光纤通信原理实验.ppt

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1、YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY光纤通信原理实验 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY光纤通信实验主机箱简介及使用注意事项光纤通信实验主机箱简介及使用注意事项 一、主机箱简介一、主机箱简介串口/视频口1310光发送模拟驱动模块串口/视频口1310nm光接收模块电源模块预失真补偿模块语音输入

2、输出模块 模拟信号源模块PCM编译码模块CMI编译码模块HDB3编译码模块电话用户接口模块数字信号源模块CPLD下载模块光纤输入接口光纤输出接口实验箱使用注意事项光纤通信原理ZY12OFCom13BG3电流测定1550nm光接收模块1550光发送模块1310光发送数字驱动模块YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY1、电源模块：提供实验箱各模块电源。、电源模块：提供实验箱各模块电源。2、光发送模块：实现各种信号的光传输。、光发送模块：实现各种信号的光传输。3、光接收模块：实现光电信号的转换，滤波放大。、光接收模块：实现光电信号的转换，

3、滤波放大。4、预失真补偿模块：对信号进行预失真补偿；语音信号处理、预失真补偿模块：对信号进行预失真补偿；语音信号处理模块：提供语音信号输入输出及放大处理功能。模块：提供语音信号输入输出及放大处理功能。5、语音信号处理模块：提供音乐芯片以及外置的语音输出，、语音信号处理模块：提供音乐芯片以及外置的语音输出，接受部分用扬声器扩出。接受部分用扬声器扩出。6、模拟信号源模块：产生正弦波、三角波，频率在、模拟信号源模块：产生正弦波、三角波，频率在14Hz至至300KHz之间连续可调；幅度在之间连续可调；幅度在0V至至5V之间连续可调。之间连续可调。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYAN

4、GTZE NORMAL UNIVERSITY7、电话接口模块：提供电话接口功能。、电话接口模块：提供电话接口功能。8、数字信号源模块：产生、数字信号源模块：产生24伪随机码、位同步码、帧同步伪随机码、位同步码、帧同步 码。码。输出信号码元速率为输出信号码元速率为64KB/s,伪随机码的码型可通过拨码伪随机码的码型可通过拨码 开关任意设置。开关任意设置。9、PCM编译码模块：实验编译码模块：实验PCM编译码功能。编译码功能。10、CMI编译码模块：实现编译码模块：实现CMI编译码功能。编译码功能。11、HDB3编译码模块：实现编译码模块：实现HDB3编译码功能。编译码功能。12、CPLD下载模块

5、：提供位同步、帧同步功能；提供自主设下载模块：提供位同步、帧同步功能；提供自主设 计电路的功能。计电路的功能。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY光纤实验箱使用注意事项光纤实验箱使用注意事项 光学器件属于昂贵易损器件，所以在实验操作过程中应加光学器件属于昂贵易损器件，所以在实验操作过程中应加倍小心，防止光学器件的损坏，为了保证实验顺利地进行，倍小心，防止光学器件的损坏，为了保证实验顺利地进行，请注意以下事项：请注意以下事项：1、请仔细阅读实验指导书操作步骤后开机实验，正确连接导、请仔细阅读实验指导书操作步骤后开机实验，正确连接导线

6、，以免造成光学器件和芯片的损坏。线，以免造成光学器件和芯片的损坏。2、实验箱使用过程中应有防静电措施，以防静电损坏光学器、实验箱使用过程中应有防静电措施，以防静电损坏光学器件。件。3、光学器件属于昂贵器件，在安装和拆卸过程中请注意轻拿、光学器件属于昂贵器件，在安装和拆卸过程中请注意轻拿轻放，遇到问题须及时向老师报告。轻放，遇到问题须及时向老师报告。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY4、实验时不可将光纤输出端对准自己或别人的眼睛，以免损伤、实验时不可将光纤输出端对准自己或别人的眼睛，以免损伤眼睛。眼睛。5、实验箱使用完毕后，请立即

