對其他光路中的光信號的隔離能力。定義為：某一光路輸出端測到的其他光路的光信號的功率值()與光信號輸入功率()的比的分貝數(shù)，表示為：光耦合器的耦合是靠消逝場的作用，這就需要使光纖的芯線靠近。因此制作光耦合器的方法主要有：側(cè)面研磨法和熔融拉錐法。側(cè)面研磨法是將光纖預(yù)先埋入玻璃塊的弧形槽中，然后對光纖側(cè)面進(jìn)行研磨拋光，同時(shí)監(jiān)測光通量。研磨結(jié)束后，在磨面上加入一小滴匹配液，再將光纖拼接，做成光纖耦合器。熔融拉錐法是將兩根(或兩根以上)除去徐覆層的光纖以一定方式靠攏，在高溫下加熱熔融，同時(shí)向兩側(cè)拉伸，最終在加熱區(qū)形成雙錐體形式的特

28、殊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)傳輸光功率耦合。熔融拉錐法的工藝相當(dāng)成熟，這種方法己成為當(dāng)前制作光耦合器的主要方法。(三) 光衰減器能夠使傳輸線路中的光信號產(chǎn)生定量衰減的器件稱為光衰減器。光衰減器可大致分為固定和可變兩類。固定衰減器和可變衰減器的主要指標(biāo)是其衰減量的準(zhǔn)確度、精度和穩(wěn)定性或重復(fù)性，以及適用的波長區(qū)域。使光纖中的光信號功率衰減的辦法很多，因此衰減器的原理和結(jié)構(gòu)形式也多種多樣。圖是一種小型法蘭式光可調(diào)衰減器（FC標(biāo)準(zhǔn)適配器形式），應(yīng)用于光纖傳輸線路中，可對光強(qiáng)進(jìn)行025dB連續(xù)可變的衰減，對衰減量進(jìn)行在線式調(diào)整與鎖定，使用極為方便。表列出的是該光可調(diào)衰減器技術(shù)性能參數(shù)。圖小型法蘭式光可調(diào)衰減器表 法

29、蘭式光可調(diào)衰減器技術(shù)性能參數(shù)參 數(shù)單 位指 標(biāo)工作波長nm1310或1550附加損耗dB0.3衰減量dB025輸入/輸出形式FC外形尺寸mm19×18.5溫度范圍-4080(四) 光開關(guān)光開關(guān)是使傳輸通路中的光路控制器件，起著控制光信號通、斷或轉(zhuǎn)換光路的作用。它目前廣泛應(yīng)用在主、備光纖線路的切換，光纖或光纜的測量系統(tǒng)中，以及用戶系統(tǒng)、專用線路、光交換機(jī)中等領(lǐng)域。一個(gè)性能良好的光開關(guān)應(yīng)具備插入損耗低、轉(zhuǎn)換重復(fù)性好、開關(guān)速度快、使用壽命長以及結(jié)構(gòu)緊湊等。由于只要能在時(shí)間上或空間上對光波進(jìn)行切換的器件都可制作成光開關(guān)，所以光開關(guān)種類繁多。通常，可將光開關(guān)概括為三類，每一類又有多種具體形式。

30、機(jī)械式光開關(guān)：利用機(jī)械動(dòng)作達(dá)到光開關(guān)的目的。其光開關(guān)優(yōu)點(diǎn)具有插入損耗小、串?dāng)_低；缺點(diǎn)是速度慢，易磨損，容易受振動(dòng)和沖擊的影響。非機(jī)械式光開關(guān)：利用電光效應(yīng)、磁光效應(yīng)及聲光效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光開關(guān)。其光開關(guān)優(yōu)點(diǎn)具有重復(fù)性好、開關(guān)速度快、可靠性高、使用壽命長、尺寸小等。缺點(diǎn)是插入損耗、串光性能不夠理想。半導(dǎo)體光波導(dǎo)開關(guān)：基于電光效應(yīng)電場引起折射率變化、填充帶效應(yīng)或載流子注入感生折射率變化以及量子限制Stark效應(yīng)場感生折射率變化制作成光開關(guān)。其光開關(guān)優(yōu)點(diǎn)具有損耗低、開關(guān)速度快、重復(fù)性好，便于與其它元期間單片集成進(jìn)行批量生產(chǎn)等。(五) 光隔離器光隔離器是光單向傳輸?shù)囊环N非互易性器件，即光的單向器。光隔離器在光

