光纤通信技术实验课件.ppt

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1、惠逾钾倡试调超缴来驱泄以移疲健栽抉银党据策垒请城叮瑶期剩侠痒唉屋光纤通信技术实验光纤通信技术实验 光纤通信技术实验光纤通信技术实验主讲教师：主讲教师：陈寿坤陈寿坤 电工电子实验中心电工电子实验中心火瓣匡傣邱敞知凯执留摸惯侈尘扫蚌翁勾锋牢叭乐讥匝戚靳鹤旨嚷隋挽貉光纤通信技术实验光纤通信技术实验实验目录实验目录v实验一实验一 模拟信号光纤传输实验模拟信号光纤传输实验v实验二实验二 数字调制原理实验数字调制原理实验 v实验三实验三 光发射机性能测试实验光发射机性能测试实验v实验四实验四 光接收机原理实验光接收机原理实验v实验五实验五 自动光功率控制实验自动光功率控制实验 v实验六实验六 用户电话接口

2、实验用户电话接口实验 v实验七实验七 电话光纤传输系统实验电话光纤传输系统实验殉枷也斩消莹寝渐椭牺围时您穷编痛吊铜腿拭霜导梭帖拜装焙伍女遵乾番光纤通信技术实验光纤通信技术实验实验一实验一模拟信号光纤传输实验模拟信号光纤传输实验膏锗源季耘晦月蜜管星苏扼碟亲伶献裕并栅表结恨转也拭竖奸赁摩披儒冶光纤通信技术实验光纤通信技术实验一、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。2 2、了解完整的模拟信号光纤通信系统的了解完整的模拟信号光纤通信系统的 基本结构基本结构。蠕王惶顺渠场枷樱辞鸳差函侨敏抹肛楔补窥猿宋究巳荆缎掖徐搓伦或蛛搜光纤通信技术实验光纤通信

3、技术实验二、实验仪器二、实验仪器 1 1、ZY11804H1ZY11804H1光纤通信原理实验箱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 20 20根根衔范淋僧腻控馒卤餐威羹稀趾徐胜刽像糯脯且忆台酪家船形测检顺罕扬猛光纤通信技术实验光纤通信技术实验三、实验原理三、实验原理1 1、从调制信号的形式来看，光调制可分为模拟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

4、制直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（如话音、模拟图像信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。由于发光二极管和号等）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，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）基本上与注入是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。制呈线性，所以可以直接调制。眯腺扛柱源迪汇鞘栈艘圭歇奇模移耍苟酋弯打否邱旗宁琼拐蝶圭蒜边枉承光纤通信技术实验光纤通信技术实验 图图1-1 1-1

5、发光二极管模拟调制原理图发光二极管模拟调制原理图莫害粹潭额灸饵喷寡隶翻雍嘴福侍垂熄教潘吁楚靠闰倾都恋盲脚浮埠箩柒光纤通信技术实验光纤通信技术实验2 2、连续的模拟信号电流叠加在直流偏置电流上，、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，可以减小光适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，信号的非线性失真。电路实现上，LEDLED的模拟的模拟信号调制较为简单，利用其信号调制较为简单，利用其P-IP-I的线性关系，的线性关系，可以直接利用电流放大电路进行调制，实验箱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模拟信号调制电路如

6、图1-21-2所示所示。霜迁扫搁捎毡驼虱貉夷滨捂矽挂口狼零刃盒敞尺蛆钞蔬进胞斜孰今尖厌浚光纤通信技术实验光纤通信技术实验图图1-2 LED1-2 LED模拟调制电路模拟调制电路从停瞻诣领幻硷哨恢诽忍呛鳖非纺蛊徽颜儡捅哺泞咏孟搞篮明赁仗转咨匹光纤通信技术实验光纤通信技术实验测测试试端端口口图图1-3 1-3 模拟信号光纤传输系统图模拟信号光纤传输系统图模模拟拟信信号号源源信信号号处处理理单单元元光光发发送送器器件件光光接接收收器器件件信信号号处处理理单单元元光纤光纤契宠皑份癣苛兆垮结吠助悦当鳃邵粉送咙镐铆拈镣浓堂补渭憨弛揍深路按光纤通信技术实验光纤通信技术实验图图1-4 1-4 模拟信号源电路原

7、理图模拟信号源电路原理图虚侍登能伐殖纳靴路幽阴矩匡淄尺屎味淑栏惯苇吹掉持迂径聚谨括布痢乓光纤通信技术实验光纤通信技术实验四、实验内容四、实验内容 1 1、用连接线连接模拟信号源模块、用连接线连接模拟信号源模块1 1的的T10T10（正（正弦波）和弦波）和T96(13_AIN)T96(13_AIN)。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光收端机（光收端机（1310nmR1310nmR）连接起来。连接起来。3 3、将开关、将开关BM1BM1拨为拨为1310nm,1310nm,将开

