2017传输技术实验报告 wdm系统的设计

现代传输技术实验报告
班级：通信1403
姓名：裴振启
学号：201409732
总评成绩：
指导老师：郑玉甫
二零一七年七月
实验一、光纤熔接
一、实验目的
1．熟悉光纤熔接工具的功能和使用方法；
2．熟悉光纤端面制作；
3．掌握光纤熔接技术，学会使用光纤熔接机熔接光纤。

二、实验原理：
1．光纤结构
光纤同心圆柱的结构：纤芯（Core）、包层（Cladding），包层的折射率比纤芯小，最外层涂覆层（Coating），起保护作用。

2．光纤熔接机原理
光纤熔接机主要用于光通信中光缆的施工和维护。

主要是靠放出高压电弧将两头光纤断面熔化，同时运用准直原理平缓推进让两根光纤融合成一根，以实现光纤模场的耦合。

一般光纤熔接机由熔接部分和监控部分组成。

熔接部分主要有光纤调芯平台、放电电极、计数器、张力测试装置以及监控系统的传感系统和光学系统等，由于光纤径向折同，反射进入摄像管的光亦不同，这样即可分辨出待接光纤而在监视器荧光屏上成像。

从而监测和显示光纤耦合和熔接情况。

3．光纤涂覆层的剥除
可采用剥线钳、刀片等方法进行剥除；包层表面的清洁既可采用物理方法，也可采用化学方法；采用不同的切割工具对光纤端面进行切割。

实验室采用的熔接机是藤仓的FSM-40PM。

本仪器利用剖面对准系统进行纤芯对准。

提供高抗张强度以及短切割长度熔接的能力。

光纤固定系统无需特殊技巧，熔接性能可靠。

有5英寸高解析度液晶显示屏。

三、实验仪器
1．光纤熔接机
2．光纤工具箱（开缆工具、光纤切割刀、光纤剥离钳、凯弗拉线剪刀、斜口剪、螺丝批、酒精棉等）、起子、热缩套管
四、实验内容及实验步骤
1．使用光纤线钳剥开光纤
要熔接的是裸纤，用光纤剥线钳剥除一段裸光纤出来。

2．切割光纤
用酒精棉来清洁干净，然后用光纤切割刀来切割。

切割刀上面有尺寸刻度，注意保持切割的端面保持垂直状态。

注意一下，先清洁后切割！放置热缩套管，在切割前做完这个动作。

3．使用熔接机熔接光纤
确认所熔接的光纤类型；把切好的光纤放入光纤熔接机内，放在V型槽端面直线与电极棒中心直线中间1/2的地方。

然后放好光纤压板，防下压脚（另一侧同），盖上防风盖，按SET键，开始熔接，屏幕上出现两个光纤的放大图象，经过调焦、对准一系列的位置、焦距调整动作后开始放电熔接。

4. 加热热缩套管
过程学名叫接续部位的补强，加热时，光纤熔接部位一定要放在正中间，加一定张力，防止加热过程出现气泡，固定不充分等现象，加热后拿出时，不要接触加热后的部位，温度很高，避免发生危险。

5. 整理
整理工具，放到指定的位置，收拾垃圾，收拾时候注意碎小的光纤头。

五、实验结果与分析
记录实验所熔光纤的损耗。

分析影响光纤熔接损耗的因素。

如何减小损耗？
六、实验心得
实验二、光纤损耗和长度的测量
一、实验目的
1．掌握OTDR测量原理；
2．熟悉OTDR测试方法，测量光纤长度和线路损耗。

二、实验原理
光时域反射仪（OTDR）是一种相当复杂的仪表，它广泛地应用于实验室和现场。

它所采用的测试技术也常称为后向散射测试技术。

它能测试整个光纤网络链路的衰减并能提供和光纤长度有关的衰减细节；OTDR还可测试光纤线路中接头损耗并可定位故障点位置；OTDR这种后向散射测试具有非破坏性且只需在一端测试的优点。

OTDR的原理是光脉冲的瑞利散射，由于瑞利散射光具有和入射波长相同的波长，且功率与该点的入射光功率成正比，因此通过测试光纤返回的反向光功率就可以获得入射光沿光纤传输路径所受到的损耗特性，并且还可以通过分析返回光信号的时间来确定待测光纤中不完善点的位置以及待测光纤的总长度。

下图是一条典型的测试曲线：其中a点为光纤的输入端，是耦合设备和光纤输入端端面产生的菲涅尔反射信号，并且此处的光信号最强，b点有一突降，说明此处有一接头或存在其它的缺陷，从而所引起高损耗，c点突然有一个上升，说明此处有光纤的断裂面，引起菲涅尔反射，d点为光纤的终点，是由输出端引起反射。

OTDR 典型测试曲线
由上图可求出光纤衰减系数：12
2p p L
α-=
其中p 1，p 2为e 点和b 点测得的光功率，L 为这两点的长度。

因此测量光纤的长度，就利用光纤中光信号的背向散射原理。

光纤在光纤中传输的速度，(/)c v m s n
=
其中，n 为光纤的折射率，c 为光在真空中的速度。

将光信号从始端的某点再反向传回始端的时间T ，变换成光信号在光纤传输中传输的距离，可表示为：
T n
c
vT l =
= 因为此距离为实际距离的2倍，故光纤的实际长度为2
T n c l ⋅= 测量的原理框图：
在单盘光纤中，为了施工护维护的方便，一般都规定有A 、B 端。

