数字光纤通信系统综合实验(西电)
(完整版)[光纤通信]西电第二版课后习题答案
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1．光纤通信的优缺点各是什么？答：优点有：带宽资源丰富，通信容量大；损耗低，中继距离长；无串音干扰，保密性好；适应能力强；体积小、重量轻、便于施工维护；原材料来源丰富，潜在价格低廉等。
缺点有：接口昂贵，强度差，不能传送电力，需要专门的工具、设备以及培训，未经受长时间的检验等。
2．光纤通信系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？答：光纤通信系统由三部分组成：光发射机、光接收机和光纤链路。
光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。
光源组件包括光源、光源—光纤耦合器和一段光纤（尾纤或光纤跳线）组成。
模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。
光源是LED 或LD ，这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。
电压—电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口，用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。
光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。
光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。
光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。
光检测器将光信号转化为电流信号。
常用的器件有PIN 和APD 。
然后再通过电流—电压转换器，变成电压信号输出。
模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。
光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继器等组成。
光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。
光缆线路盒：光缆生产厂家生产的光缆一般为2km 一盘，因而，如果光发送与光接收之间的距离超多2km 时，每隔2km 将需要用光缆线路盒把光缆连接起来。
光缆终端盒：主要用于将光缆从户外（或户内）引入到户内（或户外），将光缆中的光纤从光缆中分出来，一般放置在光设备机房内。
光纤连接器：主要用于将光发送机（或光接收机）与光缆终端盒分出来的光纤连接起来，即连接光纤跳线与光缆中的光纤。
6．简述WDM 的概念。
光纤部分实验报告通信工程专业综合实验.
通信工程专业综合实验报告――光通信部分姓名学号通信班级上课时间周二下午16:20~18:10第8章光纤传输系统实验一激光器P-I特性测试实验1. 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3、掌握半导体激光器P （平均发送光功率）-I （注入电流）曲线的测试方法2. 实验仪器1、ZY12OFCom13BG型光纤通信原理实验箱1台2、FC接口光功率计1台3、FC/PC-FC/PC单模光跳线1根4、万用表1台5、连接导线20 根3. 实验原理半导体激光二极管（LD）或简称半导体激光器，它通过受激辐射发光，是一种阈值器件。
处于高能级E2的电子在光场的感应下发射一个和感应光子一模一样的光子，而跃迁到低能级E1,这个过程称为光的受激辐射，所谓一模一样，是指发射光子和感应光子不仅频率相同，而且相位、偏振方向和传播方向都相同，它和感应光子是相干的。
由于受激辐射与自发辐射的本质不同，导致了半导体激光器不仅能产生高功率（》10mW辐射，而且输出光发散角窄（垂直发散角为30〜50°,水平发散角为0〜30°），与单模光纤的耦合效率高（约30%〜50%），辐射光谱线窄（△入=0.1〜1.0nm）,适用于高比特工作，载流子复合寿命短，能进行高速信号（＞20GHZ直接调制，非常适合于作高速长距离光纤通信系统的光源。
P-I 特性是选择半导体激光器的重要依据。
在选择时，应选阈值电流I th尽可能小，I th对应P值小，而且没有扭折点的半导体激光器。
这样的激光器工作电流小，工作稳定性高，消光比大，而且不易产生光信号失真。
并且要求P-I曲线的斜率适当。
斜率太小，则要求驱动信号太大，给驱动电路带来麻烦；斜率太大，则会出现光反射噪声及使自动光功率控制环路调整困难。
半导体激光器可以看作为一种光学振荡器， 要形成光的振荡，就必须要有光放大机制，也即激活介质处于粒子数反转分布， 而且产生的增益足以抵消所有的损耗。