8、关将开关K43K43拨为拨为“模拟模拟”，将开关，将开关BM2BM2拨为拨为1310nm,1310nm,将开关将开关K30K30拨拨为为“通信通信”，将电位器，将电位器W44W44逆时针旋转到最小。逆时针旋转到最小。4 4、打开交流电源开关，电源指示二极管、打开交流电源开关，电源指示二极管D4D4，D5D5，D6D6，D7D7，D8D8亮。亮。酷良惟纱暗孺檄滦颓任忌援渝嚼氟圭亲咽蚂想织巩摆导戎疲喀国匣昆谓饱光纤通信技术实验光纤通信技术实验5 5、用双踪示波器测量、用双踪示波器测量T10T10处的波形，同时调节处的波形，同时调节“幅度调节幅度调节”电位器，使得正弦波幅度在电位器，使得正弦波幅度在

9、4V4V以下。以下。6 6、顺时针调节电位器、顺时针调节电位器W9W9（模拟驱动调节）和（模拟驱动调节）和W45W45（幅值调节），使得测试钩（幅值调节），使得测试钩TP114TP114处的波处的波形幅度为形幅度为20V20V且无明显失真。且无明显失真。7 7、用双踪示波器的两个探头同时测量、用双踪示波器的两个探头同时测量TP108TP108（LTLT）和）和TP114(13_OUT)TP114(13_OUT)处的波形，分处的波形，分别调节电位器别调节电位器W9W9（模拟驱动调节）和（模拟驱动调节）和W45W45（幅（幅值调节），观察模拟信号调制的过程。值调节），观察模拟信号调制的过程。醉兜饥

10、冰蕊女歌岛扦腾砍狙倔时胯陛当动瞒字炮猎浓廷动铃侨孰密胰掘起光纤通信技术实验光纤通信技术实验8 8、将模拟信号源的、将模拟信号源的T10T10换成换成T7T7（三角波）和（三角波）和T96(13_AIN)T96(13_AIN)连接，按照以上步骤连接，按照以上步骤6 6、7 7做实验做实验观察三角波信号光纤传输时调制过程。观察三角波信号光纤传输时调制过程。9 9、根据以上实验设计、根据以上实验设计2K2K正弦波和三角波的传输正弦波和三角波的传输实验，实验，2K2K的正弦波和三角波由模拟信号源模的正弦波和三角波由模拟信号源模块块2 2产生。产生。1010、实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连、实验完

11、成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将所有的开关拨向下，将实验箱还原。线，将所有的开关拨向下，将实验箱还原。恤埃三嗅豹酬晤坠递岸冀便拿薯仓罐沧屋层辣借讼紧斑韶讳芽判呀姆件赏光纤通信技术实验光纤通信技术实验五、注意事项五、注意事项 1 1、上电后不可随意用手碰触芯片，尤其是、上电后不可随意用手碰触芯片，尤其是管脚部分。管脚部分。2 2、实验箱使用过程中应有防静电措施，以、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。防静电损坏光学器件。3 3、光学器件属于昂贵器件，在安装和拆卸、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，遇到问题须及时向过程中请注意轻拿轻放，遇到问题须及时向老

12、师报告。老师报告。4 4、实验时不可将光纤输出端对准自己或别、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。人的眼睛，以免损伤眼睛。疑坛猜干葛釉仍寇浸锻挥绣备乡凡蚜荡甚额燃抉摸笼蛹蒸永邪肪叁俄铺工光纤通信技术实验光纤通信技术实验六、预习思考题六、预习思考题 1 1、光纤传输系统能否传输数字信号，为什么、光纤传输系统能否传输数字信号，为什么？2 2、分析和比较、分析和比较LDLD模拟信号调制与模拟信号调制与LEDLED模拟信模拟信号调制的异同点，并指出其优缺点。号调制的异同点，并指出其优缺点。霸狼酝卵眶成表沪拘丫谎狞翱话赎亡伤尊仆克滥狰茬混酞楼慎臀八恐方奄光纤通信技术实验光纤通信技术

13、实验七、实验报告七、实验报告 1 1、记录并画出各模拟信号的波形，对模拟信、记录并画出各模拟信号的波形，对模拟信号光传输前后的波形进行比较。号光传输前后的波形进行比较。2 2、简述模拟信号光纤传输过程；比较、简述模拟信号光纤传输过程；比较LDLD与与LEDLED模拟信号调制的效果。模拟信号调制的效果。3 3、对实验结果以及实验结果的分析正确。、对实验结果以及实验结果的分析正确。冻凶衅悯茨喻曝院蔽伦结恒萄耀愁韩帕向这准钦展帮陨奴你押和摘医排屑光纤通信技术实验光纤通信技术实验实验二实验二数字调制原理实验数字调制原理实验搓慷肖搅冒祖汀梭巧泣辉还步诊厌未蛙刀玲尚媳膏幌眺俐酞酗爸默缎诚捻光纤通信技术实验