31、纖通信、光信息處理系統(tǒng)、光纖傳感以及精密光學(xué)測量系統(tǒng)中具有重要作用。例如，光發(fā)射機(jī)中光源所發(fā)出的信號光，通常是以活動(dòng)連接器的形式耦合到光纖線路中去的。活接頭處的光纖端面間隙會(huì)使約4的反射光向著光源傳輸（菲涅耳反射光）。對于光頻穩(wěn)定性要求高的光纖通信系統(tǒng)(如相干光通信系統(tǒng)，密集波分復(fù)用或光頻分復(fù)用系統(tǒng)等)，這部分返回光可能影響光源的工作穩(wěn)定性，進(jìn)而影響到系統(tǒng)的正常工作。為此，需在光源和活動(dòng)連接器之間設(shè)置光隔離器，消除不良影響。另外，還有光纖準(zhǔn)直器、光環(huán)行器等等，其功能和和性能不再一一贅述，可參見相關(guān)教材。(六) 在使用光纖無源器件時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：1、 每個(gè)光纖部件插頭都帶有保護(hù)套，使用時(shí)拔下保

32、護(hù)套，并保存好，便于在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)重新套上。2、 光纖部件屬于易損、嬌貴器件，應(yīng)輕拿輕放，避免使用蠻力徑向用勁拽拉光纖或使光纖彎曲弧度過小，造成光纖芯線折斷。各部件之間連接時(shí)須仔細(xì)對準(zhǔn)定位銷位置，并注意接頭的旋緊方向（如FC頭）。3、 平時(shí)使用時(shí)，注意保持光纖插頭前端纖芯表面的清潔，避免碰撞、摩擦，如發(fā)現(xiàn)有污物時(shí)，可用軟緞或棉扦沾無水乙醇輕輕擦拭干凈。（七）光纖光纖是由中心的纖芯和外圍的包層同軸組成的圓柱形細(xì)絲。圖示出光纖的外形。包層纖芯圖1.3.9 光纖的外形光纖的種類很多，這里只介紹作為信息傳輸波導(dǎo)用的由高純度石英（SiO2）制成的光纖。實(shí)用光纖主要有三種基本類型，圖示出其橫截面的結(jié)構(gòu)和折射

33、率分布，光線在纖芯傳播的路徑，以及由于色散引起的輸出脈沖相對輸入脈沖的畸變。這些光纖的主要特征如下。突變型多模光纖（Step-Index Fiber,SIF），這種光纖纖芯直徑一般在5080m，特點(diǎn)是信號畸變大。漸變型多模光纖（Graded-Index Fiber,GIF），這種光纖纖芯直徑一般為50m，特點(diǎn)是信號畸變小。單模光纖（Single-Mode Fiber,SMF），這種光纖纖芯直徑一般只有810m，只能傳輸一個(gè)模式（兩個(gè)偏振態(tài)簡并），其信號畸變很小。四、實(shí)驗(yàn)步驟準(zhǔn)備工作：將實(shí)驗(yàn)箱左上端的跳線開關(guān)KE01和KJ02都設(shè)置在“5B6B”工作方式下（右端：23），將5B6B編碼模塊中的輸

