光纖通信實驗指導書

10(31頁)目 錄試驗一光器件的生疏和測量........................................................................................... 1022試驗三光纖綜合傳輸系統(tǒng)試驗........................................................................................ 28試驗系統(tǒng)概述試驗系統(tǒng)的整體框圖如下：發(fā)模塊試驗留意事項發(fā)模塊光纖盤纖區(qū)1310nm光收模塊光端FPGA光纖盤纖區(qū)1550nm光收模塊數(shù)字源模塊固定復用模塊2M接口模塊一模塊電端FPGA2M接口模塊二數(shù)字信號源定速率時分復用模塊計算機塊一接口模塊二模擬信號源模塊PCM編譯碼模塊一塊PCM編碼復用解復用模塊熱線掌握模塊PCM編譯碼模塊二塊眼圖觀測模塊計算機接口模塊三計算機接口模塊四下面對各個模塊進展具體的說明：一、1310nm光發(fā)模塊：完成電信號到光的轉換，包括數(shù)字和摸擬光調制。數(shù)字光調制中還包括：自動光功率掌握電路、無光檢測電路、光器件壽命檢測電路等。各部件功能說明：P100、P1010～5V。P104、P102：模擬信號輸入口，輸入信號-5V～5V。J101：數(shù)字光調制和模擬光調制的切換開關。J100：撥碼開關第一位是掌握數(shù)字光調制的通和斷，其次位是掌握自動光功率掌握補償電流的通和斷。撥碼開關撥上為通，撥下為斷。TP100、TP101、TP102：這三個測試點是用來測量激光器的電流和自動光功率掌握的補償電流，具體的使用方法見試驗九。TP103：輸入數(shù)字信號測試點。TP104：無光警告電路的輸入信號。TP105：輸入的數(shù)字信號減去直流電平后的信號。TP106：此信號掌握自動光功率掌握補償電路的三極管，從而掌握補償電流的大小。RP100：調整數(shù)字光調制的光放射功率大小。逆時針旋轉為光功率增大。RP101：調整壽命告警電路的門限電壓的大小。RP102：調整無光告警電路的門限電壓的大小。RP103：調整光檢測器輸出電壓的大小RP104：調整輸入信號衰減大小。逆時針旋轉衰減小。二、1550nm光發(fā)模塊：1310nm1310nm如，1550nmTP2001310nmTP100的功能一樣，RP100RP200的作用一樣。三、1310nm光收模塊：主要完成光電信號的轉換，小信號的檢測與信號的恢復放大等功能。包括預放大電路、主放大電路和電平判決電路。各部件功能說明：P103、P105：模擬信號輸出口。P106、P107：數(shù)字信號輸出口。TP108：模擬信號輸出測試點。TP109：數(shù)字信號輸出測試點。RP106：調整接收的靈敏度。逆時針旋轉，輸出信號會減小。RP107：調整模擬信號失真度。逆時針旋轉，失真減小。RP108：調整電平判決電路的判決電平。四、1550nm光收模塊1310nm1310nm如，1550nmP2031310nmP103的功能一樣，RP106RP206的作用一樣。五、數(shù)字信號源及固定速率時分復用模塊32Kbit/sNRZ128Kbit/sNRZ碼。1、各部件功能說明：U300、U301、U302、U303：四個十位的光條，其中每個光條的前八位分別代表每一路NRZ碼的八位，每個光條的最終兩位無效。光條亮代表”1”，熄代表”0”。U311、U312、U313、U314NRZ碼的值，撥碼開關撥上為”0”，撥下為”1”。P300、P301、P302、P304：四路八位的NRZ輸出，TTL電平輸出。TP300、TP301、TP302、TP303NRZ碼的觀測點。P738、P739、P740、P741：固定速率時分復用模塊四路數(shù)字信號輸入口。TTL電平輸入。P742：固定速率時分復用模塊復用信號輸出口。TTL電平輸出。TP743：P742信號的位時鐘觀測點。六、數(shù)字信號源終端及解固定速率時分復用模塊解固定速率時分復用模塊將固定速率時分復用后的信號分解為四路NRZ碼。各部件功能說明：U304、U305、U306：三個十位的光條，其中每個光條的前八位分別代表每一路NTZ碼的八位，每個光條的最終兩位無效。光條亮代表”1”，熄代表”0”。P745：解固定速率時分復用模塊NRZ碼輸入口。TTL電平輸入。P744：位時鐘提取輸入口。TTL電平輸入。TP745：位時鐘提取信號輸入口。TP744：解固定速率時分復用模塊NRZ碼輸入端口。TP746：位時鐘提取模塊輸出的位時鐘信號測試點。七、2M接口模塊一和2M接口模塊二2M接口模塊主要完成電平變換和電平反變換的功能。電平變換是將兩路NRZ碼變換成三階高密度雙極性碼〔HDB3碼。電平反變換是將三階高密度雙極性碼〔HDB3碼〕變換成NRZ碼。各部件功能說明：P800、P802〔P900、P902：電平變換的兩路NRZ碼輸入。TTL電平輸入。P801、P806〔P901、P906：電平變換后的三階高密度雙極性碼〔HDB3碼〕TP800、TP802TP900、TP90：輸入的兩路NRZ碼觀測點。TP801〔TP901：輸出的三階高密度雙極性碼〔HDB3碼〕測試點。