光纤通信实验指导书
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、J H5002型光纤通信原理综合实验系统二台2、J H5002B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。
连接器跳线图1.1.1 光连接器和跳线性能测试连接示意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P a；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P b。
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，测量输出“c”点光功率P c，观测大致的误差偏离值。
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P a和P b。
图1.1.2 3dB耦合器特性测量（2）测量光分路器（3dB耦合器）两路输出的隔离度A ab，按图1.1.3连接。
在耦合器输出端之一的a点输入功率P c dBm，测量耦合器另一输出端b点的输出功率P c,dBm则a，b两点的隔离度A ab=P c- P c, dB。
西电通院毕业学分要求
最低毕业要求总学分（含课内教学和实践教学环节等，不含课外学分、军事教育、形势与政策学分）为185.5学分。
所选课程中必须包含一门讨论课和一门双语课，还必须包含5学分的人文素质课程和4学分的全校公共选修课程。
以下是学分组成：
（1）必修课：119.5分，只要你所有的必修课都考试，不论是正考还是补考过了的话，这一项应该没问题。
（2）限选课：28分，其中包括方向限选课（传输和网络）10学分，专业限选课（光纤通信、计算机网络、通信网络与测量、无线IP网络与技术、专用集成电路设计）9学分，人文限选课5学分，限选实验（通信系统实验、综合开发实验、操作系统实验、数字信号处理实验、嵌入式系统实验）4学分。
（3）实践教学：25学分。
金工实习2分，电装实习1分，工程设计1分，课程设计2分，生产实习3分，毕业设计16分。
（4）任选课：13分。
校公共任选课4学分，院任选课13分。
另外，选了另外一个方向（比如传输方向的选了网络方向的课）课程的，多选的课程只能当作任选课对待。
除此之外，还有形势与政策2分，军事教育3分，课外学分8分。
对于课外学分，从以下几方面认定：。
数字信号处理(西电上机实验)
数字信号处理实验报告实验一：信号、系统及系统响应一、实验目的：(1) 熟悉连续信号经理想采样前后的频谱变化关系，加深对时域采样定理的理解。
(2) 熟悉时域离散系统的时域特性。
(3) 利用卷积方法观察分析系统的时域特性。
(4) 掌握序列傅里叶变换的计算机实现方法，利用序列的傅里叶变换对连续信号、离散信号及系统响应进行频域分析。
二、实验原理与方法：(1) 时域采样。
(2) LTI系统的输入输出关系。
三、实验内容、步骤(1) 认真复习采样理论、离散信号与系统、线性卷积、序列的傅里叶变换及性质等有关内容，阅读本实验原理与方法。
(2) 编制实验用主程序及相应子程序。
①信号产生子程序，用于产生实验中要用到的下列信号序列：a. xa(t)=A*e^-at *sin(Ω0t)u(t)A=444.128;a=50*sqrt(2)*pi;b. 单位脉冲序列：xb(n)=δ(n)c. 矩形序列：xc(n)=RN(n), N=10②系统单位脉冲响应序列产生子程序。
本实验要用到两种FIR系统。
a. ha(n)=R10(n);b. hb(n)=δ(n)+2.5δ(n-1)+2.5δ(n-2)+δ(n-3)③有限长序列线性卷积子程序用于完成两个给定长度的序列的卷积。
可以直接调用MATLAB语言中的卷积函数conv。
conv用于两个有限长度序列的卷积，它假定两个序列都从n=0 开始。
调用格式如下：y=conv (x, h)四、实验内容调通并运行实验程序，完成下述实验内容：①分析采样序列的特性。
a. 取采样频率fs=1 kHz, 即T=1 ms。
b. 改变采样频率，fs=300 Hz，观察|X(ejω)|的变化，并做记录(打印曲线)；进一步降低采样频率，fs=200 Hz，观察频谱混叠是否明显存在，说明原因，并记录(打印)这时的|X(ejω)|曲线。
②时域离散信号、系统和系统响应分析。
a. 观察信号xb(n)和系统hb(n)的时域和频域特性；利用线性卷积求信号xb(n)通过系统hb(n)的响应y(n)，比较所求响应y(n)和hb(n)的时域及频域特性，注意它们之间有无差别，绘图说明，并用所学理论解释所得结果。
光纤通信实验
光纤通信实验简介光纤通信是一种利用光纤作为传输介质的通信方式，它具有高带宽、低损耗、抗干扰等优点。
在光纤通信实验中，我们将了解光纤通信的原理、组成部分以及实验步骤。
