光纤通信实验指导书.pdf

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1、.光纤通信实验指导书 指导老师：刘红 2008 年 3 月 .第一部分 光纤通信无源光器件连接实验 实验一 连接器和光纤跳线性能测试实验 一、实验仪器 1、JH5002 型光纤通信原理综合实验系统 二台 2、JH5002B 型光纤光无源器件连接实验箱 一台 3、光功率计 一台 二、实验目的 1、使学生 2、深入了解光连接器和光纤跳线器的各种特性 3、熟悉光连接器和光纤跳线器的应用方法 三、实验内容 准备工作：使用两台发送波长分别为 1310nm 和 1550nm 的“JH5002 型光纤通信原理综合实验系统”作为 1310nm 和 1550nm 光源。设置两台“JH5002 型光纤通信原理综合

2、实验系统”线路编码工作方式为 5B6B、输入数据为 m 序列。按图 1.1.1 连接好测试设备，连接尾纤、连接器和光无源部件时注意定位销方向。1310nmLD 输出 JH5002 型 光功率计 图 1.1.1 光连接器和跳线性能测试连接示意b JH5002B 型 a 连接器 跳线 尾纤 1、插入损耗测量 1）用光功率计测量 1310nm 光源经尾纤输出在“a”点的光功率 Pa；然后将信号接入连接器的输入端口；用光功率计测量经一对光连接器和光纤跳线器输出“b”点光功率 Pb。记录测量结果，填入表格，计算一对光连接器和光纤跳线器插入损耗值。2）可以在“b”点之后，再接入一对光连接器和光纤跳线器，测

3、量输出“c”点光功率Pc，观测大致的误差偏离值。.输入功率（dBm）输出功率（dBm）插入损耗（dB）Pa：Pb：Pa：Pc：2、回波损耗 被测件（连接器+跳线器）的回波损耗是指正向入射到被测件的光功率和沿着输入路径返回被测件入口端的光功率比。实验步骤如下：（1）测量 1550nm 光分路器（3dB 耦合器）的实际分光数值，按图 1.1.2 连接。在不连接被测件条件下，测量 3dB 耦合器 a、b 两路输出的功率 Pa和 Pb。1550nmLD 3dB 耦合器 50%50%JH5002 型 光功率计 图 1.1.2 3dB 耦合器特性测量 a b JH5002B 型 Pa Pb （2）测量光分

4、路器（3dB 耦合器）两路输出的隔离度 Aab，按图 1.1.3 连接。在耦合器输出端之一的a点输入功率PcdBm，测量耦合器另一输出端b点的输出功率Pc,dBm则 a，b 两点的隔离度 Aab=Pc-Pc,dB。3dB 耦合器 光功率计 图 1.1.3 3dB 耦合器隔离度测量 a b Pc Pc,1550nmLD （3）被测件回波损耗测量 在步骤（1）基础上将被测件接入耦合器输出端 a 如图 1.1.4 所示。.1550nmLD JH5002 型 图 1.1.4 光纤部件反射损耗性能测试连接示意图 JH5002B 型 光功率计 尾纤 耦合器 匹配液 被测件 a b 3dB Pa Pc PB

5、 Pc,Pb 测量时光源 1550nmLD 保持输出功率与步骤 1 相同。测量此时 b 点的输出功率 PB，设 a 点被测件返回功率为 Pc，经耦合器在 b 点输出回波功率为 Pc,，则有 Pc,=Pc/Aab PB=Pb+Pc,=Pb+Pc/Aab 所以被测件回波功率 Pc=（PB-Pb）*Aab 被测件回波损耗为 回波损耗 L=Pa(dBm)Pc(dBm)=Pa(dBm)(PB-Pb)(dBm)-Aab (dB)匹配液往往用光纤的弯曲替代，即将输出光纤在手指或类似物体上绕数圈，直到输出的光强损耗基本为零，但这种方法适合于裸纤。在无匹配液时，可以近似的用一台光功率计或波分复用部件替代。记录测