P803、P807〔P903、P907：電平反變換的三階高密度雙極性碼〔HDB3碼〕P804、P805〔P904、P905：電平反變換的兩路NRZ輸出。TTL電平輸出。TP803〔TP903：輸入三階高密度雙極性碼〔HDB3碼〕TP804、TP805TP904、TP90：輸出的兩路NRZ碼觀測點。八、計算機接口模塊計算機接口模塊一～RS232DOUT表示計算機輸出的數(shù)據(jù)，DIN表示輸入到計算機的數(shù)據(jù)。九、PCM編譯碼模塊TP3067PCM編譯碼電路，可同時完成兩路信號的編譯碼工作。PCM模塊可以實現(xiàn)傳輸兩路語音信號。各部件功能說明：P500、P512：模擬信號輸入端。P502、P508：PCM編碼幀同步信號。P503、P507：PCM編碼數(shù)字信號輸出。P506、P509：PCM譯碼數(shù)字信號輸入。P505、P510：PCM譯碼單元位時鐘輸入。P504、P511：PCM譯碼幀同步信號輸入端口。P501、P513：PCM譯碼單元模擬信號輸出。TP500、TP512：模擬信號觀測點。TP502、TP508：PCM編碼幀同步信號觀測點。TP503、TP507：PCM編碼數(shù)字信號輸出觀看點。TP501、TP513：PCM譯碼模擬信號輸出觀看點。十、模塊甲、乙此模塊承受專用芯片AM79R70SLIDOUT出，DIN是語音信號輸入。十一、掌握模塊掌握模塊完成兩路摘掛機狀態(tài)檢測，設置兩路的通話、振鈴、忙音、回鈴音等狀態(tài)。十二、FPGA程序下載模塊FPGAFPGA的接口。J601：JTAG下載方式接口。十三、電端FPGA電端FPGA主要完成變速率時分復用、HDB3編碼、HDB3譯碼、解變速率時分復用、位時鐘提取、幀同步提取信號等功能。1、變速率時分復用測試點及接口功能說明：P600、P601、P602、P603：變速率時分復用四路數(shù)據(jù)輸入口。TP600、TP601、TP602、TP603：變速率時分復用四路數(shù)據(jù)輸入測試點。TP604：進展碼速調整的位時鐘測試點。P605、P606、P607、P608：碼速調整后的四路數(shù)據(jù)輸出口。TP605、TP606、TP607、TP608：碼速調整后的四路數(shù)據(jù)輸出測試點。TP609、TP610、TP611、TP612：變速率時分復用的四路數(shù)據(jù)的時隙。P613：變速率時分復用位時鐘輸出。TP613：變速率時分復用位時鐘測試點。P614：變速率時分復用復用輸出口。TP614：變速率時分復用復用輸出測試點。2、HDB3編碼模塊測試點及接口功能說明：P618：HDB3NRZ碼輸入口。TP618：HDB3NRZ碼輸入測試點。P616、P617：HDB3HDB3碼兩路信號輸出。TP616、TP617：HDB3HDB3碼兩路信號輸出測試點。TP615：HDB3編碼位時鐘測試點。3、HDB3譯碼模塊測試點及接口功能說明：P621、P622：HDB3NRZ碼輸入口。TP621、TP622：HDB3NRZ碼輸入觀測點。P620：HDB3NRZ碼輸出口。TP620：HDB3NRZ碼輸出觀測點。TP619：HDB3譯碼位時鐘時鐘測試點。4、位時鐘提取模塊〔數(shù)字鎖相環(huán)模塊〕測試點及接口功能說明：P624NRZ碼輸入口。TP624NRZ碼輸入觀測點。P623：位時鐘提取模塊位時鐘輸出口。TP623：位時鐘提取模塊位時鐘輸出觀測點。5、幀同步信號提取模塊測試點及接口功能說明：P626：幀同步信號提取模塊數(shù)據(jù)輸入。TP625：幀同步信號提取模塊位時鐘觀測點。TP627、TP628、TP629、TP630：幀同步信號提取模塊四路數(shù)據(jù)的幀同步信號測試點。6、解復用模塊測試點及接口功能說明：P632NRZ碼輸入口。TP631：解復用模塊位時鐘測試點。P633、P634、P635、P636：解復用模塊四路數(shù)據(jù)輸出口。TP633、TP634、TP635、TP636：解復用模塊四路數(shù)據(jù)輸出觀測點。十四、光端FPGAFPGAHDB3編碼、HDB3譯碼、擾碼、解擾碼、CMI編碼、CMI譯碼、位時鐘提取、固定速率時分復用、解固定速率時分復用等功能。其中固定速率時分復用模塊和解固定速率時分復用模塊的測試點及接口功能在前面已經介紹。1、HDB3譯碼模塊測試點及接口功能說明：P703、P704：HDB3NRZ碼輸入口。TP703、TP704：HDB3NRZ碼輸入測試點。P702：HDB3NRZ輸出口。TP702:HDB3NRZ輸出測試點。P701：單獨模塊試驗時外加時鐘信號輸入口。TP701：單獨模塊試驗時外加時鐘信號輸入測試點。TP700：HDB3譯碼模塊位時鐘觀測點。2、位時鐘提取模塊測試點及接口功能說明：P708NRZ碼輸入口。TP708NRZ碼輸入測試點。P707：位時鐘提取模塊位時鐘輸出口。TP707：位時鐘提取模塊位時鐘輸出測試點。TP705：位時鐘提取模塊主時鐘測試點。3、擾碼模塊測試點及接口功能說明：P712：擾碼模塊NRZ碼輸入口。TP712NRZ碼輸入測試點。P711：擾碼模塊擾碼輸出口。TP711：擾碼模塊擾碼輸出測試點。