实验目的本实验旨在让学生了解光纤通信的原理，掌握光纤通信的基本操作。
实验材料•光纤通信实验箱•光纤通信模块•光源•接收器•光纤缆实验步骤第一步：准备工作1.将光纤通信模块安装在实验箱上。
2.将光纤缆连接到光纤通信模块的发光端口和接收端口。
第二步：设置光源和接收器1.将光源连接到发光端口。
2.将接收器连接到接收端口。
第三步：传输数据1.在电脑上打开串口通信软件。
2.将光纤通信模块连接到电脑的串口。
3.输入要传输的数据，并发送给光纤通信模块。
4.在串口通信软件中接收光纤通信模块发送的数据。
第四步：观察实验结果1.观察光纤通信模块发出的光信号。
2.观察接收器接收到的光信号。
3.比较发送的数据和接收到的数据，判断是否传输成功。
实验注意事项1.在操作光纤通信模块时，要注意避免弯折光纤，以免造成光信号的损失。
2.在调试光纤通信模块时，要注意调节光源和接收器的位置，以获取较好的信号接收效果。
3.在传输数据时，要确保光纤通信模块的参数与串口通信软件的参数相匹配，以确保数据传输的正确性。
实验结果分析根据观察到的实验结果，我们可以判断光纤通信模块的性能和传输质量。
如果发送的数据与接收到的数据完全一致，说明光纤通信正常工作。
如果有数据传输错误或丢失，可能需要检查光纤连接是否良好或调整光源和接收器的位置。
结论通过本次实验，我对光纤通信的原理和操作有了更深入的了解。
光纤通信技术具有很多优势，可以应用在许多领域，如通信网络、数据传输等。
同时，我也体会到了在实验中需要仔细操作和严密观察实验结果的重要性。
参考文献参考文献可以列举光纤通信实验的相关教材、学术论文等信息。
大学光纤传输实验报告
一、实验目的1. 了解光纤传输系统的基本结构和各部件的选配原则。
2. 熟悉光纤传输系统中电光/光电转换器件的基本性能。
3. 训练如何在光纤传输系统中获得较好的信号传输质量。
二、实验原理光纤传输技术是一种利用光导纤维传输信号的通信技术。
光纤具有损耗低、频带宽、耐高温、绝缘性好、抗电磁干扰等优点，已成为现代通信的主要传输手段。
光纤传输系统主要由以下几部分组成：1. 光源：将电信号转换为光信号，常用的光源有LED、激光二极管等。
2. 光纤：传输光信号的介质，分为单模光纤和多模光纤。
3. 光发射机：将电信号转换为光信号，并驱动光源。
4. 光接收机：将光信号转换为电信号，并进行放大处理。
5. 传输介质：连接光发射机和光接收机的介质，如光缆等。
实验中，我们主要研究LED-传输光纤组件的电光特性，并验证硅光电二极管可以将传输的光信号转换为电信号。
三、实验仪器1. TKGT-1型音频信号光纤传输实验仪2. 信号发生器3. 双踪示波器四、实验步骤1. 连接实验仪器，包括光源、光纤、光发射机、光接收机和传输介质。
2. 将信号发生器输出的电信号输入光发射机，驱动光源发光。
3. 通过光纤将光信号传输到光接收机。
4. 在光接收机输出端连接示波器，观察接收到的电信号波形。
5. 调整光源的偏置电流和调制信号的幅度，观察信号传输质量的变化。
五、实验结果与分析1. 在合适的偏置电流下，LED-传输光纤组件具有线性电光特性，信号传输质量较好。
2. 随着偏置电流的增加，LED-传输光纤组件的光输出功率增加，信号传输质量提高。
3. 调整调制信号的幅度，可以改变信号传输质量。
当调制信号幅度过大时，会产生谐波失真，信号传输质量下降。
六、实验结论1. 光纤传输技术具有损耗低、频带宽、抗干扰能力强等优点，是现代通信的主要传输手段。
2. 通过调整光源的偏置电流和调制信号的幅度，可以优化信号传输质量。
3. 本实验验证了LED-传输光纤组件的电光特性，为实际应用提供了理论依据。
光纤通信第一次实验报告
四川大学电气信息学院光纤通信第一次实验报告组员：__报告撰写人:学号:实验1电光、光电转换传输实验一、实验目的：目的：了解本实验系统的基本组成结构，初步了解完整光通信的基本组成结构，掌握光通信的通信原理。
要求：1.画出实验过程中测试波形，标上必要的实验说明。
2.结合实验步骤，叙述光通信的信号变换、传输过程。
3.画出两实验箱间进行双工通信的连接示意图，标上必要的实验说明。
4.如果将光跳线分别连接TX1310、RX1550两法兰接口，P204测试点是否有信号，信号与TX1310是否一样，写出你的答案，通过实验验证你的答案。
二、实验基本原理图：本实验系统主要由两大部分组成：电端机部分、光信道部分。
电端机又分为电信号发射和电信号接收两子部分，光信道又可分为光发射端机、光纤、光接收端机三个子部分。
实验系统（光通信）基本组成结构（光通信）如下图所示：三、实验步骤1.连接电路用光跳线连接TX1310、RX1310接口（注意收集好器件的防尘帽）。
打开系统电源，液晶菜单选择“码型变换实验一CMI码PN”，在P101 口输出32KHZ的15位m序列。
通过示波器确认有相应的基带波形输出后，连接P101、P201两铆孔，示波器A通道测试TX1310测试点，调节W201改变送入光发端机信号幅度，不超过5V。