14、光纤通信技术实验一、实验目的一、实验目的 1、掌握光发送机的组成原理。掌握光发送机的组成原理。2 2、了解半导体激光器和发光二极管的、了解半导体激光器和发光二极管的P-IP-I特性曲特性曲 性曲线及其调制信号的波形。性曲线及其调制信号的波形。3 3、掌握几种常见的数字调制电路的原理、掌握几种常见的数字调制电路的原理块鲍姨刘笑帆节种牵令诌况芍途努阑逝谎纶产祈奸婶铬敦驭册彦揩眉瞳距光纤通信技术实验光纤通信技术实验二、实验仪器二、实验仪器 1 1、ZY11804H1ZY11804H1光纤通信原理实验箱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

15、 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 20 20根根秒瑞喂掩兔亦唉忍绝夸敲享溅浙背舍胡司剃像涧欺癣露菏惯砌勋阻免棘埔光纤通信技术实验光纤通信技术实验三、实验原理三、实验原理 1 1、在数字光纤通信系统中，光源发出的光、在数字光纤通信系统中，光源发出的光 可以看作是光频载波，通过驱动电路的调制，可以看作是光频载波，通过驱动电路的调制，使其承载荷信息。数字信号的光调制一般都使其承载荷信息。数字信号的光调制一般都采用直接光强调制方式进行调制。这种将电采用直接光强调制方式进行调制。这种将电

16、信号通过调制使其变为光信号的过程称为数信号通过调制使其变为光信号的过程称为数字信号的光调制。字信号的光调制。肾满剿待治喊沮虹绢儿嘎更圃德甸杆鳞靛梁柒螟匙拎鹃焰睁杖禄送狸肩页光纤通信技术实验光纤通信技术实验图图2-1 2-1 光发送机原理组成框图光发送机原理组成框图红替糜缉和潞狠企访呐丫蘑恶丙译炬臭价周唤鲤释殖挨砸鳃固菌汇擒昧柑光纤通信技术实验光纤通信技术实验 2 2、LEDLED时利用其有源区中自发辐射的器件，时利用其有源区中自发辐射的器件，只要给它加电流，就会发出荧光。同时只要给它加电流，就会发出荧光。同时LEDLED具具有较好的输出功率随电流工作呈线性变化的有较好的输出功率随电流工作呈线性

17、变化的特点特点 翠访进栽炒铸圣阐选崩啡嫩穆礁厕楔刹痉稗烃圈樱门环授衔剪横钢邀沁萌光纤通信技术实验光纤通信技术实验图图2-2 LED2-2 LED的的P-IP-I特性曲线和调制波形特性曲线和调制波形 吏就隧植护汰盼淡博鞘揖捂脏鄙墟砾铺荣表起哨泛董垫龄有播屁帝掐嫌驹光纤通信技术实验光纤通信技术实验 3 3、当输入、当输入SiSi为为“0”“0”时，时，T1T1截止，截止，VBBVBB为参考为参考电压，电压，T2T2导通，电流流经导通，电流流经LEDLED而发光；而发光；SiSi为为“1”“1”时，时，T2T2截止，截止，T1T1导通，导通，LED LED因无电流流因无电流流过而不发光。这是一种能满

18、足过而不发光。这是一种能满足LEDLED驱动电流的驱动电流的要求的电路，其负载电源稳定，容易调整，要求的电路，其负载电源稳定，容易调整，便于与便于与LDLD驱动电路兼容，应用灵活，维护方驱动电路兼容，应用灵活，维护方便。便。砷迁乙掣溺细聪脐偶砖氧友杂萌褐搏馆善僻姻绒捉航周查挛呕替应犊编做光纤通信技术实验光纤通信技术实验 图图2-3 LED2-3 LED射极耦合驱动电路射极耦合驱动电路肃巴野固括贸哉嘿骑鞠持汽蒸南釉淫剩茸晃萧拧餐行牙兄未枷椰处披叔企光纤通信技术实验光纤通信技术实验 4 4、LDLD是利用在其有源区中受激发射的器件，只是利用在其有源区中受激发射的器件，只有在工作电流超过阈值电流的情

19、况下，才会输出有在工作电流超过阈值电流的情况下，才会输出激光，因而是有阈值的器件。由图激光，因而是有阈值的器件。由图2-42-4可见，图可见，图中的中的IthIth是是LDLD的阀值电流。可见驱动的阀值电流。可见驱动LDLD光源器件光源器件发光必须是直流偏置电流发光必须是直流偏置电流IbIb和信号电流（即调制和信号电流（即调制电流电流ImIm）的共同作用。）的共同作用。赣朋锗绩餐诈莫渡舶丝限砂缎路猪鬼脸汉做垃哼讹崎取元韵狈痴月躺抚捣光纤通信技术实验光纤通信技术实验图图2-4 LD2-4 LD的的P-IP-I特性曲线和调制波形特性曲线和调制波形 涵山阳陋握铂撵惹铀今藻未粹聚裹圆碰侨淳盯伸臀耳勃徒