P710：單獨模塊試驗時外加時鐘信號輸入口。TP710：單獨模塊試驗時外加時鐘信號輸入測試點。TP709：擾碼模塊位時鐘測試點。4、CMI編碼模塊測試點及接口功能說明：P716：CMI編碼模塊NRZ碼輸入口。TP716：CMINRZ碼輸入測試點。P715：CMI編碼模塊CMI碼輸出口。TP715：CMICMI碼輸出測試點。P714：單獨模塊試驗時外加時鐘輸入口。TP714：單獨模塊試驗時外加時鐘輸入測試點。TP713：CMI2048Kbit/s。5、PN序列產生模塊：P72078Kbit/sPN序列一。TP720：PN序列一的觀測點。P719：PN序列一的位時鐘。TP719：PN序列一位時鐘的觀測點。P71815位32Kbit/sPN序列二。TP718：PN序列二的觀測點。P717PN序列二的位時鐘。TP717：PN序列二位時鐘的觀測點。6、CMI譯碼模塊測試點及接口功能說明：P724：CMICMI碼輸入口。TP724：CMICMI碼輸入觀測點。P723：CMINRZ碼輸出口。TP723：CMINRZ碼輸出觀測點。P722：單獨模塊試驗時外加時鐘輸入口。TP722：單獨模塊試驗時外加時鐘輸入測試點。TP721：CMI譯碼模塊時鐘觀測點。7、位時鐘提取模塊測試點及接口功能說明：P728NRZ碼輸入口。TP728NRZ碼輸入測試點。P727：位時鐘提取模塊位時鐘輸出口。TP727：位時鐘提取模塊位時鐘輸出測試點。TP725：位時鐘提取模塊主時鐘測試點。8、解擾碼模塊測試點及接口功能說明：P732：解擾碼模塊擾碼輸入口。TP732：解擾碼模塊擾碼輸入測試點。P731：解擾碼模塊NRZ碼輸出口。TP731NRZ碼輸出測試點。P730：單獨模塊試驗時外加時鐘信號輸入口。TP730：單獨模塊試驗時外加時鐘信號輸入測試點。TP729：擾碼模塊位時鐘測試點。9、HDB3編碼模塊測試點及接口功能說明：P737：HDB3NRZ碼輸入口。TP737：HDB3NRZ碼輸入測試點。P736、P735：HDB3HDB3碼兩路信號輸出。TP736、TP735：HDB3HDB3碼兩路信號輸出測試點。P734：單獨模塊試驗時外加時鐘信號輸入口。TP734：單獨模塊試驗時外加時鐘信號輸入測試點。TP733：HDB3編碼位時鐘測試點。試驗一光器件生疏和測量一、試驗目的了解光纖和各種光器件的特點，及他們在光纖通信系統(tǒng)中的應用。把握光功率計的使用方法。二、試驗內容生疏光纖及各種光纖器件。測量光纖活動連接器的插入損耗。測量光可變衰減器的插入損耗和衰減范圍。測量波分復用器的光串擾。三、試驗儀器1臺。FC/PC2根。1個。1臺。1個。2個。1個。一〕光纖后只能在其波導內部傳播。一般的光纖都是由纖芯、包層和外套涂層三局部組成。其外套涂1-1所示：纖芯區(qū) 包層區(qū) 外套1-1光纖構造示意圖1、光纖的分類光纖有很多種分類方法。按其傳輸光波的模式來分，有單模光纖與多模光纖兩大類。它們的構造不同，因而各具不同的特性與用途。單模光纖單模光纖的纖芯直徑很小，一般為5-10μm。單模光纖對于光的傳輸損耗將是最小的，由于光場只在光纖的中心傳導。但是由于纖芯直徑很小，對于光纖與光源的耦合及光纖之間的接續(xù)將帶來明顯困難。1.27μm時，材料色散趨近于零，或者可以使得材料色散與波導色散相抵消。因此，長距離大容量的長途通信干線及跨洋海底光纜線路全部1.55μm1.55μm的技術和使激光器〔LD〕的頻譜更窄的技術，以求同時到達最低的損耗及最寬的帶寬，從而最大限度地增大中繼距離及信息容量。多模光纖用來傳輸多種模式光波的光纖稱為多模光纖，模式的數(shù)目取決于芯徑、數(shù)值孔徑〔接收角、折射率分布特性和波長。將單模光纖的纖芯增大，光纖將成為多模光纖。多模光纖的纖芯直徑遠遠大于單模光纖，一般為50-200μm。在臨界角內，各個模式的入射光波分別以不同角度，在光纖內的纖芯與包層的的界面處發(fā)生全反射而沿光纖全長傳輸。突變型多模光纖的纖芯局部折射率保持不變，而在纖芯與包層的界面折射率發(fā)生突變。這種光纖模間群時延時差大，一般傳輸帶寬為100MHz?K。常做成大芯徑〔例如100μm、大數(shù)值孔徑〔例如NA大于0.3〕光纖，提高光源與光纖的耦合效率，適用于短距離、小容量的系統(tǒng)。這種光纖的使用相當廣泛。識別單模光纖與多模光纖的方法識別單模光纖與多模光纖的根本方法是從光纖的產品規(guī)格代號中去了解。如我國光纖光J代表多模漸變型光纖，用TZ代D代表單模光纖。10μm；多模光纖的芯徑比單模光纖大幾倍。第三種方法是從光纖外套的顏色上識別。通常黃色表示單模光纖，橙色表示多模光纖。本試驗系統(tǒng)用的光纖外套是黃色的，故為單模光纖。尾纖波長的測試光纖線路的兩端一般是通過一段短光纖把線路與光端機連接起來的。這一段短光纖長度35米、10米，因其位置處于光纖線路的尾部，故稱為尾纖。尾纖的傳輸特性有工作波長、信號傳輸模式、帶寬與損耗等，通常這些通過光纖光纜的型號標志來識別，也可以用儀表來測試。每種光纖都有特定的工作波長，當注入光信號的波長等于工作波長時，光纖損耗最小，反之光纖損耗增大。因此把不同波長的光信號注入光纖，測量光纖損耗，當光纖損耗最小時，該光信號的波長即為尾纖的工作波長。2、成品光纖的主要參數(shù)一般光纖成品有以下主要參數(shù)：光纖的纖芯折射率分布纖芯折射率分布一般分為兩類，即梯度型分布及階躍型分布。