然后观察示波器B通道测试光收端机输出电信号的P202测试点，看是否有与TX1310 测试点一样或类似的信号波形。
2.采用固定CMI码作为基带信号重复以上步骤，并记录波形。
3.观察接口影响轻轻拧下TX1310或RX1310法兰接口的光跳线，观测P202测试点的示波器B通道是否还有信号波形？重新接好，此时是否出现信号波形。
4.如果要求两实验箱间进行双工通信，如何设计连接关系，设计出实验方案，并进行实验。
5.如果将光跳线分别连接TX1310、RX1550两法兰接口，P204测试点是否有信号，信号与TX1310是否一样，写出你的答案，通过实验验证你的答案。
西电电子信息系统综合实验报告
西安电子科技大学电子信息系统综合实验课程实验报告实验名称电子信息系统综合实验电子工程学院 1402011 班Array姓名梁思颖学号 14020110055同作者王梦路李习习王保智郭鑫宇实验日期 2017 年 11 月 25 日MATLAB实验——复杂噪声产生1实验目的（1）掌握四种热噪声的基本分布并利用MATLAB产生这几种噪声；（2）熟练使用MATLAB。
2 实验所用仪器（或实验环境）软件：MATLAB；硬件：计算机。
3 实验内容利用MATLAB分别产生高斯分布、均匀分布、指数分布、瑞利分布的热噪声。
4实验步骤（1）服从高斯分布的热噪声Matlab7.0本身自带了标准高斯分布的内部函数randn，调用格式如下:Y = randn(n)Y = randn(m,n)Y = randn([m n])Y = randn(size(A))s = randn('state')randn函数产生的随机序列服从均值为m=0，方差σ2＝1的高斯分布。
Y = randn(n)产生的是一个n×n的随机序列矩阵，而Y = randn(m,n) 和Y = randn([m n])产生的m×n的随机序列矩阵，Y = randn(size(A))产生的是大小与矩阵A同样大小的随机序列矩阵。
s = randn('state') 返回的是一个具有两个元素的向量，该向量显示的是当前正态随机数产生器的状态。
randn('state',s) 指令可以将产生器的状态设置到s，而randn('state',0) 则可以将正态随机数产生器的状态恢复到初始状态。
（2）服从均匀分布的热噪声同样Matlab本身也自带了（0-1）单位均匀分布的内部函数rand，格式如下:Y = rand(n)Y = rand(m,n)Y = rand([m n])Y = rand(size(A))s = rand('state')rand函数产生的随机序列服从（0-1）单位均匀分布。
西安电子科技大学 数字电路实验报告1
实验一报告1.题目集成逻辑门的测试2.实验目的了解与非门各参数的意义。
熟悉万用表的使用方法。
熟悉数字逻辑实验板的使用方法。
了解集成逻辑门电路的使用注意事项。
3.实验设备及仪器数字逻辑电路实验板1块HD74HC00P 1片数字万用表1块4.实验原理本实验采用HD74HC00P，即在一块集成块内含有四个相互独立的与非门，每个与非门有两个输入端。
试验用器件管脚介绍：1HD74HC00P管脚如上图所示。
一．与非门逻辑功能测试（基本命题）实验图:实验结果：输入1 输入2 输出0 0 11 0 10 1 11 1 0实验过程中的问题：在实验过程中，实验接入完全正确，led灯不亮。
解决办法：经过认真检查之后发现个别led灯已经坏掉导致没有出现实验结果，换上别的灯口之后问题解决。
实验体会：实验过程中，耐心仔细很重要。
出现问题之后要学会自己逐步检查。
二．与非门电压传输特性测试（基本命题）实验图：实验结果：输0.03 1.02 2.54 2.63 2.74 2.81 2.90 2.99 3.13 4.03 4.53入4.74 4.74 4.74 2.39 2.25 2.16 2.06 1.88 0.03 0.03 0.03输出实验过程中的问题：实验过程中，万能表测电压总是不准确，可能因为接触不良、万能表本身误差或者其他原因导致万能表显示的示数一闪一闪的。
解决办法：关于万能表自身的客观原因，在读不准的范围内，我会多次重新从0专门测这个范围的数据；电源本身也会一闪一闪的，所以我多换了几个电源测试，这样就能减少仪器所引起的系统误差。
关于非系统误差，也就是导线接触不良的影响，我们则会几个人组队，请同学帮忙固定线，使接线柱接线良好。
最终得到了正确的结论。
实验体会：由于实验没有具体详细的步骤，所以实验之前的预习非常重要。
但是由于没有接触过集成电路板，所以第一次实验难免会感觉有些陌生。
实验是要求实践能力的。
在做实验的整个过程中，我们首先要学会独立思考，出现问题按照老师所给的步骤逐步检查，一般会检查处问题所在。
通信系统综合实验代码
}
if(err_num == 1)
printf("信道传输产生1位错码 !可纠错 !该码位于