34、入數(shù)據(jù)選擇開關(guān)KB01設(shè)置在“m序列”工作方式（右端：23），KX02設(shè)置在“正?！蔽恢?；用發(fā)送波長為1310nm和1550nm的激光發(fā)送器作為光源。（一）單模光纖特性測量1、 彎曲損耗測量(1) 將單模光纖跳線的一端接入光纖收發(fā)模塊中激光收發(fā)器UE01的發(fā)送端，然后用光功率計(jì)測量該光源的光功率并記錄結(jié)果。(2) 人為地抖動(dòng)跳線，定量地觀察光功率值的波動(dòng)范圍。（為什么變化比較??？）2、 不同波長（1310nm與1550nm）的光信號在光纖中衰減量的測量（連接方法可參考圖2.1.2）(1) 將跳線的一端接到光發(fā)送波長為1310nm的激光發(fā)送器的輸出端，用光功率計(jì)測出該點(diǎn)的光功率，在此跳線的另一端

35、通過連接器再接入一根跳線，測光功率，計(jì)算出差值。（注：此差值中包含有連接器的損耗）(2) 將跳線的一端接到光發(fā)送波長為1550nm的激光發(fā)送器的輸出端，用光功率計(jì)測出該點(diǎn)的光功率，在此跳線的另一端通過連接器再接入跳線，測光功率，計(jì)算出差值。（注：此差值中包含有連接器的損耗）(3) 將和進(jìn)行作比較。（為什么變化不大，在什么條件之下變化可以進(jìn)行識別）（二）、多模光纖特性測量1、 彎曲損耗測量(1) 將跳線的一頭接入光收發(fā)模塊中激光收發(fā)器UE01的發(fā)送端，用光功率計(jì)在跳線另一頭測光功率，記錄測量結(jié)果。(2) 人為地抖動(dòng)跳線，定性的觀察光功率值的波動(dòng)范圍。（為什么變化較大？）2、 不同波長（1310n

36、m與1550nm）的光信號在跳線中衰減量的測量(1) 將跳線的一端接到光發(fā)送波長為1310nm的激光發(fā)送器的輸出端，并用光功率計(jì)測出該點(diǎn)的光功率，在此跳線的另一端通過連接器再接入一根多模光纖跳線，然后再測光功率，計(jì)算出差值。（此差值包含有光通過連接器的損耗）(2) 將跳線的一端接到光發(fā)送波長為1550nm處，并用光功率計(jì)測出該點(diǎn)的光功率，在此跳線的另一端通過連接器再接入一根多模光纖跳線，然后再測試光功率，計(jì)算出差值。（此差值包含有光通過連接器的損耗）(3) 將和進(jìn)行作比較。3、 多模光纖與單模光纖串接性能測試(1) 將激光收發(fā)器UE01的發(fā)送端作為光源，先接入一根單模光纖跳線，用光功率計(jì)測出光

37、功率，并記錄測量結(jié)果，然后在這根單模光纖跳線的另一頭通過連接器再接上一根多模光纖跳線，在多模光纖跳線的另一端測出的光功率。(2) 同理，將激光收發(fā)器UE01的發(fā)送端作為光源，先接入一根多模光纖跳線，這時(shí)用光功率計(jì)測出光功率，并記錄，然后用連接器連上一根單模光纖，再用光功率計(jì)測出該端的光功率。(3) 將（1）、（2）步驟中各對應(yīng)點(diǎn)的值作比較，分析原因。（三）、光連接器和跳線特性測量按圖連接好測試設(shè)備，連接跳線、連接器和光無源器件時(shí)注意定位銷方向。1、 插入損耗測量(1) 用光功率計(jì)測量波長為1310nm的光源經(jīng)跳線輸出，在“a”點(diǎn)的光功率；然后將此跳線接光功率計(jì)的一端接入連接器的輸入端口，在連接