7、将防尘帽盖住光纤输入、输出端、实验箱使用完毕后，请立即将防尘帽盖住光纤输入、输出端口，用光纤端面防尘盖盖住光纤跳线端面，防止灰尘进入光纤口，用光纤端面防尘盖盖住光纤跳线端面，防止灰尘进入光纤端面而影响光信号的传输。端面而影响光信号的传输。6、若不小心把光纤输出端的接口弄脏，需用酒精棉球进行清洗。、若不小心把光纤输出端的接口弄脏，需用酒精棉球进行清洗。7、光纤跳线接头应妥善保管，防止磕碰，使用后及时戴上防尘、光纤跳线接头应妥善保管，防止磕碰，使用后及时戴上防尘帽。帽。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY8、不要用力拉扯光纤，光纤弯曲

8、半径一般不小于、不要用力拉扯光纤，光纤弯曲半径一般不小于30mm，否则可能导致光纤折断。否则可能导致光纤折断。9、进行光纤传输实验时，半导体激光器驱动电流不要超、进行光纤传输实验时，半导体激光器驱动电流不要超 过过40mA，发光二极管驱动电流不要超过，发光二极管驱动电流不要超过60 mA。10、不要用手触摸激光器和探测器的焊点，以免烧坏激光、不要用手触摸激光器和探测器的焊点，以免烧坏激光 器与探测器。器与探测器。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY实验一实验一 半导体激光器半导体激光器P-I特性测试实验特性测试实验 一、实验目的一

9、、实验目的1、学习半导体激光器发光原理和光纤通信中激光光源工作原理。、学习半导体激光器发光原理和光纤通信中激光光源工作原理。2、了解半导体激光器平均输出光功率与注入驱动电流的关系。、了解半导体激光器平均输出光功率与注入驱动电流的关系。3、掌握半导体激光器、掌握半导体激光器P-I曲线的测试方法。曲线的测试方法。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY二、实验内容二、实验内容1、测量半导体激光器输出功率和注入电流，绘制、测量半导体激光器输出功率和注入电流，绘制P-I关系曲线。关系曲线。2、根据、根据PI特性曲线，找出半导体激光器阈值电流，

10、计算半导特性曲线，找出半导体激光器阈值电流，计算半导 体激光器微分量子效率。体激光器微分量子效率。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY三、实验仪器三、实验仪器1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱型光纤通信原理实验箱 1台台2、FC接口光功率计接口光功率计 1台台3、FC/PC-FC/PC单模光跳线单模光跳线 1根根4、万用表、万用表 1台台5、连接导线、连接导线 20根根YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY四、实验原理四、实验原理 P-I特性是半导体激

11、光器的最重要的特性。当注入电流增特性是半导体激光器的最重要的特性。当注入电流增加时，输出光功率也随之增加，在达到之前半导体激光器输加时，输出光功率也随之增加，在达到之前半导体激光器输出荧光，到达之后输出激光。出荧光，到达之后输出激光。LD半导体激光器半导体激光器P-I曲线示意图曲线示意图就是图就是图1-1的斜率，由此可计算微分量子效率。的斜率，由此可计算微分量子效率。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY五、实验步骤五、实验步骤1、将光发模块中的可调电阻、将光发模块中的可调电阻W101逆时针旋转到底，使数字逆时针旋转到底，使数字 驱

12、动电流达到最小值。驱动电流达到最小值。2、拨动双刀三掷开关，将、拨动双刀三掷开关，将BM1、BM2选择在中间档，即将选择在中间档，即将 R110与电路断开。与电路断开。3、用万用表测得、用万用表测得R110电阻值，找出所测电压与半导体激光电阻值，找出所测电压与半导体激光器驱动电流之间的关系（器驱动电流之间的关系（VIR110）。）。4、拨动双刀三掷开关，、拨动双刀三掷开关，BM1选择到半导体激光器数字驱动，选择到半导体激光器数字驱动，BM2选择到选择到1310。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY5、旋开光发端机光纤输出端口（、旋