第%d位, 译码结果为： ",15-err_flag);
else
{
printf("信道传输产生2位或2位以上错码! 超出2/3FEC
码纠错范围，不可纠错!\n");
printf("
译码结果为: ");
}
}
decodemes[0] = rbit2[5] *2 + rbit2[6];
break;
}
//返回功能
case 4:{
printf("您即将退出，您真的要退出吗？Y/N\n");
ch=getchar();
if((ch == 'N')||(ch == 'n'))
sel = 0;
break;
}
default: printf("您的操作序号输入有误,执行不了任何功能，请
重新输入!\n");
InputValue=(InputValue-1024)/64; //求在该段落占用的量化间隔数
}
else if(InputValue>=512)
{
OutputValue=OutputValue+0x60; //当InputValue大于1024时，在第
7段，段内码：110
InputValue=(InputValue-512)/32; //该段落占用的量化间隔数
InputValue=(InputValue-64)/4; //求在该段落占用的量化间隔数 } else if(InputValue>=32) {
光纤通信 实验1 实验报告 光源的 P-I 特性测试实验
课程名称：光纤通信实验名称：实验1光源的P-I 特性测试实验姓名：班级：电17-3学号：实验时间：指导教师：得分：序号:42实验1光源的P-I 特性测试实验一、实验目的1、了解半导体激光器L D 的P-I 特性。
2、掌握光源P-I 特性曲线的测试方法。
二、实验器材1、主控&信号源模块2、2 号数字终端&时分多址模块3、25 号光收发模块4、23 号光功率计模块5、示波器三、实验内容光源的P-I 特性测试四、实验原理数字光发射机的指标包括：半导体光源的P-I 特性曲线测试、消光比（EXT）测试和平均光功率的测试。
接下来的三个实验我们将对这三个方面进行详细的说明。
I(mA)LD 半导体激光器P-I 曲线示意图半导体激光器的输出光功率与驱动电流的关系如图所示，该特性有一个转折点，相应的驱动电流称为门限电流(或称阈值电流)，用Ith 表示。
在门限电流以下，激光器工作于自发发射，输出荧光功率很小，通常小于100pW；在门限电流以上，激光器工作于受激发射，输出激光，功率随电流迅速上升，基本上成直线关系。
激光器的电流与电压的关系相似于正向二极管的特性。
P-I 特性是选择半导体激光器的重要依据。
在选择时，应选阈值电流Ith 尽可能小，Ith对应P 值小，而且没有扭折点的半导体激光器，这样的激光器工作电流小，工作稳定性高，消光比大，而且不易产生光信号失真。
且要求P-I 曲线的斜率适当。
斜率太小，则要求驱动信号太大，给驱动电路带来麻烦：斜率太大，则会山现光反射噪声及使自动光功率控制环路调整困难。
半导体激光器具有高功率密度和极高量子效率的特点，微小的电流变化会导致光功率输出变化，是光纤通信中最重要的一种光源，激光二极管可以看作为一种光学振荡器，要形成光的振荡，就必须要有光放大机制，也即启动介质处于粒子数反转分布，而且产生的增益足以抵消所有的损耗。
将开始出现净增益的条件称为阈值条件。
一般用注入电流值来标定阈值条件，也即阈值电流Ith，当输入电流小于Ith 时，其输出光为非相干的荧光，类似于LED 发出光，当电流大于Ith 时，则输出光为激光，且输入电流和输出光功率成线性关系，该实验就是对该线性关系进行测量，以验证P-I 的线性关系。
西电国家级一流本科专业公示
西电国家级一流本科专业公示西安电子科技大学是一所以信息与电子科学为特色、工、理、管、文、法、经、教、艺多学科相互交叉的全国重点大学，近年来始终保持在全国高校排名中前列，拥有一批一流的学科和一流的师资队伍。
以下是我校国家级一流本科专业的公示：工科类：1. 电子信息工程（A类）: 该专业是以电子技术为基础，涵盖从电子电路、电磁场与微波技术、数字信号处理、通信原理，到光学、光电子、超高频技术等多个研究领域的学科。
2. 通信工程（B类）：该专业主要培养通信系统设计、调试、维护等高级工程技术人才，涵盖无线通信、光纤通信、移动通信、信号处理等领域。
3. 计算机科学与技术（A类）: 该专业主要培养掌握计算机软件与硬件基础理论和系统分析、设计、开发技能，能在软件开发、系统分析、IT技术应用等领域工作。
4. 软件工程（A类）: 该专业以计算机科学与技术为基础，注重培养软件工程的系统分析、设计、开发、测试、运行和维护能力，有着广阔的就业前景。
文理科类：1. 应用物理学（B类）：该专业主要培养掌握自然科学基础知识，熟悉物理学中各个方向的基本理论和现代技术的应用。
2. 数学与应用数学（A类）: 该专业主要培养数学与应用数学相关领域的基本理论和方法，在数理逻辑、离散数学、运筹学、统计学、计算数学、金融数学等领域具有较强的理论素养和实际应用能力的复合型高级应用型数学人才。