一般的多模光纖可承受這兩種分布的一種，而單模光纖只有階躍型分布一種。光纖的尺寸一般光纖的外徑是125μm,單模光纖纖芯芯徑是9-10μm，多模光纖的纖芯芯徑是40-50μm1-5μm，這是對光纖通信所用光纖的尺寸。光纖的傳播損耗引起光纖損耗的緣由主要有三方面：瑞利散射，這主要是由于玻璃中密度分布漲落引起的。水吸取帶，在玻璃中假設殘存百萬分之一克重量的氫氧根，就會引起對各波長的光波的光損耗。固有損耗，這是由于微觀波導的不連續(xù)性引起的。數(shù)值孔徑數(shù)值孔徑是描述光纖受光程度的參數(shù)，通常用光從空氣入射到纖芯允許的最大入射角的正弦值來描述。帶寬帶寬是光纖的一個重要參數(shù)，它使?jié)u變型光纖像一個低通濾波器一樣，對光放射機的功率調制產生影響。它使光纖的傳輸函數(shù)的大小隨調制頻率上升而減小，而在整個頻譜內的相關相位失真保持很小。為計算便利，這種頻響可以近似為一個等效的高斯低通濾波器，最高帶寬僅可能在某一個波長上發(fā)生，對于其它波長，帶寬將削減下來，那帶寬是波長的函數(shù)。其低通濾波器的截止頻率與玻璃組成材料及剖面折射率分布有關。有效截止波長這是描述單模光纖的一個重要參數(shù)。它說明，在單模光纖的波長域中僅可以傳播的模，所謂截止波長是指基模。測量有效截止波長的方法有多種，一般承受撓曲法，在這種方法中，首先將一段光纖在直線狀態(tài)下測量一下?lián)p耗；然后在彎曲狀態(tài)下測量損耗。這樣可以推算出由于彎曲增加的衰0.1dB。當工作頻率低于這個截止波長所對應的頻率時，規(guī)定的傳播模不能存在，大于截止波長的相應頻率的光進入包層區(qū)域損耗掉。這個名詞是從以前波導理論爭論中借用來的。模場直徑這是單模光纖的另一重要參數(shù)，也稱為光點尺寸。在單模光纖中主要傳送的是基模，而1/e功率分布。二〕光連接器能實現(xiàn)系統(tǒng)中設備之間、設備與儀表之間，設備與光纖之間以及光纖與光纖之間的活動連接，以便于系統(tǒng)接續(xù)、測試、維護。目前，光纖通信對活動連接器的根本要求是：插入損耗小，受四周環(huán)境變化的影響小，易于連接和拆卸，重復性、互換性好，牢靠性高，價格低廉。光纖通信使用的光連接器按纖芯插針、插孔的數(shù)目不同分有單芯活動連接器和多芯活動連接器兩類；單芯活動連接器的根本構造是插針和插孔。由光纖連接損耗的計算可知，影響損耗的主要外在因素是相互連接的兩根光纖的纖芯之間的錯位和傾斜，所以在連接器的構造中，要求插針中的纖芯與插孔有很高的同心度，相連的兩根插針在插孔中能準確的對準。按FC型、ST型、SC型、PC型等等。FC型活動連接器FC型〔平面對接型〕光連接器。這種連接器插入損耗小，重復性、互換性和環(huán)境牢靠性都能滿足光纖通信系統(tǒng)的要求，是目前國內廣泛使用的類型。FC型連接器構造承受插頭－轉接器－插頭的螺旋耦合方式。兩插針套管相互對接，對接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管型、陶瓷整體型和模塑型三種典型構造。對中套筒是保證插針套管準確對準的定位機構。FC型單模光纖連接器一般地分螺旋耦合型和卡口耦合型兩種。FC爾反射。反射光反射到激光器會引起額外的噪聲和波形失真，而端面間的屢次反射還會引起插入損耗的增加。PC型光纖連接器PC型〔直接接觸型〕單模光纖連接器。這種連接器是為抑制FC型連接器的缺點而設計的。它是將插針套管端面拋磨成凸球面，使被連接的兩根光纖的端面直接接觸。這樣，它的插入損耗小、反射損耗大、性能穩(wěn)定牢靠。PC型光纖連接器用于高速數(shù)字傳輸系統(tǒng)。FCFC－PC型光纖連接器。SC型光纖連接器SC型〔矩形〕光纖連接器。SC型矩形光纖連接器承受型的直插式耦合裝置，只需軸向插拔，不用旋轉，可自鎖和開啟，裝卸便利。它體積小，不需旋轉空間，能滿足高密封裝PBT的內注模玻璃制造。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。SC型矩形連接器的裝配一般分：選擇套管、光纖處理、光連接器與光纖的連接、套管端面處理等各步驟。ST型光纖連接器ST型連接器是一種卡口式的連接器，它承受帶鍵的卡口式緊鎖機構，確保每次連接均能準確對中。插針直徑為Φ2.5mm，其材料可為陶瓷或金屬。它可在現(xiàn)場安裝，也可在工廠預裝成光纖組件。ST0.3dB0.5dB；其后向反射損耗在一般狀況下為≤-31dB，但在端面作精細處理后，可≤-40dB。單模光纖連接器產品，一般地應標明連接器名稱、型號、接光纖類型、工作波長、光纖尺寸、光纖根數(shù)、首次使用插入損耗、溫度范圍、耦合方式〔螺旋、卡口、插拔式〕以及端面處理、裝配方式等等。三〕光耦合器光耦合器的功能是把一個或多個光輸入安排給多個或一個光輸出。這種器件對光纖線路的影響主要是附加插入損耗，還有肯定的反射和串擾噪聲。耦合器大多與波長無關，與波長相關的耦合器專稱為波分復用/解復用器。耦合器的類型如以下圖示出常用耦合器的類型，它們具有不同的功能和用途。分路器〔3端口〕合路器〔3端口〕〔a〕耦合器〔3端口〕 〔b〕耦合器〔4端口〕λ1＋λ2 λ1λ2