38、器的另一端再接一根跳線，用光功率計(jì)測量經(jīng)一對光連接器和光纖跳線器輸出在“b”點(diǎn)光功率，記錄測量結(jié)果，填入表格，計(jì)算一對光連接器和光纖跳線器插入損耗值。(2) 可以在“b”點(diǎn)之后，再接入一對光連接器和光纖跳線器，測量輸出“c”點(diǎn)光功率，觀測大致的誤差偏離值。輸入功率（dBm）輸出功率（dBm）插入損耗（dB）： （四）、光分路器性能測試實(shí)驗(yàn)按圖連接好測試設(shè)備，連接跳線、連接器和光無源器件時(shí)注意定位銷方向。1、 b支路插入損耗測量用光功率計(jì)測量發(fā)送波長為1310nm的激光發(fā)送器經(jīng)跳線輸出在“a”點(diǎn)的光功率，然后將信號接入光分路器的輸入端口；用光功率計(jì)測量在b支路“b”點(diǎn)的光功率。記錄測量結(jié)果，填入

39、表格，計(jì)算光分路器主支路的插入損耗值。輸入功率（dBm）輸出功率（dBm）插入損耗（dB）：2、 分光比測量在上述測量條件下，測量c支路“c”點(diǎn)光功率。記錄測量結(jié)果，填入表格，計(jì)算光分路器的分光比。輸出功率（dBm）總輸出功率（dBm）計(jì)算分光比（%）：3、 波長特性測量將測量光源的光發(fā)送波長改變?yōu)?550nm，重復(fù)上述第1和第2實(shí)驗(yàn)步驟。記錄測量結(jié)果，填入表格，分析1310nm波長分路器使用在其它波長時(shí)的測量結(jié)果。輸入功率（dBm）輸出功率（dBm）插入損耗（dB）：輸出功率（dBm）總輸出功率（dBm）計(jì)算分光比（%）：4、 反向特性測量在分另路器的b點(diǎn)加入波長為1310nm的激光，然后在

40、a，c兩點(diǎn)用光功率計(jì)測量光功率。記錄測量結(jié)果，分析測量現(xiàn)象。（五）、光波分復(fù)用器光波分復(fù)用器（WDM）是對光波波長進(jìn)行分離與合成的光無源器件。光波分復(fù)用器在解決光纜線路擴(kuò)容或復(fù)用中起著關(guān)鍵性的作用。它能將多個(gè)光載波進(jìn)行合波或分波，使光纖通信的容量成倍增加。波分復(fù)用器包括復(fù)用器(或光合波器)和解復(fù)用器(或光分波器)兩部分。復(fù)用器用在光纖通信系統(tǒng)的發(fā)送端，其作用是將不同頻率的光信號組合起來，送入一根光纖。解復(fù)用器用在接收端，其作用是將光纖送來的多路信號按頻率一一分開。兩波長波分復(fù)用器的原理如圖2.5.1所示。圖2.5.1表征波分復(fù)用器特性的參數(shù)是：復(fù)用中心波長、信道通信帶寬、插入損耗、回波損耗、隔

41、離度、最大光功率、溫度穩(wěn)定性等等。(1) 信道通信帶寬信道通信帶寬指允許的中心波長變化的范圍。(2) 插入損耗插入損耗指對同一波長（），器件輸出端光功率（，i1或2）與輸人端光功率（，i1或2）的比的分貝數(shù)，表示為：(3) 回波損耗回波損耗指光信號從指定端口輸入時(shí)，由于器件引起反向回傳的光能量。(4) 隔離度隔離度指器件輸出端口的光進(jìn)入非指定輸出口的光能量（或）與該輸出端口的光能量的比的分貝數(shù)，表示為： ， (5) 最大光功率最大光功率指器件允許通過的最大光功率值(6) 溫度穩(wěn)定性溫度穩(wěn)定性指器件插入損耗隨溫度的變化率在光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)之中，WDM系統(tǒng)采用雙信道1310/1550 n