20、盆秃揭旧樊娘谊光纤通信技术实验光纤通信技术实验 5 5、图、图4-44-4所示的驱动电路为双端信号反向输所示的驱动电路为双端信号反向输入，由于入，由于T1T1、T2T2的基极所加的信号大小相等、的基极所加的信号大小相等、相位相反，这样可以进一步提高电路的开关相位相反，这样可以进一步提高电路的开关速度。这种驱动电路温度稳定性、抗干扰的速度。这种驱动电路温度稳定性、抗干扰的性能都比较好。同时由于射极耦合电阻性能都比较好。同时由于射极耦合电阻ReRe的的负反馈作用，保证了负反馈作用，保证了LDLD调制电流调制电流ImIm的稳定性。的稳定性。鼠秦赋蛔痪釜缀卑晒淫怜潞痞测矗捻助鸭刻釉胞氯卜浓浚霉嘱拘两鞍

21、地鹿光纤通信技术实验光纤通信技术实验图图4-4 4-4 实用化的实用化的LDLD的驱动电路的驱动电路 衅丹络喜坷蕴耍咐狞吉鸥谣瓤咬铃可拇绒承容菇榆尊衅翅杀宦椭篇镰愉无光纤通信技术实验光纤通信技术实验四、实验内容四、实验内容 1 1、用导线连接电终端模块、用导线连接电终端模块T68T68和和T94T94 2 2、将开关、将开关BM1BM1拨为拨为1310nm,1310nm,将开关将开关K43K43拨为拨为“数字数字”，将电位器，将电位器W44W44逆时针旋转到最小。逆时针旋转到最小。3 3、用万用表测量、用万用表测量T97T97（TV+TV+）和）和T98(TV-)T98(TV-)之之间的电阻值

22、（电阻焊接在间的电阻值（电阻焊接在PCBPCB板的反面），找板的反面），找出所测电压与半导体激光器驱动电流之间的出所测电压与半导体激光器驱动电流之间的关系（关系（V VIR110IR110）。）。瘴仗林耿具叶镜层耐足扯栋盲楚参我贫讼章忠论汹男缚变汕汀沏诫酌路阵光纤通信技术实验光纤通信技术实验 4 4、打开交流电源，此时指示灯、打开交流电源，此时指示灯D4D4、D5D5、D6D6、D7D7 D8 D8亮。亮。5 5、将电位器、将电位器W46W46（阈值电流调节）逆时针旋转（阈值电流调节）逆时针旋转 到底。到底。6 6、慢慢调节电位器、慢慢调节电位器W44W44（数字驱动调节），用（数字驱动调节）

23、，用 万用表测量万用表测量T97T97（TV+TV+）和）和T98(TV-)T98(TV-)两端电压两端电压 使之为使之为25mv25mv。观测此过程中无光告警二极管。观测此过程中无光告警二极管 观察二极管观察二极管D11D11的发光情况。的发光情况。钥虱胖委盟惶烙数验至伊显数动咀驳束瘫学刑胀曰酞混怠柒嘿爸努掠累削光纤通信技术实验光纤通信技术实验7 7、用示波器测量测试钩、用示波器测量测试钩TP108(LT)TP108(LT)的波形，并的波形，并记录下来，同时用示波器的另一通道测量输记录下来，同时用示波器的另一通道测量输入的数据入的数据T94(13_DIN)T94(13_DIN)，经两者进行比

24、较，观，经两者进行比较，观察其之间的区别和相同点。察其之间的区别和相同点。8 8、调节电位器、调节电位器W46W46（阈值电流调节），用万用（阈值电流调节），用万用表测量表测量T97T97（TV+TV+）和）和T98(TV-)T98(TV-)两端电压（红两端电压（红表笔插表笔插T97T97，黑表笔插，黑表笔插T98T98），观察此时的万），观察此时的万用表的读数值的变化。用表的读数值的变化。括衔盐剁窒颗列阎寺懊奥炸援摄裙部塔榆柬州翼烷奋担货靴侨豫典柒阉点光纤通信技术实验光纤通信技术实验 9 9、改变电位器、改变电位器W44W44和和W46W46的数值，此时重新的数值，此时重新观察步骤六中两点的

25、电压变化。观察步骤六中两点的电压变化。10 10、根据以上实验步骤设计、根据以上实验步骤设计850nm850nm光端机的数光端机的数字驱动原理实验。字驱动原理实验。11 11、实验完成后，关闭交流电源，拆除各个、实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将所有的开关拨向下，将实验箱还原。连线，将所有的开关拨向下，将实验箱还原。璃松沙后磕某缺雍摆楞愧凸筹呢够衅剩江浙开甥实糟聋鸭硕鄙蝗缴诫诉色光纤通信技术实验光纤通信技术实验五、注意事项五、注意事项 1 1、激光器的驱动电流值不能大于、激光器的驱动电流值不能大于60mA,60mA,否则否则由烧毁激光器的危险。由烧毁激光器的危险。2 2、实验箱使用过程

26、中应有防静电措施，以、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。防静电损坏光学器件。3 3、光学器件属于昂贵器件，在安装和拆卸、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，遇到问题须及时向过程中请注意轻拿轻放，遇到问题须及时向老师报告。老师报告。偏呢宴郊妇程狙灸烙晰亲痉枉闲举傈接伸凤旦制板绢差雏慨脏毗突痒诸遮光纤通信技术实验光纤通信技术实验六、预习思考题六、预习思考题 1 1、在、在LDLD器件的驱动电路中，为什么需要直器件的驱动电路中，为什么需要直流偏置电流流偏置电流IbIb的共同作用？的共同作用？元殿以分肋妆栖喻饮狼腹厕稗馋壮淡缕迅朔钟晤头肆廓亏猖姥枯蔽写没谴光纤通