分波器M或N N

λ1

1＋λ

2合波器λ2〔c〕星狀耦合器 〔dλ2圖1-2常用耦合器圖〔a〕Y型耦合器這是一種3端耦合器，其功能是把一根光纖輸入的光信號按肯定比列安排給兩根光纖，或把兩根光纖輸入的光信號組合在一起，輸入一根光纖。這種耦合器主要用做不同分路器的功率安排器或功率組合器。圖b4端口耦合器這是一種2×2＝4端耦合器〔又稱2×2星狀耦合器功率在不同端口間的安排。它可用做定向耦合器或分路器，但不能做合路器。圖〔c〕星狀耦合器這是一種n×m耦合器，其功能是把n根光纖輸入的光功率組合在m根光纖，m和n不肯定相等。這種耦合器通常用做多端功率安排器。圖〔d〕波分復用器〔也稱合波器/分波器〕前述光耦合器均只涉及光功率的安排，而波分復用器涉及多個不同波長的信號進展結合〔合波器〕或分別〔分波器〕的功能，因而不僅涉及光功率的安排，還涉及不同波長的安排，因而可以看做是一種特別形式的光耦合器。根本構造耦合器的構造有很多種類型，其中比較有用和有進展前途的有光纖型、微器件型和波導型。光纖型全光纖型耦合器的制造方法有熔錐和研磨法兩種類型。①、熔錐型光纖耦合器。把兩根或多根光纖排列，用熔拉雙錐技術制作的各種器件。這種方法可以構成Y型耦合器、定向耦合器和波分解復用器等。它是將兩根或多根光纖，把涂掩蓋層去掉清洗干凈后，擰絞成麻花狀，然后在加熱熔融狀態(tài)下邊加熱邊向兩邊拉伸而成，中間部位是啞鈴狀的雙錐體。它的工作原理是這樣的：在雙錐體的前半部，隨著光纖漸漸變細，原來在光纖中傳播的芯模漸漸變成包層模并向前傳播。在雙錐體區(qū)光信號已使全部光纖“公有化”了，即發(fā)生光耦合。在雙錐體后半局部，隨著光纖漸漸變粗，包層模又漸漸轉變?yōu)槟Ｐ?，使光功率安排到各個光纖中，這就是多纖星狀耦合器的工作原理。多纖星狀耦合器的制造工藝和所選用設備都比較簡潔，而光纖根數(shù)又可任意選定。②、研磨型光纖耦合器研磨型光纖耦合器制作過程是，將兩根光纖一邊的包層磨掉大局部，剩下很薄的一層，然后將兩根光纖經研磨的一側拼合在一起，中間涂上一層折射率匹配液，于是兩根光纖可以通過包層里的消逝場發(fā)生耦和，得到所需的偶合功率。由于其耦合原理也是利用消逝場耦合，因而其特性和原理類似于上述熔錐型光纖耦合器，但其制造技術不易掌握，不如熔錐型光纖耦合器那么簡潔簡潔。微器件型用自聚焦透鏡和分光片〔光局部透射，局部反射、濾光片〔一個波長的光透射，另一個波長的光反射〕或光柵〔不同波長的光有不同反射方向〕等微光學器件可以Y2×2的耦合器同樣可以構成星狀耦合器。自聚焦透鏡在光物元器件中起著格外重要的作用。波導型在一片平板襯底上制作所需外形的光波導，襯底做支撐體，同時又做波導包SiO2，橫截面為矩形或半圓形。波分復用器的光串擾波分復用器的光串擾即為其隔離度，其測試原理、框圖如下：1310nm的光串擾的原理方框圖如下：1310nm無光

P光纖活動1310nm光纖活動1310nm輸入1550nm輸入用器P1連接器波分復用器1310nm輸出1550nm輸出P22(a)無光1550nm

P1310nm1310nm輸入1550nm輸入用器P2連接器波分復用器1310nm輸出1550nm輸出P21(b)1-3波分復用器光串擾測試原理框圖PL 10log 112 P22

1-1)PL 10log 221 P12

1-2)L12

和L 即是波分復用器相應的光串擾。21光纖耦合器的插入損耗和分光比光纖耦合器的插入損耗和分光比測量原理圖如下：PP 21 P33-3耦合器分光比和插入損耗測量原理圖插入損耗是由于耦合器插入在輸入端口和輸出端口之間產生的損耗。耦合器的插入損耗〔IL〕是在一個特定波長輸出與輸入光功率之比，表示為：ILdB)10lg[(PP)/P] 1-3)2 3 1分光比是耦合器的每一個輸出口輸出的功率占總功率的比例。形式上定義為：CR(dB)10lg[P2