42、m 系統(tǒng)。另外需要注意的是，相同設(shè)備通過相同WDM技術(shù)原理卻可以執(zhí)行相反過程，即：一方面可以將多波長數(shù)據(jù)流分解為多個(gè)單波長數(shù)據(jù)流（解除復(fù)用技術(shù)），另一方面，也可以多個(gè)單波長數(shù)據(jù)流復(fù)用成多波長數(shù)據(jù)流。1、分波器測量（根據(jù)圖連接實(shí)驗(yàn)器件）1.1、WDM器件插入損耗測量(1) 用光功率計(jì)測量1310nm光源輸出的光功率（1310nm），并從“a”點(diǎn)送入波分復(fù)用器；用光功率計(jì)測量對應(yīng)端口（1310nm）“b”點(diǎn)光功率（1310nm）。記錄測量結(jié)果，填入表格，計(jì)算1310nm波長時(shí)WDM器件插入損耗值。（2）用光功率計(jì)測量1550nm光源輸出的光功率（1550nm），并從“a”點(diǎn)送入波分復(fù)用器；用光功率

43、計(jì)測量對應(yīng)端口（1550nm）“c”點(diǎn)光功率（1550nm）。記錄測量結(jié)果，填入表格，計(jì)算1550nm波長時(shí)WDM器件插入損耗值輸入功率（dBm）輸出功率（dBm）插入損耗（dB）（1310nm）：（1310nm）：（1310nm）：（1550nm）：（1550nm）：（1550nm）：1.2、WDM器件隔離度測量(1) 將1310nm波長光源的輸出信號從“a”點(diǎn)送入波分復(fù)用器，用光功率計(jì)測量對應(yīng)輸出端口“b”點(diǎn)光功率，然后快速測量隔離端口“c”點(diǎn)光功率。記錄測量結(jié)果，填入表格，計(jì)算端口“b”至端口“c”的隔離度。(2) 將1550nm波長光源的輸出信號從“a”點(diǎn)送入波分復(fù)用器，用光功率計(jì)測量

44、對應(yīng)輸出端口“c”點(diǎn)光功率，然后快速測量隔離端口“b”點(diǎn)光功率。記錄測量結(jié)果，填入表格，計(jì)算端口“c”至端口“b”的隔離度。對應(yīng)端口輸出功率（dBm）隔離端口輸出功率（dBm）端口隔離度（dB）（1310nm）：（1310nm）：（1550nm）：（1550nm）：2、合波器測量（根據(jù)圖標(biāo)注）2.1、WDM器件插入損耗測量(1) 用光功率計(jì)測量1310nm光源經(jīng)尾纖輸出在“a”點(diǎn)的光功率，然后將信號從WDM的對應(yīng)輸入端口（1310nm）送入波分復(fù)用器；用光功率計(jì)測量“c”點(diǎn)光功率（1310nm）。記錄測量結(jié)果，填入表格，計(jì)算WDM器件在1310nm波長時(shí)插入損耗值。(2) 斷開波長1310nm

45、的光源。用光功率計(jì)測量1550nm光源經(jīng)尾纖輸出在“b”點(diǎn)的光功率，然后將信號從WDM的對應(yīng)端口（1550nm）送入波分復(fù)用器；用光功率計(jì)測量“c”點(diǎn)光功率（1550nm）。記錄測量結(jié)果，填入表格，計(jì)算WDM器件在1550nm波長時(shí)插入損耗值。2.2、光功率疊加性在上述測量條件，如圖所示，同時(shí)將1310nm光源和1550nm光源送入WDM對應(yīng)的端口，用光功率計(jì)測量“c”點(diǎn)的總光功率；然后斷開和接入某一路光源，觀測是否滿足光功率線性迭加特性。記錄測量結(jié)果。輸入功率（dBm）輸出功率（dBm）插入損耗（dB）（1310nm）：（1310nm）：（1310nm）：（1550nm）：（1550nm）：