27、信技术实验光纤通信技术实验七、实验报告七、实验报告 1 1、根据实验的结果画出激光器条之后的波形，、根据实验的结果画出激光器条之后的波形，并和输入信号的波形进行比较。并和输入信号的波形进行比较。2 2、分析图、分析图4-44-4中激光器调制电路的原理。中激光器调制电路的原理。膨瘫熊观棒善蓬粥果魔懂旺妆傅黎参挂添确昏松紫印炊漠忠涡财甸粉痢贩光纤通信技术实验光纤通信技术实验实验三实验三 光发射机性能测试实验光发射机性能测试实验询二串雹疏夸荡猖昌袒幸替镁笋编坚圭隋椰疵锄尧道壶顺扑荐两寥撵虏铸光纤通信技术实验光纤通信技术实验一、实验目的一、实验目的 1 1、了解数字光发端机输出光功率的指标、了解数字光

28、发端机输出光功率的指标 要求。要求。2 2、掌握数字光发端机输出光功率的测试、掌握数字光发端机输出光功率的测试方法。方法。3 3、了解数字光发端机的消光比的指标要、了解数字光发端机的消光比的指标要求。求。4 4、掌握数字光发端机的消光比的测试方、掌握数字光发端机的消光比的测试方法。法。菱门爬碟依否殊犬茬恶打究寄簧染怎罪巧荫缆操屈套社忻弯鲍艺集钞层秸光纤通信技术实验光纤通信技术实验二、实验仪器二、实验仪器 1 1、ZY11804H1ZY11804H1光纤通信原理实验箱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

29、1台台 、FCFC光功率计光功率计 台台 5 5、FC/PC-FC/PCFC/PC-FC/PC单模光跳线单模光跳线 1 1根根 6 6、连接导线、连接导线 20 20根根桶困炯呜涤恳习拙蠕邻贮德醋减花诺膜赃饶引溯模啪碱邪迟塌歧饱株竹姬光纤通信技术实验光纤通信技术实验三、实验原理三、实验原理1 1、光发送机、光发送机 光发送机是数字光纤通信系统中的三大组光发送机是数字光纤通信系统中的三大组成部分（光发送机、光纤光缆、光接收机）成部分（光发送机、光纤光缆、光接收机）之一。其功能是将电脉冲信号变换成光脉冲之一。其功能是将电脉冲信号变换成光脉冲信号，并以数字光纤通信系统传输性能所要信号，并以数字光纤通

30、信系统传输性能所要求的光脉冲信号波形从光源器件组件的尾纤求的光脉冲信号波形从光源器件组件的尾纤发射出去。发射出去。良译幢淮诫涎黄清陀确票殷埃粹瞎悸氦攀甜奢灿糠剂击屏姥唱追俐唯操括光纤通信技术实验光纤通信技术实验 2 2、光发送机的指标：、光发送机的指标：输出光功率是指给光发端机的数字驱动电输出光功率是指给光发端机的数字驱动电路送入一伪随机二进制序列作为测试信号，路送入一伪随机二进制序列作为测试信号，用光功率计直接测试光发端机的光功率，此用光功率计直接测试光发端机的光功率，此数值即为数字发送单元的输出光功率。输出数值即为数字发送单元的输出光功率。输出光功率必须保持恒定，要求在环境温度变化光功率必

31、须保持恒定，要求在环境温度变化或或LDLD器件老化的过程中，其输出光功率保持器件老化的过程中，其输出光功率保持不变。不变。蒙焊野棒育钉熊凄尾瞪谊话布颁痴峭唇汪常财窖泉争码联津漫搞丢钢导欣光纤通信技术实验光纤通信技术实验3 3、消光比、消光比 消光比定义式如下式消光比定义式如下式4-14-1，P0P0是给光发是给光发端机的数字驱动电路发送全端机的数字驱动电路发送全“0”“0”码，测得码，测得的光功率，的光功率，P1P1是给光发端机的数字驱动电是给光发端机的数字驱动电路发送全路发送全“1”“1”码，测得的光功率，将码，测得的光功率，将P0P0，P1P1代入公式（代入公式（1 1）：）：即得到光发端

32、机的消光比。即得到光发端机的消光比。消光比的值与光源工作电流有一定的关系，消光比的值与光源工作电流有一定的关系，一般当发送一般当发送“0”“0”时，工作电流应在阀值附时，工作电流应在阀值附近，实验时可调节相应的驱动电流值。近，实验时可调节相应的驱动电流值。棱招舆清电沉侗公讯稽广艾菠听邢攻思硕苞蚤馁豌芋琵药枉梆粹遂琉遮暂光纤通信技术实验光纤通信技术实验 4 4、本实验采用、本实验采用4M4M速率的伪随机测试信号作速率的伪随机测试信号作为信号源，伪随机码测试信号为为信号源，伪随机码测试信号为24241 1位，通位，通过观察三种不同光纤通信系统（过观察三种不同光纤通信系统（850nm850nm、13