/(P2

P)] 1-4)3它也可以用確定值或百分比表示。在后一種狀況下：CR(％)[P2

/(P2

P100％ 1-5)3四〕光衰減器光衰減器是一種格外重要的纖維光學無源器件，是光纖ＣＡＴＶ中的一個不行缺少的器件。到目前為止市場上已經形成了固定式、步進可調式、連續(xù)可調式及智能型光衰減器四種系列。１.衰減器的衰減原理光衰減器的類型很多，不同類型的衰減器分別承受不同的工作原理。①、位移型光衰減器眾所周知，當兩段光纖進展連接時，必需到達相當高的對中精度，才能使光信號以較小的損耗傳輸過去。反過來，假設將光纖的對中精度做適當?shù)恼{整，就可以掌握其衰減量。位移型光衰減器就是依據(jù)這個原理，有意讓光纖在對接時，發(fā)生肯定的錯位。使光能量損失一些，從而到達掌握衰減量的目的，位移型光衰減器又分為兩種：橫向位移型光衰減器、軸向位移型光衰減器。橫向位移型光衰減器是一種比較傳統(tǒng)的方法，由于橫向位移參數(shù)的數(shù)量級均在微米級，所以一般不用來制作可變衰減器，僅用于固定衰減器的制作中，并承受熔接或粘接法，到目前仍有較大的市場，其優(yōu)點在于回波損耗高，一般都大于60dB。軸向位移型光衰減器在工藝設計上只要用機械的方法將兩根光纖拉開肯定距離進展對中，就可實現(xiàn)衰減的目的。這種原理主要用于固定光衰減器和一些小型可變光衰減器的制作。②、薄膜型光衰減器這種衰減器利用光在金屬薄膜外表的反射光強與薄膜厚度有關的原理制成。假設玻璃襯底上蒸鍍的金屬薄膜的厚度固定，就制成固定光衰減器。假設在光纖中斜向插入蒸鍍有不同厚度的一系列圓盤型金屬薄臘的玻璃襯底，使光路中插入不同厚度的金屬薄膜，就能轉變反射光的強度，即可得到不同的衰減量，制成可變衰減器。③、衰減片型光衰減器衰減片型光衰減器直接將具有吸取特性的衰減片固定在光纖的端面上或光路中，到達衰減光信號的目的，這種方法不僅可以用來制作固定光衰減器，也可用來制作可變光衰減器。２.光衰減器的性能指標①、衰減量和插入損耗衰減量和插入損耗是光衰減器的重要指標，固定光衰減器的衰減量指標實際上就是其插入損耗，而可變衰減器除了衰減量外，還有單獨的插入損耗指標，高質量的可變衰減器的插入損耗在1.0dB以下，一般狀況下一般可變衰減器的該項指標小于2.5dB即可使用。在實際選用可調衰減器時，插入損耗越小越好。但這勢必會牽扯到價格。②、光衰減器的衰減精度衰減精度是光衰減器的重要指標。通常機械式可調光衰減器的衰減精度為其衰減量的±0.1倍。其大小取決于機械元件的周密加工程度。固定式光衰減器的衰減精度很高。通常衰減精度越高，價格就越高。③、回波損耗在光器件參數(shù)中影響系統(tǒng)性能的一個重要指標是回波損耗。回返光對光網絡系統(tǒng)的影響是眾所周知的。光衰減器的回波損耗是指入射到光衰減器中的光能量和衰減器中沿入射光路45dB，衰減器實際回波損耗離理論值還有肯定差距，為了不致于降低整個線路回波損耗，必需３、光衰減器的應用范圍固定式光衰減器主要用于對光路中的光能量進展固定量的衰減，其溫度特性極佳。在系統(tǒng)的調試中，常用于模擬光信號經過一段光纖后的相應衰減或用在中繼站中減小充裕的光功率，防止光接收機飽和；也可用于對光測試儀器的校準定標。對于不同的線路接口，可使用不同的固定衰減器；假設接口是尾纖型的，可用尾纖型的光衰減器焊接于光路的兩段光纖之間；假設是在系統(tǒng)調試過程中有連接器接口，則用轉換器式或變換器式固定衰減器比較便利。在實際應用中常常需要衰減量可隨用戶需要而轉變的光衰減器。所以可變衰減器的應用范圍更廣泛。例如由于ＥＤＦＡ、ＣＡＴＶ光系統(tǒng)的設計充裕度和實際系統(tǒng)中光功率的充裕度不完全一樣，在對系統(tǒng)進展ＢＥＲ評估，防止接收機飽和時，就必需在系統(tǒng)中插入可變光衰減器，另外，在纖維光學〔如光功率計或ＯＴＤＲ〕的計量、定標也將使用可變衰減器。另一方面由于一般型光衰減器已相當成熟，光衰減器正向著高性能方向進展，如智能化光衰減器，高回損光衰減器等。五、試驗留意事項在試驗過程中切勿將光纖端面對著人，切勿帶電進展光纖的連接。在插拔光纖跳線時肯定要水平的輕輕的插拔，切勿彎折！在插之前要將光纖跳線的凸部和光纖活動連接器的凹部對準后再插入！六、試驗步驟一〕測量光活動連接器的插入損耗關閉試驗系統(tǒng)。按以下方式用連信號連接導線連接：數(shù)字信號源模塊數(shù)字信號源模塊P300—P100〔數(shù)字信號輸出一〕1310數(shù)字光發(fā)模塊〔數(shù)字光發(fā)信號輸入〕1310nm光發(fā)模塊和光功率計。1310nm光發(fā)模塊中的J100ONOFF1310nm光發(fā)模塊RP100逆時針旋到最大。1310nm光發(fā)模塊的J101翻開系統(tǒng)電源。將數(shù)字信號源輸?shù)谝宦返膿艽a開關U311全撥到“OFF”狀態(tài)，即輸入到1310nm數(shù)字光發(fā)模塊的信號始終為“1”。觀看并記錄光功率計的讀數(shù)P1。關閉系統(tǒng)電源。在光纖跳線和光功率計之間插入一個光纖活動連接器。翻開系統(tǒng)電源。觀看并記錄光功率計的讀數(shù)P2。二〕測量光可變衰減器的插入損耗和衰減范圍關閉試驗系統(tǒng)。按以下方式用連信號連接導線連接：數(shù)字信號源模塊數(shù)字信號源模塊1310數(shù)字光發(fā)模塊〔數(shù)字信號輸出一〕P300—P100〔數(shù)字光發(fā)信號輸入〕用光纖跳線連接1310nm光發(fā)模塊和光可變衰減器。用光纖跳線連接光可變衰減器和光功率計。1310nm數(shù)字光發(fā)模塊的撥碼開關J100ONOFF狀態(tài)，1310nm光發(fā)模塊的RP100逆時針旋到最大。翻開系統(tǒng)電源。將數(shù)字信號源輸?shù)谝宦返膿艽a開關U311全撥到“OFF”狀態(tài)，即輸入到1310nm數(shù)字光發(fā)模塊的信號始終為“1”。旋轉光可變衰減器的螺紋，使光功率的衰減最小，此時間功率計的讀數(shù)P1即為可變衰減器的插入損耗。旋轉光可變衰減器的螺紋，使光功率的衰減最大，記錄光功率計的讀數(shù)P2，P1~P2即為可變衰減器的衰減范圍。三〕測量波分復用器的光串擾關閉試驗系統(tǒng)。按以下方式用連信號連接導線連接：數(shù)字信號源模塊數(shù)字信號源模塊1310數(shù)字光發(fā)模塊〔數(shù)字信號輸出一〕P300—P100〔數(shù)字光發(fā)信號輸入〕數(shù)字信號源模塊〔數(shù)字信號輸出二〕P301—P2001550數(shù)字光發(fā)模塊〔數(shù)字光發(fā)信號輸入〕按以下圖連接好波分復用器。1310nm光發(fā)模塊 1310nm 光纖活動