6、量结果，填入下表：输入功率 Pa （dBm）空载 b 点输出功率 Pb（W）耦合器输出隔离度 Aab（dB）接入被测件 b 点输出功率 PB（W）b 点增加的输出功率 PB-Pb 被测件回波损耗 L（dB）附注：由于被测件反射引起的 b 点输出功率增加数值很小（往往不足 1W），本实验要求光源功率稳定，光功率计灵敏度高而且稳定，否则 PB-Pb测量值不可靠，回波损耗 L 测量不准确。四、实验报告 1、实验目的 2、实验内容.3、实验步骤 4、测量结果分析、总结。5、心得体会。.实验二 1310/1550nm 分波器（WDM）测量实验 一、实验仪器 1、JH5002 型光纤通信原理综合实验系统

7、二台 2、JH5002B 型光纤光无源器件连接实验箱 一台 3、光功率计 一台 二、实验目的 1、使学生深入了解 WDM 器件的各种特性 2、熟悉 WDM 器件的应用方法 三、实验内容 准备工作：使用两台发送波长分别为 1310nm 和 1550nm 的“JH5002 型光纤通信原理综合实验系统”作为 1310nm 和 1550nm 光源。按图 1.2.1 连接测试设备，连接尾纤、连接器和光无源部件时注意定位销方向。1310nmLD 1550nmLD 1310/1550nmWDM 1310nm 1550nm JH5002 型 A JH5002 型 B 光功率计 图 1.2.1 1331/155

8、0WDM 的性能测试连接示b c JH5002B 型 a 1、WDM 器件插入损耗测量 1）用光功率计测量 1310nm 光源输出的光功率 Pa（1310nm），并从“a”点送入波分复用器；用光功率计测量对应端口（1310nm）“b”点光功率 Pb（1310nm）。记录测量结果，填入表格，计算 1310nm 波长时 WDM 器件插入损耗值。2）用光功率计测量 1550nm 光源输出的光功率 Pa（1550nm），并从“a”点送入波分复用器；用光功率计测量对应端口（1550nm）“b”点光功率 Pb（1550nm）。记录测量结果，填入表格，计算 1550nm 波长时 WDM 器件插入损耗值。输入

9、功率（dBm）输出功率（dBm）插入损耗（dB）Pa（1310nm）：Pb（1310nm）：L1（1310nm）：Pa（1550nm）：Pc（1550nm）：L2（1550nm）：.2、WDM 器件隔离度测量 3）首先将 1310 nm 波长光源从“a”点送入波分复用器；用光功率计测量对应输出端口“b”点光功率 Pb；然后快速测量隔离端口“c”点光功率 Pc。记录测量结果，填入表格，计算端口“b”至端口“c”的隔离度 LbC。LbC=Pb-Pc 4）首先将 1550 nm 波长光源从“a”点送入波分复用器；用光功率计测量对应输出端口“c”点光功率 Pc；然后快速测量隔离端口“b”点光功率 Pb

10、。记录测量结果，填入表格，计算端口“c”至端口“b”的隔离度 LCb。LCb=Pc-Pb 对应端口输出功率（dBm）隔离端口输出功率（dBm）端口隔离度（dB）Pb（1310nm）：Pc（1310nm）：Lbc：Pc（1550nm）：Pb（1550nm）：Lcb：3、回波损耗（选作）该节测量参见本章实验一内容方法和步骤由同学自拟。四、实验报告 1、实验目的 2、实验内容 3、实验步骤 4、测量结果分析、总结。5、心得体会。.实验三 1310/1550nm 合波器（WDM）测量实验 一、实验仪器 1、JH5002 型光纤通信原理综合实验系统 二台 2、JH5002B 型光纤光无源器件连接实验箱

11、一台 3、光功率计 一台 二、实验目的 1、使学生深入了解 WDM 器件的各种特性 2、熟悉 WDM 器件的应用方法 三、实验内容 准备工作：使用两台发送波长分别为 1310nm 和 1550nm 的“JH5002 型光纤通信原理综合实验系统”作为 1310nm 和 1550nm 光源。按图 1.3.1 连接测试设备，连接尾纤、连接器和光无源部件时注意定位销方向。1310nmLD 1550nmLD 1310/1550nmWDM JH5002 型 A JH5002 型 B 光功率计 图 1.3.1 1331/1550WDM 的性能测试连接示b c JH5002B 型 a 输出 1310nm 15