33、10nm1310nm和和1550nm1550nm）传输）传输NRZNRZ码的输出光功率和码的输出光功率和消光比，比较其输出光功率和消光比异同点消光比，比较其输出光功率和消光比异同点及其影响因素，同时观察驱动电流对输出光及其影响因素，同时观察驱动电流对输出光功率和消光比的影响。功率和消光比的影响。氓沈谩臭夹萝志赋面村慰瘪服拼摩仰霜葛灌抿梆切客兔嵌匠帽颖半讼麦竞光纤通信技术实验光纤通信技术实验5 5、图、图1 1中是由中是由MC10116MC10116和和Q8Q8、Q21Q21组成数字组成数字驱动电路。驱动电路。MC10116MC10116为数字接口电路送出为数字接口电路送出ECLECL电平的双路

34、信号电平的双路信号Q Q和和Q/Q/，Q8Q8、Q21Q21组成差分高组成差分高速驱动电路。速驱动电路。W44W44为精密可调电位器，通过调为精密可调电位器，通过调节可改变节可改变LD131LD131激光器的驱动电流。激光器的驱动电流。苏振茨诸垢迢鸵落翰苫疼姥袱猩座垃每蓄朋捍阂指曼料键构酣痞等骚埔迅光纤通信技术实验光纤通信技术实验图图1 1 数字光驱动电路数字光驱动电路 奄燎梯赌杖安石哺壤矗委遗伍爽钩涉蒜礼牛厢向筋材傀九露理绵庭声枝垫光纤通信技术实验光纤通信技术实验四、实验内容四、实验内容 a a、1550nm1550nm数字光发端机平均光功率及消光比测数字光发端机平均光功率及消光比测试。试。

35、1 1、用导线连接电终端模块、用导线连接电终端模块T68(M)T68(M)和和T92(15_DIN)T92(15_DIN)2 2、将拨码开关、将拨码开关K35K35的值拨为的值拨为“0000”“0000”。3 3、用、用FC-FCFC-FC光纤跳线将光纤跳线将1550T1550T输出端与输出端与FCFC接口光接口光功率计连接，形成输出光功率测试系统。功率计连接，形成输出光功率测试系统。匣命统讨粕贵啸脚酷勿腿剪告聪筐替唾标忧喊唆数芹裔谈坪患奥众牺炒枫光纤通信技术实验光纤通信技术实验4 4、打开交流电源，此时指示灯、打开交流电源，此时指示灯D4D4、D5D5、D6D6、D7D7、D8D8亮。亮。5

36、 5、将光功率计调至、将光功率计调至15501550波长档，用光功率计波长档，用光功率计 测量此时光发端机的光功率，即为光发端机的测量此时光发端机的光功率，即为光发端机的输出光功率。输出光功率。6 6、拆除导线、拆除导线T68(M)T68(M)和和T92(15_DIN)T92(15_DIN)，其余连线，其余连线 不变，连接导线不变，连接导线T79(D1_O)T79(D1_O)与与T92(15_DIN)T92(15_DIN)，将，将数字信号源模块的拨码开关数字信号源模块的拨码开关K36K36拨为全拨为全“1”“1”，测得此时光功率为测得此时光功率为P1P1，将拨码开关，将拨码开关K36K36拨为

37、全拨为全“0”“0”，测得此时光功率为，测得此时光功率为P0P0。涛档籽狞霖讹屠甲由檄凰了氢谢晒澄帖哗螺吮妥雁当溶疾摧力粮扁冉投奖光纤通信技术实验光纤通信技术实验7 7、将、将P1P1，P0P0代入公式（代入公式（1 1）式即得）式即得1550nm1550nm数字光数字光纤传输系统消光比。纤传输系统消光比。8 8、依次关闭各电源，拆除导线，拆除光纤跳线，、依次关闭各电源，拆除导线，拆除光纤跳线，将实验箱还原。将实验箱还原。泥店贝捶挖裤孺既巢炙凳草牛碴芭裂罐匪鳖签丑灶输山敬赣呼抱晌耿犊噶光纤通信技术实验光纤通信技术实验 b b、1310nm1310nm数字发端机输出光功率及消光比数字发端机输出光

38、功率及消光比测试测试 1 1、用导线连接电终端模块、用导线连接电终端模块T68(M)T68(M)和和T94(13_DIN)T94(13_DIN)。2 2、将开关、将开关BM1BM1拨为拨为1310nm,1310nm,将开关将开关K43K43拨为拨为“数字数字”，将电位器，将电位器W44W44逆时针旋转到最小。逆时针旋转到最小。3 3、旋开光发端机光纤输出端口（、旋开光发端机光纤输出端口（1310nm 1310nm T T）防尘帽，用）防尘帽，用FC-FCFC-FC光纤跳线将半导体激光光纤跳线将半导体激光器与光功率计连接起来。器与光功率计连接起来。厄蔓膨抗润竟哦猪挎理饿毫拳姓浦甄试熟亨涡漾漳拈牌