13、开光发端机光纤输出端口（1310nm T）防尘帽，用）防尘帽，用FC-FC光纤跳线将半导体激光器与光功率计输入端连接起来，光纤跳线将半导体激光器与光功率计输入端连接起来，并将光功率计测量波长调整到并将光功率计测量波长调整到1310nm档。档。半导体激光器驱动电流不可超过半导体激光器驱动电流不可超过40mA，否则有烧毁激光器，否则有烧毁激光器的危险。的危险。6、连接导线：将、连接导线：将T502与与T101连接。连接。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY7、连接好实验箱电源，先开交流电源开关，再开直流电源开、连接好实验箱电源，先开交

14、流电源开关，再开直流电源开 关，即按下关，即按下K01，K02(电源模块电源模块)，并打开光发模块和数，并打开光发模块和数字信号源的直流电源（字信号源的直流电源（K10与与K50）。）。8、用万用表测量、用万用表测量R110两端电压（红表笔插两端电压（红表笔插T103，黑表笔插，黑表笔插 T104）。）。9、慢慢调节电位器、慢慢调节电位器W101,依次测量对应的光功率值。依次测量对应的光功率值。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY 10、做完实验后先关闭光发模块和数字信号源的直流电源、做完实验后先关闭光发模块和数字信号源的直流电源

15、 （K10与与K50），然后依次关掉各直流开关（电源模），然后依次关掉各直流开关（电源模 块），以及交流电开关。块），以及交流电开关。11、拆下光跳线及光功率计，用防尘帽盖住实验箱半导体、拆下光跳线及光功率计，用防尘帽盖住实验箱半导体 激光器光纤输出端口，将实验箱还原。激光器光纤输出端口，将实验箱还原。12、将各仪器设备摆放整齐。、将各仪器设备摆放整齐。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY实验二实验二 模拟信号光纤传输实验模拟信号光纤传输实验一、实验目的一、实验目的1 1了解模拟信号光纤系统的通信原理了解模拟信号光纤系统的通信原理

16、2 2了解完整的模拟信号光纤通信系统的基本结构了解完整的模拟信号光纤通信系统的基本结构二、实验内容二、实验内容各种模拟信号各种模拟信号LEDLED模拟调制：三角波，正弦波，语音信号模拟调制：三角波，正弦波，语音信号（外输入语音信号）（外输入语音信号）三、实验仪器三、实验仪器1 1、光纤通信原理实验箱、光纤通信原理实验箱2 2、20MHz20MHz双踪模拟示波器双踪模拟示波器3 3、万用表、万用表 4 4、FC/PC-FC/PCFC/PC-FC/PC单模光跳线单模光跳线5 5、连接导线、连接导线YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY四

17、、实验原理四、实验原理 从调制信号的形式来看，光调制可分为模拟信号调制从调制信号的形式来看，光调制可分为模拟信号调制和数字信号调制。模拟信号调制直接用连续的模拟信号和数字信号调制。模拟信号调制直接用连续的模拟信号（如话音、模拟图像信号等）对光源进行调制。由于发光（如话音、模拟图像信号等）对光源进行调制。由于发光二极管和半导体激光器的输出光功率（对激光器来说，是二极管和半导体激光器的输出光功率（对激光器来说，是指阈值电流以上线性部分）基本上与注入电流成正比，而指阈值电流以上线性部分）基本上与注入电流成正比，而且电流的变化转换为光频调制呈线性，所以可以直接调制。且电流的变化转换为光频调制呈线性，所

18、以可以直接调制。IP图图2 2 发光二极管模拟调制原理图发光二极管模拟调制原理图YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY 连续的模拟信号电流叠加在直流偏置电流上，适连续的模拟信号电流叠加在直流偏置电流上，适当地选择直流偏置电流的大小，可以减小光信号的当地选择直流偏置电流的大小，可以减小光信号的非线性失真。电路实现上，非线性失真。电路实现上，LEDLED的模拟信号调制较为的模拟信号调制较为简单，利用其简单，利用其P-IP-I的线性关系，可以直接利用电流放的线性关系，可以直接利用电流放大电路进行调制，实验箱模拟信号调制电路如图大电路进行调