3. 外国语言文学（B类）: 该专业主要培养学生掌握英语语言的基本知识和技能，能运用英语信息技术，具有良好的跨文化交际能力及运用英语语言进行口头和书面表达的能力。
以上是我校国家级一流本科专业的公示，我们将会一如既往地为学生提供全面的教学、科研和生活支持，助力学生在未来拥有更加广阔的发展空间和优秀的职业生涯。
光纤通信实验报告1-光源的P-I特性测试
实验室名称：光纤通信实验室实验日期：2014年12月11日
学院
信息科学与工程学院
专业、班级
姓 名
实验名称
光源的P-I特性测试
指 导
教 师
教师评语
教师签名：
年 月 日
实验目的：
1、了解半导体激光器LD的P-I特性。
2、掌握光源P-I特性曲线的测试方法。
实验器材：
1、实验器材：主控&信号源模块、2号、25号模块 各一块
LD半导体激光器P-I曲线示意图
半导体激光器具有高功率密度和极高量子效率的特点，微小的电流变化会导致光功率输出变化，是光纤通信中最重要的一种光源，激光二极管可以看作为一种光学振荡器，要形成光的振荡，就必须要有光放大机制，也即启动介质处于粒子数反转分布，而且产生的增益足以抵消所有的损耗。半导体激光器的输出光功率与驱动电流的关系如上图所示，该特性有一个转折点，相应的驱动电流称为门限电流（或称阈值电流），用Ith表示。在门限电流以下，激光器工作于自发辐射，输出（荧光）光功率很小，通常小于100pW；在门限电流以上，激光器工作于受激辐射，输出激光功率随电流迅速上升，基本上成直线关系。激光器的电流与电压的关系类似于正向二极管的特性。该实验就是对该线性关系进行测量，以验证P-I的线性关系。
5、用万用表测量R7两端的电压（测量方法：先将万用表打到直流电压档，然后将红表笔接TP3，黑表笔接TP2）。读出万用表读数U，代入公式I=U/R7，其中R7=33Ω, 读出光功率计读数P。
调节功率输出W4，将测得的参数填入表格。
P(uW)
u(V)
I(A)
实验步骤：
1、关闭系统电源，按如下说明进行连线：
（1）用连接线将2号模块TH7（DoutD）连至25号光收发模块的TH2（数字输入），并把2号模块的拨码开关S4设置为“ON”，使输入信号为全1电平。
[光纤通信]西电第二版课后习题答案
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第一章1．光纤通信的优缺点各是什么？答：优点有：带宽资源丰富，通信容量大；损耗低，中继距离长；无串音干扰，保密性好；适应能力强；体积小、重量轻、便于施工维护；原材料来源丰富，潜在价格低廉等。
缺点有：接口昂贵，强度差，不能传送电力，需要专门的工具、设备以及培训，未经受长时间的检验等。
2．光纤通信系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？答：光纤通信系统由三部分组成：光发射机、光接收机和光纤链路。
光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。
光源组件包括光源、光源—光纤耦合器和一段光纤（尾纤或光纤跳线）组成。
模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。
光源是LED或LD，这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。
电压—电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口，用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。
光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。
光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。
光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。
光检测器将光信号转化为电流信号。
常用的器件有PIN和APD。
然后再通过电流—电压转换器，变成电压信号输出。
模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。
光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继器等组成。
光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。
光缆线路盒：光缆生产厂家生产的光缆一般为2km一盘，因而，如果光发送与光接收之间的距离超多2km时，每隔2km将需要用光缆线路盒把光缆连接起来。
光缆终端盒：主要用于将光缆从户外（或户内）引入到户内（或户外），将光缆中的光纤从光缆中分出来，一般放置在光设备机房内。