46、（1550nm）：（1310nm）：（1550nm）：（1310/1550nm）：（六）、光可變衰減器性能測試實(shí)驗(yàn)光衰減器可按要求將光信號能量進(jìn)行預(yù)定量的衰減，主要用于吸收或反射掉系統(tǒng)中無用的光能量，以此來評估系統(tǒng)的損耗或系統(tǒng)測試技術(shù)。光衰減器的分類方法有很多。按光信號傳輸方式，可分為：單模光衰減器和多模光衰減器；按光衰減的變化方式，可分為：固定光衰減器和可變光衰減器；按光信號的接口方式，可分為：尾纖式光衰減器、轉(zhuǎn)換器式光衰減器和變換器式光衰減器；按衰減器衰減光功率的工作機(jī)理，可分為：耦合型光衰減器、反射型光衰減器和吸收型光衰減器。按圖連接好測試設(shè)備，連接跳線、連接器和光無源器件時(shí)注意定位銷方

47、向。1、 最小衰減量測量(1) 首先將光可變衰減器的衰減量調(diào)整至最小（將可變衰減器的調(diào)節(jié)螺扣朝里旋轉(zhuǎn)，至擰不動(dòng)為止）。(2) 用光功率計(jì)測量激光收發(fā)器發(fā)送波長為1310nm的光源經(jīng)跳線輸出在“a”點(diǎn)的光功率，并記錄測量結(jié)果。(3) 將跳線的另一頭（“a”頭）接入光可變衰減器的輸入端口，在可變衰減器的另一頭再接入一根跳線。用光功率計(jì)測量經(jīng)光可變衰減器和光纖跳線輸出在“b”點(diǎn)光功率。記錄測量結(jié)果，填入表格，計(jì)算光可變衰減器的最小衰減量。（注：光纖跳線衰減量0.3dB）輸入功率輸出功率最小衰減量：2、 衰減量調(diào)節(jié)范圍測量在上述測試條件下，緩慢調(diào)節(jié)光可變衰減器（緩慢擰松調(diào)節(jié)螺扣），逐漸增加衰減量至最大

48、（在調(diào)節(jié)螺扣即將脫落而尚未脫落時(shí)，為最佳），測量在跳線輸出端“b”點(diǎn)的光功率值。記錄測量結(jié)果，估算可變衰減器的衰減量范圍。3、 波長特性測量換一個(gè)激光發(fā)送器，將發(fā)送波長改為1550nm，重復(fù)上述第1、2步實(shí)驗(yàn)步驟。記錄測量結(jié)果，分析光可變衰減器對不同波長的響應(yīng)（大致的）。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告分析總結(jié)各項(xiàng)測量結(jié)果。實(shí)驗(yàn)二 PDH終端呼叫處理通信系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解程控交換的基本原理2、 熟悉用戶掃描器的結(jié)構(gòu)3、 理解話音通道與信令通道如何在電路中進(jìn)行傳輸和獨(dú)立處理4、 掌握主叫用戶的呼叫過程5、 了解在主叫呼叫過程中的信令處理過程6、 掌握主叫因被叫用戶的狀態(tài)在接續(xù)過程中信號音的變化7、

49、 被叫狀態(tài)對主叫狀態(tài)的影響二、 實(shí)驗(yàn)儀器1、 光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)二臺2、 20MHz雙蹤示波器一臺3、 電話機(jī)二部三、 實(shí)驗(yàn)原理一般程控交換機(jī)組成見圖2.1所示，它主要由（1）用戶接口電路；（2）話路網(wǎng)絡(luò)（交換網(wǎng)絡(luò)）；（3）控制系統(tǒng)；（4）出入中繼器；（5）話務(wù)臺等功能模塊組成。從圖中可以看出，話音通道與信令通道是兩個(gè)獨(dú)立的通道，它們在用戶接口電路出口處分離，話音通道去話路網(wǎng)絡(luò)（交換網(wǎng)絡(luò)），信令去控制系統(tǒng)的掃描器。為讓學(xué)生熟悉程控交換的工作過程，掌握電話的接續(xù)處理原理。PDH終端有一個(gè)簡易的程控交換處理系統(tǒng)（省略了話務(wù)臺），用兩臺實(shí)驗(yàn)設(shè)備所組成的電話呼叫處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電路功能組成框圖見圖