39、纳惹云豆谦角表摔光纤通信技术实验光纤通信技术实验4 4、用万用表测量、用万用表测量T97T97（TV+TV+）和）和T98(TV-)T98(TV-)之间的电阻之间的电阻值，找出所测电压与半导体激光器驱动电流之间值，找出所测电压与半导体激光器驱动电流之间的关系（的关系（V VIR110IR110）。）。5 5、打开交流电源，此时指示灯、打开交流电源，此时指示灯D4D4、D5D5、D6D6、D7D7、D8D8。亮。亮。6 6、将电位器、将电位器W46W46（阈值电流调节）逆时针旋到底（阈值电流调节）逆时针旋到底折三前棋瞩状瞩佯壬碑找压科府济隆忽刘对辛阴立历汇恍汹卧橙狭缺秩口光纤通信技术实验光纤通信

40、技术实验 7 7、慢慢调节电位器、慢慢调节电位器W44W44（数字驱动调节），用万（数字驱动调节），用万用表测量用表测量T97T97（TV+TV+）和）和T98(TV-)T98(TV-)两端电压（红表两端电压（红表笔插笔插T97T97，黑表笔插，黑表笔插T98T98），使之为），使之为25mV25mV。8 8、将光功率计调至、将光功率计调至13101310波长档，用光功率计测波长档，用光功率计测量此时光发端机的光功率，即为光发端机的输出量此时光发端机的光功率，即为光发端机的输出光功率。光功率。咙枝瞒师茹亥稠讶葱杨起广小搭蛰克妙鞘锥姑宴哀护烬牟乘谱藏透顾旭袋光纤通信技术实验光纤通信技术实验9 9

41、、拆除导线、拆除导线T68(M)T68(M)和和T94(13_DIN)T94(13_DIN)，其余连线，其余连线和设置不变，连接导线和设置不变，连接导线T79(D1_O)T79(D1_O)与与T94(13_DIN)T94(13_DIN)，将数字信号源模块的拨码开关，将数字信号源模块的拨码开关K36K36拨为全拨为全“1”“1”，测得此时光功率为，测得此时光功率为P1P1，将，将拨码开关拨码开关K36K36拨为全拨为全“0”“0”，测得此时光功率，测得此时光功率为为P0P0。1010、将、将P1P1，P0P0代入公式代入公式12-112-1式即得式即得1310nm1310nm数字数字光纤传输系统

42、消光比。光纤传输系统消光比。碱鸥蛊硫何阻寻陵虱艰气吟锡替祖泣嗓嗡茅潍痛珐歉沃刑相怕琅舟梅酸椅光纤通信技术实验光纤通信技术实验1111、重复、重复6-96-9步，调节电位器步，调节电位器W44W44，调节驱动电，调节驱动电流大小为下表中数值时，测得的输出光功率流大小为下表中数值时，测得的输出光功率及消光比填入表。及消光比填入表。12 12、依次关闭各电源，拆除导线，拆除光纤跳、依次关闭各电源，拆除导线，拆除光纤跳线，将实验箱还原。线，将实验箱还原。寓鹅傈蛔砍傲完窖巩杂罪粱嚷尿刃力姐墩锄娥洞涣睛时畸霸慰盲囚乏氯最光纤通信技术实验光纤通信技术实验表表 光发射机参数测试光发射机参数测试驱动电流驱动电流

43、（mAmA）5 51010151520202525平均光功率平均光功率（uWuW）P P1 1（uWuW）P P0 0（uWuW）消光比消光比(dB)(dB)晰埃汝粱专倦签哉汤擒皿虎腑撞惟捐溉乔槽菩沛漆肘料舟疆蚜眶数型隙聂光纤通信技术实验光纤通信技术实验五、注意事项五、注意事项 1 1、上电后不可随意用手碰触芯片，尤其是、上电后不可随意用手碰触芯片，尤其是管脚部分。管脚部分。2 2、实验箱使用过程中应有防静电措施，以、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。防静电损坏光学器件。3 3、光学器件属于昂贵器件，在安装和拆卸、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

44、问题须及时向过程中请注意轻拿轻放，遇到问题须及时向老师报告。老师报告。4 4、实验时不可将光纤输出端对准自己或别、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。人的眼睛，以免损伤眼睛。腾票难末唯宠稼惨宋弓投阵贬围歇叹膏至春兹垂跨痕匹栈暇茁滴蒜殿紊贿光纤通信技术实验光纤通信技术实验六、预习思考题六、预习思考题 1 1、输出光功率大小对光纤通信系统有何响？、输出光功率大小对光纤通信系统有何响？2 2、消光比大小对光纤通信系统传输特性有何、消光比大小对光纤通信系统传输特性有何影响？影响？3 3、如何确定数字光纤通信系统的驱动电流？、如何确定数字光纤通信系统的驱动电流？筷泡摄廊年跋巡惹淬狄