分别将光缆的AB 端剖开进行损耗、长度、色三等各项数据测试。

其测试原理如下图：
裸纤盘
L
三、实验仪器
光时域反射仪
四、实验步骤
1.选择熔接后的光纤段（带光纤连接器）；
2.接入OTDR；
3.观察OTDR的曲线
4.分析OTDR测量所得的图；
5.记录数据。

五、实验结果讨论及回答问题
所测光纤的长度
不同波长、不同脉冲宽度条件下测量连接损耗记录所测单盘光纤的损耗。

1. 在实际应用中，若某条光路出现故障，如何用OTDR 进行分析。

写出过程及测试框图。

2.OTDR的动态范围是怎么定义的？与哪些因素有关？分析为何OTDR测试的范围要求比较大，当测试的光纤距离较小时，为何出现盲区？
六、实验心得
实验三、光谱仪的使用
一、实验目的
1．理解光谱分析仪的基本工作原理和性能特点
2．掌握MS9710B光谱仪的使用；
3．掌握运用光谱分析仪测量LD光源参数的使用方法；
4．测量宽带光源的光谱
二、实验原理
光谱分析仪是进行光谱研究和物质结构分析，利用光学色散原理及现代先进电子技术设计的光电仪器。

它的基本作用是测量被研究光（所研究物质反射、吸收、散射或受激发的荧光等）的光谱特性，包括波长、强度等谱线特征。

因此，光谱仪器应具有以下功能：
（1）分光：把被研究光按一定波长或波数的发布规律在一定空间内分开。

（2）感光：将光信号转换成易于测量的电信号，相应测量出各波长光的强度，得到光能量按波长的发布规律。

（3）绘谱线图：把分开的光波及其强度按波长或波数的发布规律记录保存或显示对应光谱图。

要具备上述功能，一般光谱仪器都可分成四部分组成：光源和照明系统，分光系统，探测接收系统和传输存储显示系统。

根据光谱仪器的工作原理可以分成两大类：一类是基于空间色散和干涉分光的经典光谱仪；另一类是基于调制原理分光的新型光谱仪。

光谱分析仪可以测量LD、LED等光源的频谱，以及光缆、滤光器等的损耗波长特征及传输特性。

本实验采用的是安立MS9710B光谱仪，它是光栅型的光
谱分析仪，用于分析0.6~1.75μm波段的光谱，特别是LD和LED光谱，测试无源器件传输特性的功能。

三、实验仪器
MS9710B光谱仪，LD光源，宽带光源。

四、实验步骤
1.熟悉光谱仪的使用；
2.连接光源和光谱仪，测试LD光源的光谱特性；
3.测试宽带光源的光谱特性；
五、实验结果讨论及回答问题
记录宽带光源和手持FP-LD光源工作在1310和1550的光谱图。

1.宽带光源和LD光源的光谱有什么区别？
六、实验心得
实验四、SDH性能分析仪的使用
一、实验目的
1、掌握SDH的帧结构；
2、掌握MP1570ASONET/SDH/PDH/ATM分析仪的使用；
3、掌握分析仪对SDH帧结构中各种开销功能的检测。

二、实验原理
ITU-T规定了STM-N的帧是以字节（8bit）为单位的矩形块状帧结构，如图所示。

STM-N 帧结构图
STM-N的帧结构由3部分组成：段开销，包括再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）；管理单元指针（AU-PTR）；信息净负荷（payload）。

开销字节主要有：
帧定位A1，A2SOH中的A1和A2字节可用来识别帧的起始位置。

A1和
A2具有固定的二进制数值，即A1为11110110，A2为00101000。

当连续5帧以上收不到正确的Al，A2字节，即连续5帧以上无法区分出不同的帧，那么接收端进人帧失步状态，产生帧失步告警(OOF)。

若(X}F持续了3ms则进人帧丢失状态，设备产生帧丢失告警(LOF)，插人告警指示信号(AIS)，整个业务中断；在LOF状态下若收端连续1ms以上处于定帧状态，那么设备恢复到正常状态。

比特间插奇偶校验N×24位码(BIP-N×24位码)B2：B2字节是用于复用段误码监视，段开销中安排有3个B2字节(共24比特)作此用途。

B2字节是使用偶校验的比特间插奇偶校验N×24位码，其产生方式为BIP- N×24码对前一个STM- N 帧(除SOH中的第1到第3行以外)的所有字节进行计算，结果置于扰码前的B2字节位置，STM- N帧中有N×3个B2字节，每3个B2对应于一个STM-1帧的奇偶校验码。

复用段远端缺陷指示(MS-RDl)K2(b6-b8)：MS-RD1用于向发端回送一个指示，表示收端以检测到上游段失效或受到MIS-AIS。

MS-RDI用扰码前在K2字节的b7，b6和b8插人110。

MP1570A SONET/SDH/PDH/ATM分析仪是安立公司生产的为数字通信设备的生产、安装和维护过程中进行误码率测试和抖动漂移测量分析的可靠仪器。

三、实验仪器
MP1570A SONET/SDH/PDH/ATM分析仪
四、实验步骤
1、熟悉分析仪器的使用；
2、观察记录段开销中字节A1,A2,B2,K2的数值。

五、实验结果讨论及回答问题
1、B1和B2字节有什么区别？
2、何种情况下产生AIS告警？
六、实验心得。