19、制，实验箱模拟信号调制电路如图2 2所所示。示。图图2 2、LED LED模拟调制电路模拟调制电路YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY测试端口图图3 3 模拟信号光纤传输系统框图模拟信号光纤传输系统框图模拟信号源信号处理单元光发送器件光接收器件信号处理单元光纤YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY五、实验步骤五、实验步骤A A、LDLD模拟信号调制实验模拟信号调制实验1 1、连接导线：模拟信号源模块、连接导线：模拟信号源模块T303T303与光发模块与光发模块T111T

20、111连接。连接。2 2、用、用FC-FCFC-FC光纤跳线将光纤跳线将1310nm1310nm光发端机（光发端机（1310nmT1310nmT）与）与1310nm1310nm光光收端机（收端机（1310nmR1310nmR）连接起来。）连接起来。3 3、将拨码开关、将拨码开关BM1BM1、BM2BM2和和BM3BM3分别拨到模拟、分别拨到模拟、1310nm1310nm和和1310nm1310nm档。档。K121K121拨下。拨下。4 4、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K01K01，K02K02，五个发光二极管全亮。五个发光二极管全亮。5

21、 5、打开模拟信号源模块、打开模拟信号源模块(K60)(K60)、光发模块、光发模块(K10)(K10)的直流电源。的直流电源。6 6、调节模拟信号源模块电位器、调节模拟信号源模块电位器W306W306，使，使TP303TP303波形幅度为波形幅度为2V2V。7 7、用万用表监控、用万用表监控R110R110两端电压两端电压,调节半导体激光器驱动电流，调节半导体激光器驱动电流，使之小于使之小于25mA25mA。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY8 8、调节电位器、调节电位器W111W111，W112W112和和W121W121，

22、使得，使得TP121TP121处波形幅度为处波形幅度为2V2V且且无明显失真，用示波器观察无明显失真，用示波器观察TP111TP111，TP112TP112和和TP121TP121波形，观察模波形，观察模拟信号光纤传输调制过程。拟信号光纤传输调制过程。9 9、根据失真补偿步骤，观察经过失真补偿电路的模拟信号传输。、根据失真补偿步骤，观察经过失真补偿电路的模拟信号传输。1010、将、将T303T303换成换成T302T302（三角波）或（三角波）或T301T301（方波），观察各测试点（方波），观察各测试点波形效果。波形效果。1111、拆除、拆除T111T111连接导线，用音频线将电脑语音输出端

23、与实验箱外连接导线，用音频线将电脑语音输出端与实验箱外输入语音信号输入端（输入语音信号输入端（T252T252）连接，）连接，T253T253与与T111T111连接，连接，T121T121与与T261T261连接，并使电脑播放音乐。连接，并使电脑播放音乐。1212、打开语音信号处理模块电源开关，调节音量（、打开语音信号处理模块电源开关，调节音量（W261W261），判断），判断光纤传输音乐信号效果（用示波器观察各测试点波形）。光纤传输音乐信号效果（用示波器观察各测试点波形）。1313、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件

24、，将实验箱还原。件，将实验箱还原。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY六、扩展实验：六、扩展实验：根据根据LDLD模拟信号调制实验步骤，设计模拟信号调制实验步骤，设计LEDLED模拟信模拟信号调制步骤，并通过实验实现。号调制步骤，并通过实验实现。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY实验三实验三 数字信号光纤传输实验数字信号光纤传输实验 一、实验目的一、实验目的1 1、了解数字信号光纤传输系统的通信原理、了解数字信号光纤传输系统的通信原理2 2、掌握完整数字光纤通信系统