光纤连接器：主要用于将光发送机（或光接收机）与光缆终端盒分出来的光纤连接起来，即连接光纤跳线与光缆中的光纤。
3．假设数字通信系统能够在高达1%的载波频率的比特率下工作，试问在5GHz的微波载波和1.55μm的光载波上能传输多少路64kb/s的音频信道？解：根据题意，求得在5GHz的微波载波下，数字通信系统的比特率为50Mb/s，则能传输781路64kb/s的音频信道。
西电微电子学院数字集成电路上机作业
《数字集成电路》上机实验姓名：***班级：***学号：***第一次实验一、实验目的：掌握HSPICES软件的使用方法，用于分析二极管及CMOS反相器的直流特性，通过改变电源电压及MOS管的宽长比得到一组CMOS反相器的电压传输特性曲线，从而理解CMOS反相器电压传输特性曲线的影响因素和调整方法。
二、实验内容：1. 由上图所示，令(1)I S=10-14A，T=300K；(2) I S=10-16A，T=300K；(3) I S=10-14A，T=350K，利用SPICE求解V D1、V D2和I D。
【仿真代码】.TITLE amplifierSHU.LIB 'D:\Digital\lib\csmc06.LIB' TT.TEMP temvalueR1 1 2 2kR2 3 4 2kD1 2 3 DMODD2 4 0 DMOD.MODEL DMOD D Is=isvalue.PARAM temvalue=27 isvalue=1E-14 V1 1 0 DC 2.5.OP.ALTER.PARAM temvalue=27 isvalue=1E-16 .ALTER.PARAM temvalue=77 isvalue=1E-14 .OPIONS LIST NODE POST=2.END【结果】【分析】V D1=525.4463mv、V D2=525.4463mv和I D=362.2768uA2. (1)由下图所示，令Vin从0V变化到2.5V，步长为0.5V，利用SPICE求M1管电流变化的曲线，判断管子的工作状态；当M1的尺寸变化为W/L=4u/1u时，求I M1，并解释两条曲线存在误差的原因。
【仿真代码】.TITLE amplifierSHU.LIB 'D:\Digital\lib\mix025_1.lib' TT.PARAM dd=2.5Vdd 1 0 DC ddVin 2 0 DCM_M1 0 2 1 1 pch L=1U W=4U.DC Vin 0 2.5 0.5.PRINT I(2).OP.OPTION NODE LIST POST.END.TITLE amplifierSHU.LIB 'D:\Digital\lib\mix025_1.lib' TT.PARAM dd=2.5Vdd 1 0 DC ddVin 2 0 DCM_M1 0 2 1 1 pch L=0.25U W=1U .DC Vin 0 2.5 0.5.PRINT I(2).OP.OPTION NODE LIST POST.END【结果】【分析】在1.5V之前是工作在线性区，1.5-2V之间是可变电阻区，2V以后工作在饱和区。
数字光纤通信系统综合实验
通信系统实验——数字光纤通信系统综合实验班级：学号：姓名：一、实验目的1）通过光纤通信系统的实验，加深理解光纤通信系统的基本工作原理。
2）熟悉光纤通信设备常用业务2Mbps通道的误码特性要求以及测试方法。
3）了解电话通话质量的高低与光信通信业务误码率之间的关系。
4）掌握数字光纤系统中继距离受损耗限制时的中继距离测算。
二、实验内容1）学习光纤实验系统基本原理，熟悉该系统光、电接口的连接方法及注意事项。
2）理解误码测试指标要求，完成2Mbps误码测试。
3）通过正确连接光纤实验系统，完成通话实验。
4）测试误码率变化时的通话效果，了解电话通话质量与误码率之间的关系。
5）测算数字光纤通信实验系统受损耗限制时的中继距离。
三、实验器材1）光纤数字通信实验系统1套2）A V2498A型光纤多用表1台3）A V5232C 2Mbps误码测试仪1部4）双FC法兰连接器1只5）10dB固定光衰减器1只6）2米FC/PC接头尾纤2根7）BNC同轴电缆2根8）电话机2部9）小盒子1个四、基本原理1）数字光纤通信系统面板图数字光纤实验系统面板与侧面板图分别见附图10-1与附图10-2。
2）数字光纤实验系统功能介绍该实验系统主要由音频接口单元、电信交换单元、数字复/分接单元、HDB3接口单元、线路编/译码单元及光发送/接收单元组成。
系统的功能框图见图10-3。
其中：（1）音频接口单元由二/四线转换电路和模数转换电路组成。
二/四线转换电路主要完成二、四线音频话音信号电平之间的相互转换。
模数转换电路主要完成模拟话音信号（通带：0——3.4kHz）与数字PCM编码信号之间的相互转换。
（2）电信交换单元由交换矩阵电路组成，主要完成话音信号的近端和远端交换功能。