50、2.2中所示。對于用戶接口上的信令可分為線路信令與地址信令（也稱之為記發(fā)器信令）。線路信令主要反映了二線用戶話機(jī)的狀態(tài)：摘機(jī)或掛機(jī)，此類信令一般由SLIC電路檢測（該方面已包括在前面的實(shí)驗(yàn)中）；地址信令主要是用戶發(fā)出的撥號信息，該類信令一般由雙音多頻（DTMF）檢測器進(jìn)行檢測。用戶線上的地址信令存在兩種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：脈沖撥號方式和DTMF方式。本系統(tǒng)中采用DTMF方式，并使用DTMF專用器件CM8870完成對DTMF信號的檢測。話音編碼采用PCM編碼，本系統(tǒng)中采用MC14LC5540器件完成PCM（或ADPCM）編碼。電話的摘機(jī)/掛機(jī)、DTMF信令信號的處理、對話機(jī)的振鈴以及各種接續(xù)信號的處理都由

51、交換處理模塊來完成。交換處理模塊功能利用設(shè)置在發(fā)送定時(shí)模塊的UJ01富余電路資源實(shí)現(xiàn)。本地用戶的電話號碼由該模塊的終端號碼選擇跳線開關(guān)KJ01確定：當(dāng)KJ01設(shè)置在位置1時(shí)（左端），本地主叫用戶號碼為1，被叫用戶號碼自動(dòng)為2；設(shè)置在位置2時(shí)（右端），本地主叫用戶號碼為2，被叫號碼用戶自動(dòng)為1。主叫用戶與被叫用戶是相對的，通信的任何一方都可成為主叫用戶或被叫用戶。首先摘機(jī)呼叫對方用戶的一方為主叫用戶，另一方為被叫用戶。 連接于電話網(wǎng)的任何兩臺電話在進(jìn)行通信時(shí)，必須按照一定的規(guī)程進(jìn)行：例如號碼編號、用戶線信令、接續(xù)程序等等。在“光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”中不側(cè)重程控電話交換機(jī)原理實(shí)驗(yàn)，僅是通過該

52、實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生對電話在接續(xù)過程中的信令交換過程有一個(gè)較清楚的認(rèn)識。四、 實(shí)驗(yàn)步驟準(zhǔn)備工作：(1) 首先，正確設(shè)置、檢查兩臺“光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”設(shè)備上的各跳線開關(guān)位置，并按下列方式設(shè)置：(2) 加擾模塊中K001、K002設(shè)置在2_3位置；將2部電話機(jī)分別接入各自的P1電話插座。將第一臺實(shí)驗(yàn)箱發(fā)送定時(shí)模塊內(nèi)的主叫號碼選擇跳線開關(guān)KJ01設(shè)置1位置（1_2：左端）號碼為1；將第二臺實(shí)驗(yàn)箱發(fā)送定時(shí)模塊內(nèi)的主叫號碼選擇跳線開關(guān)KJ01設(shè)置2位置（2_3：左端）號碼為2。(3) 將兩臺設(shè)備中復(fù)接模塊話音發(fā)送時(shí)隙K402位置設(shè)置一致；將參數(shù)選擇開關(guān)K403中誤碼插入開關(guān)E_sel0、E_sel1斷