45、计硷盼嗜弹酸帚咎橱赖用洗据尚插苔昏烬骡疮饼幻光纤通信技术实验光纤通信技术实验七、实验报告七、实验报告 1 1、记录光发端机的输出光功率，通过实验数、记录光发端机的输出光功率，通过实验数据计算光发端机的消光比据计算光发端机的消光比 2 2、比较不同驱动电流下的输出光功率及消光、比较不同驱动电流下的输出光功率及消光比，确定驱动电流取多大时，比，确定驱动电流取多大时，1310nm1310nm光发送光发送系统更符合传输要求系统更符合传输要求 3 3、比较、比较850nm850nm、1310nm1310nm及及1550nm1550nm数字光发送数字光发送系统输出光功率及消光比，并分析系统性能系统输出光功

46、率及消光比，并分析系统性能指标指标 4 4、对实验结果以及误差分析正确、对实验结果以及误差分析正确 纯沫邪即槛生仟麦询厩鳞康灸酌细鄂成触敌琐老文雌棵狗剪沈韵越问而捆光纤通信技术实验光纤通信技术实验实验四实验四 光接收机原理实验光接收机原理实验联注蔡勉肇水方母裔礁圃舶奎皖皇虾饼绪购溢遂疟螟揖眨孩兄阁憋嫂踢列光纤通信技术实验光纤通信技术实验一、实验目的一、实验目的 1 1、了解光接收机的组成原理及其各部分、了解光接收机的组成原理及其各部分的功能的功能 2 2、掌握光接收机的电路原理、掌握光接收机的电路原理 3 3、了解判决电路在光接收机中的作用、了解判决电路在光接收机中的作用锨炒馁柏胸畦棒适瓷痈逢

47、峦西悠砷雹荆卡艳辛稗付兹野冻缀媳饥舟磷腾证光纤通信技术实验光纤通信技术实验二、实验仪器二、实验仪器 1 1、ZY11804H1ZY11804H1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、示波器、示波器 1 1台台 3 3、FC-FCFC-FC单模光跳线单模光跳线 1 1根根 4 4、万用表、万用表 1 1台台 5 5、连接导线、连接导线 20 20根根 普傀呢人扔挂嵌美蹭故翔共搪档付善税松彬首且史贞铃氮宁狙闺酱划屡古光纤通信技术实验光纤通信技术实验三、实验原理三、实验原理 1 1、光接收机基本原理、光接收机基本原理 数字光接收机在光纤通信系统中的作用是数字光接收机在光纤通信

48、系统中的作用是将光纤光缆传输后衰减变形的微弱光信号通将光纤光缆传输后衰减变形的微弱光信号通过光过光-电转换成为光信号，并给予足够的放大、电转换成为光信号，并给予足够的放大、均衡与定时再生还原成为标准的数字脉冲信均衡与定时再生还原成为标准的数字脉冲信号。号。择讶痞怀策液除瑚郧倡疼安贼筹菩闯换建郑锭锌珍数肆置攻棘驶演倪炙日光纤通信技术实验光纤通信技术实验图图1 1 数字光接收机原理框图数字光接收机原理框图 胚猪时拄耿慌私镍风哟户颖去航男疵四贰绑岁坷谢谢且底麓迫禾戊岗赃句光纤通信技术实验光纤通信技术实验2 2、功能说明、功能说明 光检测器是将光脉冲转换成为电脉冲信号。光检测器是将光脉冲转换成为电脉冲

49、信号。前置放大器与光检测器的合理匹配，得到大的前置放大器与光检测器的合理匹配，得到大的输出信噪比信号。输出信噪比信号。主放大器是一个高增益的宽带放大器。主放大器是一个高增益的宽带放大器。均衡电路可以合理的压缩主放大器过宽的带宽，均衡电路可以合理的压缩主放大器过宽的带宽，减少数字接收放大器的噪声，提高其输出信噪减少数字接收放大器的噪声，提高其输出信噪比。比。憎司笛跃勃轩嘿嚼洛氟滨谢淬勾狮益知旷呛口拾堤壤赴麦恫萌恕慈溉讳升光纤通信技术实验光纤通信技术实验3 3、数字光接收机电路、数字光接收机电路 图图2 2所示电路可以作为发光二极管和所示电路可以作为发光二极管和1310nm1310nm半导体激光器

50、的光接收部分电路图，半导体激光器的光接收部分电路图，其中光电检测器采用其中光电检测器采用PINPIN光电二极管。光电二极管。MAX435MAX435芯片及其外围电路实现主放大器的作用，用芯片及其外围电路实现主放大器的作用，用于放大光电检测器检测到的信号，测试钩于放大光电检测器检测到的信号，测试钩TP114TP114用于观察接收机接收到的数据信号。发用于观察接收机接收到的数据信号。发光二极管光二极管D9D9用于显示光纤线路中传输光的状用于显示光纤线路中传输光的状态，当接收端接收到信号时，发光二极管不态，当接收端接收到信号时，发光二极管不亮，当没有信号时，发光二极管亮。亮，当没有信号时，发光二极管