25、的基本结构、掌握完整数字光纤通信系统的基本结构二、实验内容二、实验内容 观察各种数字信号在观察各种数字信号在LDLD（1310nm1310nm）光纤传输系统中的波形）光纤传输系统中的波形三、实验仪器三、实验仪器1 1、ZY12OFCom13BG3ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱型光纤通信原理实验箱2 2、20MHz20MHz双踪模拟示波器双踪模拟示波器3 3、万用表、万用表 4 4、FC/PC-FC/PCFC/PC-FC/PC单模光跳线步为营单模光跳线步为营 5 5、连接导线、连接导线YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERS

26、ITYIthIbImIPLD P-ILD P-I特性曲线、调制波形特性曲线、调制波形四、实验原理四、实验原理YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY数字光纤通信传输的基本原数字光纤通信传输的基本原理图理图测试端口数字信号光纤传输系统组成数字信号光纤传输系统组成框图框图原始信号信号处理单元光发端机光收端机信号处理单元编码译码光纤YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY五、实验步骤五、实验步骤1、用、用FC-FC光纤跳线将光纤跳线将1310nm光发端机（光发端机（1310nmT）

27、与）与1310nm光收端机（光收端机（1310nmR）连接起来，组成）连接起来，组成1310nm光纤传输系统。光纤传输系统。2、连接导线：数字信号源、连接导线：数字信号源T504与光发模块与光发模块T101连接，将数字信连接，将数字信号源模块号源模块K511拨到上面。拨到上面。3、将拨码开关、将拨码开关BM1、BM2和和BM3分别拨到数字、分别拨到数字、1310nm和和1310nm。4、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K01，K02，五个发光二极管全亮。五个发光二极管全亮。5、接通数字信号源模块、接通数字信号源模块(K50)、光发模块、光发

28、模块(K10)的直流电源。的直流电源。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY6、用万用表监控、用万用表监控R110两端电压，调节半导体激光器驱动电流，两端电压，调节半导体激光器驱动电流，使之小于使之小于25mA。7、调节电位器、调节电位器W121，使得，使得TP121处波形幅度大于处波形幅度大于3.5V，用示波，用示波器观察器观察TP101，TP102和和TP121波形，观察数字信号光纤传输调波形，观察数字信号光纤传输调制过程。制过程。8、将数字信号源模块、将数字信号源模块K511拨到下面，观察各点波形变化。拨到下面，观察各点波形变

29、化。9、改变数字信号源模块拨码开关状态，观察各测试点波形变化。、改变数字信号源模块拨码开关状态，观察各测试点波形变化。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY1010、改用实验箱中其他码型的数字信号进行上述步骤，观察各种、改用实验箱中其他码型的数字信号进行上述步骤，观察各种码型的波形。码型的波形。1111、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还原。件，将实验箱还原。六、思考题六、思考题画出光纤传输数字信号实验框图，简述数字信号光纤传输过程。画出光纤传输数

30、字信号实验框图，简述数字信号光纤传输过程。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY实验四实验四 光纤通信网中的光波分复用技术实验光纤通信网中的光波分复用技术实验 一、实验目的一、实验目的1 1、了解光纤接入网中波分复用原理、了解光纤接入网中波分复用原理2 2、掌握波分复用技术及实现方法、掌握波分复用技术及实现方法二、实验内容二、实验内容 实现用两种连接方式组成实现用两种连接方式组成1310nm1310nm与与1550nm1550nm光纤通信的波分复光纤通信的波分复用系统用系统三、实验仪器三、实验仪器1 1、光纤通信原理实验箱、光纤通信

31、原理实验箱 2 2、20MHz20MHz双踪模拟示波器双踪模拟示波器3 3、万用表、万用表 4 4、波分复用器、波分复用器5 5、FC-FCFC-FC法兰盘法兰盘 6 6、连接导线、连接导线YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY波分复用器波分复用器信号甲波分复用系统实验框波分复用系统实验框信号乙1310nm1550nm信号甲信号乙1310nm1550nm波分复用系统原理图波分复用系统原理图YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY五、实验步骤五、实验步骤1 1、连接波分复用器