1310nm光收模塊1550nm光發(fā)模塊

波分復用器1550nm

連接器

波分復用器1550nm 1550nm光收模塊1310nm數(shù)字光發(fā)模塊的撥碼開關J100ONOFF狀態(tài)，RP100逆時針旋到最大，J1011550nm數(shù)字光發(fā)模塊的撥碼開關J200ONOFF狀態(tài)，RP200逆時針旋到最大，J201U311全撥到“OFF”1310nm數(shù)字光發(fā)模塊的信號始終為“1”U312全撥到“ON”1550nm數(shù)字光發(fā)模塊的信號始終為“0”。測出圖1-3中(a)中的P和P 。1 22U311全撥到“ON”1310nm數(shù)字光發(fā)模塊的信號始終為“0”U312全撥到“OFF”1550nm數(shù)字光發(fā)模塊的信號始終為“1”。翻開系統(tǒng)電源。圖1-3中(b)中的P和P 。2 12關閉系統(tǒng)電源，撤除試驗導線，將各試驗儀器擺放整齊。七、試驗報告記錄試驗〔一〕參數(shù)P1、P2。按公式P=P1-P2，得到光纖的插入損耗P。1550nm光發(fā)端。然后再測量插入損耗。試驗〔二〕算出試驗〔三〕L12

和L 。21試驗二光纖傳輸系統(tǒng)試驗一、試驗目的：生疏光纖傳輸系統(tǒng)。了解試驗箱各模塊的工作原理。二、試驗內容：模擬信號光纖傳輸系統(tǒng)試驗。數(shù)字信號光纖傳輸系統(tǒng)試驗。三、試驗儀器1臺。1臺。2部。1套及相應視頻線。FC/PC2根。四、試驗原理：一、模擬信號傳輸試驗信號源信號源光發(fā)模塊模擬信號輸入端激光器光纖接收光收模塊模擬信號輸出端光檢測器模擬信號傳輸框圖正弦信號、方波信號、三角波進展光傳輸直接將信源模塊產生信號輸入到光發(fā)模塊通過光纖傳輸語音通過光纖的模擬信道進展傳輸本試驗系統(tǒng)的系統(tǒng)承受了熱線的模式，熱線的工作模式：其中任意一路摘機后〔假定是甲路，另一路將振鈴〔假定是乙路〕而甲將送回鈴音。當乙路摘機后，雙方進入通話狀態(tài)。當其中一路掛機后另一路將送忙音，當兩部都掛機后通話完畢。圖像信號的光纖傳輸0～6Mhz0～3Khz放射機和光接收機的要求更加嚴格。在試驗中應當認真認真的調整以得到滿足的圖像傳輸效果。二、數(shù)字信號傳輸試驗1．PN序列的光纖傳輸PN(噪聲)(周期)產生和復制的序列。由于隨機序列是只能產生而不能復制的，所以稱其是“偽”的隨機序m序列、M序列和R－S序列。m序列作為偽隨機序列。m序列即長線性反響移位存放器序列的簡稱。帶線性反響規(guī)律的移位存放器設定各級存放器的初始狀態(tài)后，在時鐘觸發(fā)下，每次移位后各級存放器狀態(tài)會發(fā)生變化。觀看其中一級存放器〔通常為末級〕的輸出，隨著移位時鐘節(jié)拍的推移會產生一個序列，稱為移位存放器序列。可以覺察，移位存放器序列是一種周期序列，其周期不但與移位存放器的級數(shù)有關，而且與線性反響規(guī)律有關。本試驗系統(tǒng)承受了如下的規(guī)律關系：a4 D a3

aD 2 D

a a1 D 0PN序列輸出PN序列的波形如下：CLKPN序列光端FPGA模塊中有兩路PNTP720是7位32Kbit/s的NRZTP71815256Kbit/sNRZ碼。2．PCM編譯碼及數(shù)字光纖傳輸PCM編碼的話音信號〔模擬信號〕輸入光纖傳輸脈碼調制的過程如以下圖所示：模擬信源模擬信源模擬終端x模擬終端x(t)預濾波器抽樣器x(n)波形編碼器量化、編碼光放射機tp3067光纖光接收機(t)重建濾波器抽樣保持、x/sinx低通(n)波形解碼器在試驗過程中切勿將光纖端面對著人，切勿帶電連接光纖在試驗過程中留意試驗細節(jié)，如兩次話音傳輸試驗的區(qū)分六、試驗步驟：正弦信號、方波信號、三角波進展光傳輸1〕.1310nm1310nm光收模塊。2〕.將模擬信號源模塊的正弦波〔P410〕1310nmP104。3〕.1310nm光發(fā)模塊的J101設置為“模擬”。4〕.J4001K端。5〕.1310nmRP106順時針旋到最大，RP107逆時針旋到最大。6〕.翻開系統(tǒng)電源，用示波器觀測模擬信號源模塊的TP402,調整模擬信源模塊的RP400，使信號的峰-2V。7.用示波器觀測模擬信號源的TP402和1310nm光收的TP108,調整1310nm光發(fā)的RP104TP108TP4021310nm擬信號。語音通過光纖的模擬信道進展傳輸1〕.關閉系統(tǒng)電源。2〕.參照試驗十四的試驗步驟，將1310nm光收發(fā)模塊和155nm光收發(fā)模塊調為無失真?zhèn)鬏敔顟B(tài)。然后，關閉系統(tǒng)電源，保存光纖跳線連接，撤除其它連線。3〕.信號連接導線的連接方式如下：甲甲1310nm光發(fā)模塊〔模擬信號輸出〕P514—P104〔模擬光發(fā)信號輸入〕1310nm光收模塊〔模擬信號輸出〕乙P105—P517〔模擬信號輸入〕乙〔模擬信號輸出〕P516—P2041550nm光發(fā)模塊〔模擬光發(fā)信號輸入〕1550nm光收模塊〔模擬信號輸出〕甲P205—P515〔模擬信號輸入〕4〕.翻開系統(tǒng)電源，摘起兩部〔假設聽到嘟?嘟的忙音，請將兩部掛好后重摘起〕,測試兩部的通話狀況。圖像信號的光纖傳輸1〕.關閉系統(tǒng)電源。2〕.1310nm光收發(fā)模塊調為無失真?zhèn)鬏敔顟B(tài)。然后，關閉系統(tǒng)電源，保存光纖跳線連接，撤除其它連線。3〕.1310nm光發(fā)模塊的P1041310nm模擬輸出和監(jiān)視器。4〕.〔留意：監(jiān)視器背后有一按鍵應將其設置為AV模式。假設圖像比較模糊，調整攝像頭的焦距即可得到〕5〕.1310nmRP106、RP108，觀看圖像有何變化。PN序列的光纖傳輸1〕.關閉系統(tǒng)電源。2〕.FPGAPNP7201310nm光發(fā)端數(shù)字信號輸P100。3〕.1310nm1310nm光收模塊。4.將1310nm光發(fā)模塊的J100第一位撥為OOFFJ101RP100逆時針旋到最大。5〕.1310nmRP106順時針旋到最大，RP108逆時針旋到最大。6〕.1310nm光發(fā)模塊的TP1031310nm光收模塊TP109。1310nm光收模塊的RP107，使兩路波形一樣。PCM編譯碼及數(shù)字光纖傳輸PCM編譯碼試驗1〕.關閉系統(tǒng)電源。2〕.PCMJ602調到左邊。3〕.1550nm1550nm光收模塊。4〕.信號連接導線的連接方式如下：模擬信號源模塊〔正弦波輸出〕模擬信號源模塊〔正弦波輸出〕PCM編譯碼模塊一〔PCM編碼輸出〕PCM編譯碼模塊二〔PCM編碼輸出〕PCM編碼復用解復用模塊〔復用輸出〕1550nm光收模塊〔數(shù)字信號輸出〕PCM編碼復用解復用模塊〔解復用輸出一〕PCM編碼復用解復用模塊〔解復用輸出二〕PCM編碼復用解復用模塊〔位時鐘輸出〕PCM編碼復用解復用模塊〔位時鐘輸出〕PCM編碼復用解復用模塊〔幀同步信號輸出〕PCM編碼復用解復用模塊〔幀同步信號輸出〕