53、開（拔下），m序列選擇開關(guān)m_sel0、m_sel1位置任意；(4) 將終端HDB3編譯碼模塊輸入數(shù)據(jù)選擇開關(guān)K601設(shè)置在Dt位置（左端），線路碼型選擇開關(guān)K602設(shè)置在HDB3位置。(5) 將加擾模塊輸入數(shù)據(jù)選擇開關(guān)K801設(shè)置在Dt位置（上端）；對應(yīng)將解擾模塊輸入數(shù)據(jù)選擇開關(guān)K803設(shè)置在5B6B位置（中間），輸入時(shí)鐘選擇開關(guān)K804設(shè)置在正常位置（左端）。(6) 將5B6B編碼模塊輸入信號選擇跳線開關(guān)KB01設(shè)置在DT_SCR位置，使輸入連接加擾模塊的輸出信號；將兩臺設(shè)備的參數(shù)設(shè)置開關(guān)KB02中碼表模式選擇開關(guān)Mode0、Mode1位置設(shè)置一致，將誤碼插入選擇跳線開關(guān)E-0、E-1斷開

54、（拔下），不插入誤碼。(7) 將接收定時(shí)模塊信號輸入選擇開關(guān)KD03設(shè)置在DR位置，使接收定時(shí)同步在來自光纖收發(fā)模塊的接收信號上；將鎖相環(huán)輸入信號選擇開關(guān)KD01設(shè)置在正常位置N（左端）；VCO輸入信號選擇開關(guān)KD04設(shè)置在閉環(huán)位置PLL（左端）；相位鎖定狀態(tài)選擇開關(guān)KD02設(shè)置在2_3位置（右端），鎖定后無相差。(8) 將光纖收發(fā)模塊發(fā)送數(shù)據(jù)選擇開關(guān)KE01，KJ02設(shè)置在5B6B位置（右端）。(9) 連接光纖跳線：連接光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)A的UE01發(fā)端與光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)B的UE02收端，然后，連接光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)B的UE01發(fā)端與光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)A的U

55、E02收端，然后加電進(jìn)行檢查。(10) 兩臺設(shè)備設(shè)置正確，并且工作正常應(yīng)能正常撥號和通話。否則可以從下面幾個(gè)方面檢查：a、 觀察兩臺測試設(shè)備的光纖收發(fā)模塊中光接收信號指示紅燈DE01是否亮。若不亮，請檢查光纖跳線連接是否可靠，或用光功率計(jì)分別測量兩臺測試設(shè)備輸出的光信號功率。b、 觀察兩臺測試設(shè)備的5B6B譯碼模塊中同步告警指示紅燈DC01是否亮。若亮，請檢查兩臺測試設(shè)備5B6B編碼模塊參數(shù)設(shè)置選擇開關(guān)位置、接收定時(shí)模塊各狀態(tài)開關(guān)位置、光纖收發(fā)模塊發(fā)送數(shù)據(jù)選擇開關(guān)是否正確。c、 觀察兩臺測試設(shè)備的解復(fù)接模塊中同步告警指示紅燈DZ09是否亮。若亮，請檢查兩臺測試設(shè)備復(fù)解模塊參數(shù)選擇開關(guān)中的誤碼設(shè)

56、置開關(guān)、加擾模塊輸入數(shù)據(jù)選擇開關(guān)、解擾模塊跳線開關(guān)、信道HDB3數(shù)據(jù)選擇開關(guān)和復(fù)接解復(fù)接模塊跳線開關(guān)設(shè)置是否正確。d、 檢查兩臺測試設(shè)備的復(fù)接模塊中的話音發(fā)送時(shí)隙選擇開關(guān)是否一致，且檢查時(shí)隙位置是否設(shè)置在正常位置（T3T15，T17T31）。下面所有實(shí)驗(yàn)均可在主板上由PDH終端引出的測試點(diǎn)完成。1、 正常通話狀態(tài)呼叫處理過程測量信令交互過程如圖2.3所示。二部話機(jī)均處于掛機(jī)狀態(tài)。(1) 話機(jī)1摘機(jī)（主叫）：電路上測試TP103由高電平變?yōu)榈碗娖?，測試TP107為連續(xù)的450HZ的方波信號（注：實(shí)際交換機(jī)設(shè)備應(yīng)為正弦波信號），同時(shí)主叫話筒內(nèi)聽到撥號音。(2) 話機(jī)1撥對端號碼“2”：電路上測試TP