32、：将波分复用器、连接波分复用器：将波分复用器A A标有标有“1310nm”“1310nm”光纤接头插入光纤接头插入13101310光发端光发端机（机（1310nmT1310nmT），标有），标有“1550nm”“1550nm”光纤接头插入光纤接头插入1550nm1550nm光发端机（光发端机（1550nmT1550nmT）；）；将波分复用器将波分复用器B B标有标有“1310nm”“1310nm”光纤接头插入光纤接头插入1310nm1310nm光收端机（光收端机（1310nmR1310nmR），标），标有有“1550nm”“1550nm”光纤接头插入光纤接头插入1550nm1550nm光收端机

33、（光收端机（1550nmR1550nmR）；将两波分复用器用）；将两波分复用器用FC-FCFC-FC法兰盘连接起来。法兰盘连接起来。2 2、将数字信号源模块、将数字信号源模块T504T504与光发模块与光发模块T151T151连接，连接，T304T304与与T111T111连接。连接。3 3、将拨码开关、将拨码开关BM1BM1、BM2BM2和和BM3BM3分别拨到模拟、分别拨到模拟、1310nm1310nm和和1310nm1310nm。4 4、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K01K01，K02K02，五个发光二极，五个发光二极管全亮。管全

34、亮。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY5 5、接通数字信号源模块、接通数字信号源模块(K50)(K50)、模拟信号源模块（、模拟信号源模块（K30K30）、光发模块）、光发模块(K10(K10、K15)K15)的直流电源。的直流电源。6 6、调试、调试1310nm1310nm光纤通信系统的模拟驱动。光纤通信系统的模拟驱动。7 7、用示波器观察并比较、用示波器观察并比较T304T304与与T121T121，T504T504与与T161T161波形，改变波形，改变T504T504与与T304T304波形，观察相应波形的变化。波形，观

35、察相应波形的变化。8 8、断开两波分复用器之间的、断开两波分复用器之间的FC-FCFC-FC法兰盘，观察上述波形的变化。法兰盘，观察上述波形的变化。9 9、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还原。将实验箱还原。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY实验五实验五 光纤通信网中的时分复用技术实验光纤通信网中的时分复用技术实验一、实验目的一、实验目的1 1、了解光纤接入网时分复用原理、了解光纤接入网时分复用原理2 2、掌握时分复用技术、掌握时分复用技术

36、二、实验内容二、实验内容1 1、将两路模拟信号进行时分复用。、将两路模拟信号进行时分复用。2 2、观察、观察PCMPCM编译码过程及各测试点波形。编译码过程及各测试点波形。三、实验仪器三、实验仪器1 1、ZY12OFCom13BG3ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱型光纤通信原理实验箱1 1台台2 2、20MHz20MHz双踪模拟示波器双踪模拟示波器1 1台台3 3、万用表、万用表 1 1台台4 4、FC/PC-FC/PCFC/PC-FC/PC单模光跳线单模光跳线1 1根根5 5、连接导线、连接导线2020根根YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NO

37、RMAL UNIVERSITY四、实验原理四、实验原理时分复用实验框图时分复用实验框图 时分复用是指将多个通道的数字信息（低速率）以时间分割的时分复用是指将多个通道的数字信息（低速率）以时间分割的方式插入到同一个物理信道中。复用之后的数字信息成为高速率的方式插入到同一个物理信道中。复用之后的数字信息成为高速率的数字流，数字流由帧组成。本实验将两路不同的模拟信号分别经两数字流，数字流由帧组成。本实验将两路不同的模拟信号分别经两个独立的个独立的PCM编码电路进行编码电路进行PCM编码，在编码的过程中使这两个编码，在编码的过程中使这两个编码电路采用不同的编码时隙，然后将这两路编码电路采用不同的编码时