P410—P500P410—P512P503—P643P507—P642P641—P200P206—P640P639—P509P638—P506P644—P505P644—P510P637—P504P637—P511

PCM編譯碼模塊一〔PCM編碼輸入〕PCM編譯碼模塊二〔PCM編碼輸入〕PCM編碼復用解復用模塊〔復用輸入一〕PCM編碼復用解復用模塊〔復用輸入二〕1550nm光發(fā)模塊〔數(shù)字光發(fā)數(shù)據(jù)輸入〕PCM編碼復用解復用模塊〔解復用輸入〕PCM編譯碼模塊二〔譯碼輸入〕PCM編譯碼模塊一〔譯碼輸入〕PCM編譯碼模塊一〔PCM譯碼位時鐘〕PCM編譯碼模塊二〔PCM譯碼位時鐘〕PCM編譯碼模塊一〔譯碼幀同步信號〕PCM編譯碼模塊二〔譯碼幀同步信號〕PCM編譯碼模塊一〔PCM譯碼輸出〕PCM編譯碼模塊二〔PCM譯碼輸出〕

P501—P515P513—P517

甲〔音頻輸入〕乙〔音頻輸入〕5〕.將1550nm光發(fā)模塊的J200第一位撥為“OOFFRP200旋到最大，J201設置為“數(shù)字”。6〕.將模擬信號源的J400設置為“17〕.1550nmRP206順時針旋到最大，RP208逆時針旋到最大。8〕.TP402RP400TP402的信號幅2V。9.用示波器觀測模擬信號源的TP402和PCM編譯碼模塊一的TP501RP207TP402和TP501的波形沒有失真。10.用示波器觀測PCM編譯碼模塊一的TP502和TP503并以TP502為觸發(fā)源觀測PCM編碼信號。數(shù)字光纖傳輸1〕.做完上面的試驗后，關閉系統(tǒng)電源。2〕.將下面兩根連線撤除：模擬信號源模塊模擬信號源模塊〔正弦波輸出〕模擬信號源模塊〔正弦波輸出〕P410—P500P410—P512PCM編譯碼模塊一〔PCM編碼輸入〕PCM編譯碼模塊二〔PCM編碼輸入〕3〕.增加如下連線：甲甲〔正弦波輸出〕P514—P500乙〔正弦波輸出〕P516—P512PCM編譯碼模塊一〔PCM編碼輸入〕PCM編譯碼模塊二〔PCM編碼輸入〕4〕.翻開系統(tǒng)電源，摘起兩部〔假設聽到嘟?嘟的忙音，請將兩部掛好后重摘起〕,測試兩部的通話狀況。5〕.關閉系統(tǒng)電源，撤除試驗導線。將各試驗儀器擺放整齊。七、試驗報告記錄試驗數(shù)據(jù)〔波型、碼型〕分析兩次話音傳輸試驗信號流程，畫出流程圖。試驗三光纖綜合傳輸系統(tǒng)試驗一、試驗目的：生疏試驗箱各模塊的功能作用。運用試驗箱供給的各系統(tǒng)模塊設計一個光纖綜合傳輸系統(tǒng)。二、試驗內容：光纖綜合傳輸系統(tǒng)實例。設計光纖綜合傳輸系統(tǒng)。三、試驗儀器1臺。1臺。2部。1套及相應視頻線。FC/PC2根。PC1臺。2個。四、試驗留意事項在試驗過程中切勿將光纖端面對著人，切勿帶電連接光纖五、試驗步驟：1．4路數(shù)據(jù)＋兩路光纖綜合傳輸系統(tǒng)試驗1〕.關閉系統(tǒng)電源。2〕.FPGA的J7003.將1310nm光發(fā)模塊的