12、50nm 1、WDM 器件插入损耗测量 1）用光功率计测量 1310nm 光源经尾纤输出在“a”点的光功率 Pa，然后将信号从 WDM的对应输入端口（1310nm）送入波分复用器；用光功率计测量“c”点光功率 Pc（1310nm）。记录测量结果，填入表格，计算 WDM 器件在 1310nm 波长时插入损耗值。2）断开光源。用光功率计测量 1550nm 光源经尾纤输出在“b”点的光功率 Pb，然后将信号从 WDM 的对应端口（1550nm）送入波分复用器；用光功率计测量“c”点光功率 Pc（1550nm）。记录测量结果，填入表格，计算 WDM 器件在 1550nm 波长时插入损耗值。2、光功率迭

13、加性 在上述测量条件，同时将 1310nm 光源和 1550nm 光源送入 WDM 对应的端口，用.光功率计测量“c”点的总光功率；然后断开和接入某一路光源，观测是否满足光功率线形迭加特性。记录测量结果。测量结果记录表：输入功率（dBm）输出功率（dBm）插入损耗（dB）Pa（1310nm）：Pc（1310nm）：L1（1310nm）：Pb（1550nm）：Pc（1550nm）：L2（1550nm）：Pa（1310nm）：Pb（1550nm）：Pc（1310/1550 nm）：四、实验报告 1、实验目的 2、实验内容 3、实验步骤 4、测量结果分析、总结。5、心得体会。.第二部分 实验四 WD

14、M 光纤系统链路连接和调整实验 一、实验原理 本实验使用两台“JH5002 型光纤通信原理综合实验系统”与一台“JH5002B 型光纤光无源器件连接实验箱”中的 WDM 分波器和 WDM 合波器实现对光纤系统链路 1310 与1550nm 波光信号分离；在分离出的光信号传输通道中插入光可变衰减器进行电平调节。进一步加强学生对 WDM 传输系统的认识和性能的理解，学习掌握对 WDM 光纤系统链路连接和调整方法。实验的系统连接框图见图 2.1 所示。二、实验仪器 1、JH5002 型光纤通信原理综合实验系统 二台 2、JH5002B 型光纤光无源器件连接实验箱 一台 3、JH9001 型误码测试仪

15、 二台 4、光功率计 一台 5、示波器 一台 6、电话机 二部 三、实验目的 1、加强学生对 WDM 传输系统的认识和性能的理解 2、熟悉 WDM 器件各种特性及指标特点 3、熟悉 WDM 器件的应用方法 四、实验内容 准备工作：设置两台“JH5002 型光纤通信原理综合实验系统”线路编码工作方式为5B6B、输入数据为 m 序列。按图 2.1 所示连接好测试设备，光纤跳线、光可变衰减器和连接器，连接各部件时注意定位销方向。.1、光纤通信系统连接 根据图 2.1 所示连接测试设备，选择 SC/FC 和 FC/FC 光纤跳线、光可变衰减器和光分路器。光纤各部件插头都带有保护套，使用时拔下保护套，并

16、保存好，便于在实验结束时重 13/15 WDM 13/15 WDM A：JH5002型实验箱 光纤跳线 13/15 WDM 1310nm TX 1550nm RX 可变衰减器 尾纤 13/15 WDM 1310nm RX 1550nm TX T/R模块 B：JH5002型实验箱 T/R模块 光纤跳线 无源器件测量基本平台 2.1 光无源器件在光链路中的连接和调整实验示意图 光纤跳线.新套上。本节实验内容主要是让学生自己动手通过对光纤部件的连接建立一个感性认识，增加学习的兴趣和对光纤无源部件使用及特性的了解。2、系统电平调整 分别调整两个光传输通道上的光可变衰减器的衰减量，保证光纤收发模块接收端

17、的接收光功率为-25dBm。调整及测量步骤自拟。3、通话实验 1）在目前的光纤链路条件下，参照本章实验一的准备条件设置，进行通话实验。2）通过复接模块或 5B6B 编码模块产生中的误码产生开关在信道中插入一定数量的误码，进行通话实验，感受有误码环境下的通话质量。3）加大误码使解复接模块失步（失步告警指示红灯亮），体验信道同步系统失步对话音信道的影响。测量步骤自拟。4、光纤链路余量估算 在测量步骤 2 的结果条件下，假如该光纤损耗为 0.3dB/km（暂不考虑色散对系统的影响），请通过测量结果近似计算出两终端之间的最长通信距离。测量步骤自拟。提示：测量接收灵敏度。五、实验报告 1、实验目的 2、实验内容 3、实验步骤 4、测量结果分析、总结。5、心得体会。