38、隙，然后将这两路PCM信号进行同步复信号进行同步复接，即时分复用，再将此信号接入到光发端机数字驱动电路的输入接，即时分复用，再将此信号接入到光发端机数字驱动电路的输入端，经光纤传输后送到端，经光纤传输后送到PCM译码电路，用各自相应的编码时隙将它译码电路，用各自相应的编码时隙将它们分别恢复为原模拟信号。们分别恢复为原模拟信号。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY五、实验步骤五、实验步骤1、用、用FC-FC光纤跳线将光纤跳线将1550nm光发端机（光发端机（1550nmT）与）与1550nm光收端机光收端机（1550nmR）连接起来

39、，组成）连接起来，组成1550nm数字光纤传输系统。数字光纤传输系统。2、连接导线：模拟信号源模块、连接导线：模拟信号源模块T303(1K正弦波正弦波)与与PCM编译码模块编译码模块T601连连接，接，T304(2K正弦波正弦波)与与T611连接，连接，T621与光发模块与光发模块T151连接，连接，T161与与T631连接。连接。3、将、将K601，K602，K603接接1，2脚。脚。4、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K01，K02，五个发光，五个发光二极管全亮。二极管全亮。5、分别接通光发模块、分别接通光发模块(K150)、模拟信号源

40、模块、模拟信号源模块(K30)、PCM编译码模块编译码模块（K60）的直流电源。）的直流电源。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY6、调节两正弦波波形，使得、调节两正弦波波形，使得T303波形为波形为1K正弦波，幅度为正弦波，幅度为2V，T304波形为波形为2K正弦波，幅度为正弦波，幅度为2V。7、用示波器观察时隙、用示波器观察时隙0（TP650）、时隙）、时隙1（TP651）、时隙）、时隙2（TP652）和）和PCM编译码中帧同步码（编译码中帧同步码（TP653）的波形。）的波形。8、观察、观察TP602（模拟信号（模拟信号1模

41、数转换后波形），模数转换后波形），TP612（模拟信号（模拟信号2模数转换模数转换后波形）后波形）T621（两路模拟信号经模数转换和时分复用后的波形）。（两路模拟信号经模数转换和时分复用后的波形）。9、观察和比较、观察和比较TP603与与TP601，TP613与与TP611。10、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还原。箱还原。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY实验六实验六 电话光纤传输系统实验电话光纤传输系统实验一、实验目的一、实验目

42、的1、了解电话及语音信号通过光纤传输的全过程、了解电话及语音信号通过光纤传输的全过程2、掌握模拟电话、数字电话光纤传输的工作原理、掌握模拟电话、数字电话光纤传输的工作原理二、实验内容二、实验内容1、模拟电话光纤传输系统实验、模拟电话光纤传输系统实验2、数字电话光纤传输系统实验、数字电话光纤传输系统实验三、实验仪器三、实验仪器1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱型光纤通信原理实验箱1台台2、20MHz双踪模拟示波器双踪模拟示波器1台台3、万用表、万用表 1台台4、FC/PC-FC/PC单模光跳线单模光跳线1根根5、连接导线、连接导线20根根 YANGTZE NORMAL UNIV

43、ERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY电话模拟光纤传输电话模拟光纤传输 电话数字光纤传输电话数字光纤传输 四、实验原理四、实验原理YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITYPCM编码帧结构示意图编码帧结构示意图 YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY五、实验步骤五、实验步骤、模拟电话光纤传输系统实验、模拟电话光纤传输系统实验1、用模拟信号调试方法调节电位器，使、用模拟信号调试方法调节电位器，使1310nm光纤通信系统能够正常传光纤通信系统能够正常传输模

44、拟信号。输模拟信号。2、连接导线：电话用户接口模块、连接导线：电话用户接口模块T401与光发模块与光发模块T111连接，连接，T412与与T121连接，连接，T402与与T411连接，并在电话甲、电话乙口分别接上电话机。连接，并在电话甲、电话乙口分别接上电话机。3、用、用FC-FC光纤跳线将光纤跳线将1310nm光发端机（光发端机（1310nmT）与）与1310nm光收端机光收端机（1310nmR）连接起来，组成）连接起来，组成1310nm光纤传输系统。光纤传输系统。4、将拨码开关、将拨码开关BM1、BM2和和BM3分别拨到模拟、分别拨到模拟、1310nm和和1310nm。5、接上交流电源线，

45、先开交流开关，再开直流开关、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K01，K02，五个发，五个发光二极管全亮。光二极管全亮。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY6、接通电话用户接口模块、接通电话用户接口模块(K40，K41)、光发模块、光发模块(K10)的直流电源。的直流电源。7、用万用表监控、用万用表监控R110两端电压（红表笔插两端电压（红表笔插T103，黑表笔插，黑表笔插T104），调节），调节半导体激光器驱动电流（半导体激光器驱动电流（W101），使驱动电流小于），使驱动电流小于25mA。8、摘机进行两人通话实验，用示

46、波器测试并比较、摘机进行两人通话实验，用示波器测试并比较TP401，TP412的波形的波形,并做记录。若模拟电话光纤传输时有噪声，可根据模拟信号光纤传输步骤并做记录。若模拟电话光纤传输时有噪声，可根据模拟信号光纤传输步骤进行调试，使系统传输进行调试，使系统传输2K正弦波，当输出（正弦波，当输出（T121）幅度为）幅度为2V且无明显失且无明显失真时即可。真时即可。9、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还原。验箱还原。10、根据上述实验步骤，设计并执行、根据上述实验步骤，设计并执行850nm光纤传输系统模拟

47、电话传输实光纤传输系统模拟电话传输实验。验。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITYB、数字电话光纤传输系统实验、数字电话光纤传输系统实验1、连接导线：电话用户接口模块、连接导线：电话用户接口模块T401与与PCM编译码模块编译码模块T601连接，连接，T411与与T611连接，连接，T412与与T603连接，连接，T402与与T613连接，连接，T621与与T101连接，连接，T631与与T121连接，在电话甲、电话乙口分别接上电话单机。连接，在电话甲、电话乙口分别接上电话单机。2、将、将K601，K602，K603拨到上面。拨到上

48、面。3、用、用FC-FC光纤跳线将光纤跳线将1310nm光发端机（光发端机（1310nmT）与）与1310nm光收端机光收端机（1310nmR）连接起来，组成）连接起来，组成1310nm光纤传输系统。光纤传输系统。4、将拨码开关、将拨码开关BM1、BM2和和BM3分别拨到数字、分别拨到数字、1310nm和和1310nm。5、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K01，K02，五个发光二，五个发光二极管全亮。极管全亮。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYYANGTZE NORMAL UNIVERSITY6 6、接通电话用户接口模块、

49、接通电话用户接口模块(K40(K40，K41)K41)、PCMPCM编译码模块（编译码模块（K60K60）和光发模块）和光发模块(K10)(K10)的直流电源。的直流电源。7 7、用万用表监控、用万用表监控R110R110两端电压（红表笔插两端电压（红表笔插T103T103，黑表笔插，黑表笔插T104T104），调节半），调节半导体激光器驱动电流（导体激光器驱动电流（W101W101），使驱动电流小于），使驱动电流小于25mA25mA。8 8、摘机进行两人通话实验，用示波器测试并比较、摘机进行两人通话实验，用示波器测试并比较TP401TP401，TP402TP402，TP411TP411、TP

50、412TP412的波形（可选用双音多频信号的按键音来观察测试点的波形），并做的波形（可选用双音多频信号的按键音来观察测试点的波形），并做记录。若数字电话光纤传输时有噪声，可根据数字光纤传输步骤进行调试，记录。若数字电话光纤传输时有噪声，可根据数字光纤传输步骤进行调试，使系统传输普通伪随机码信号，若输出（使系统传输普通伪随机码信号，若输出（T121T121）与输入波形相同，幅度大于）与输入波形相同，幅度大于3.5V3.5V且无误码即可。且无误码即可。9 9、用示波器观察、用示波器观察TP101TP101、T121T121波形。波形。1010、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件