近端指无需外部接线（如光纤连接），实验系统的两部电话通过内部交换可以拨打对方近端号码（812，814）；远端指话音转换成数字信号需要经过外部传输后，实验系统的两部电话才可以相互拨打对方的远端号码（816，818）。
光纤通信实验报告3-模拟信号光纤传输系统
入端，并将光收发模块的功能选择开关 S1 打到“光接收机”。 2、将信号源&主控模块的模拟输出 A-out 连接到 25 号光收发模块的模拟信 号输入端 TH1。 3、把 25 号光收发模块的 S3 设置为“模拟”。 4、将 25 号光收发模块的 W5（接收灵敏度的调节旋钮，逆时针旋转时输出 信号减小）顺时针旋到最大，适当调节 W6（调节电平判决电路的门限电压）。 5、打开系统电源开关及各模块电源开关。在主控模块中设置实验参数主菜 单【光纤通信】→【模拟信号光纤传输系统】 6、用示波器观测模拟信号源模块的 A-out，调节信号源模块的 “输出幅度” 旋钮，使信号的峰-峰值为 2V。 7、用示波器观测模拟信号源的 A-out 和 25 号光收发模块的 TH4，适当调节 W6，使得观测到的两处波形相同。此时，25 号光收发模块无失真的传输模拟信 号。
实验过程原始记录（数据、图表、波形等） ： （1）当主信号源模块输出模拟信号为方波时，输入（上）和输出（下） 波形如下：
（2）当主信号源模块输出模拟信号为三角波时，输入（上）和输出（下） 波形如下：
（3）当主信号源模块输出模拟信号为正弦波时，输入（上）和输出（下） 波形如下：
当输出正弦波发生失真时，输出如下：
实验器材：
1、 主控&信号源模块、25 号模块 2、 双踪示波器 3、 FC 型光纤跳线、连接线
各一块 一台 若干
实验原理： 1、实验原理框图
光纤跳线
信号源
A-OUT TH1
光发射机
光接收机
Байду номын сангаасTH4
25#模块
25#模块
模拟信号光纤传输系统 2、实验框图说明 主控信号源模块可输出正弦波、三角波、方波等模拟信号，信号送入光发射
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10.1 实验目的
1）通过光纤通信系统的实验，加深理解光纤通信系统的基本工作原理。
2）熟悉光纤通信设备常用业务2Mbps通道的误码特性要求以及测试方法。
3）了解电话通话质量的高低与光信通信业务误码率之间的关系。
4）掌握数字光纤系统中继距离受损耗限制时的中继距离测算。
10.2 实验内容
1）学习光纤实验系统基本原理，熟悉该系统光、电接口的连接方法及注意事项。
2）理解误码测试指标要求，完成2Mbps误码测试。
3）通过正确连接光纤实验系统，完成通话实验。
4）测试误码率变化时的通话效果，了解电话通话质量与误码率之间的关系。
5）测算数字光纤通信实验系统受损耗限制时的中继距离。
10.3 实验器材
1）光纤数字通信实验系统 1套
2）AV2498A型光纤多用表 1台
3）AV5232C 2Mbps误码测试仪 1部
4）双FC法兰连接器 1只
5）10dB固定光衰减器 1只
6）2米FC/PC接头尾纤 2根
7）BNC同轴电缆 2根
8）电话机 2部
9）小盒子 1个
10.4 基本原理
1）数字光纤通信系统面板图
数字光纤实验系统面板与侧面板图分别见附图10-1与附图10-2。
2）数字光纤实验系统功能介绍
该实验系统主要由音频接口单元、电信交换单元、数字复/分接单元、HDB3接口单元、线路编/译码单元及光发送/接收单元组成。
系统的功能框图见图10-3。
其中：
（1）音频接口单元
由二/四线转换电路和模数转换电路组成。
二/四线转换电路主要完成二、四线音频话音信号电平之间的相互转换。
模数转换电路主要完成模拟话音信号（通带：0——3.4kHz）与数字PCM编码信号之间的相互转换。
（2）电信交换单元
由交换矩阵电路组成，主要完成话音信号的近端和远端交换功能。
近端指无需外部接线（如光纤连接），实验系统的两部电话通过内部交换可以拨打对方近端号码（812，814）；远端指话音转换成数字信号需要经过外部传输后，实验系统的两部电话才可以相互拨打对方的远端号码（816，818）。
（3）数字复/分接单元
由数字复接器和数字分接器组成。
数字复接器主要完成将若干路64kb/s的PCM数字话音信号复用成一路2048kb/s的PCM一次群信号即E1信号的功能。
数字分接器主要完成一路E1信号分解成若干路64kb/s的PCM数字话音信号功能。
（4）HDB3接口单元
由HDB3编码器和HDB3译码器组成。
HDB3编码器主要将单极性二进制码变换成适合电缆线路传输的HDB3码；HDB3译码器主要将HDB3码变换成适合于内部电路处理的单极性二进制码。
HDB3码是国际电信联盟标准版（ITU-T）在G703建议中定义的、适合于电缆线路传输的一种线路码型。
（5）线路编/译码单元
由线路编码器和线路译码器组成。
线路编码器主要是将普通二进制码变换成适合光缆线路传输的线路码（这是采用扰码）；线路译码器主要是将光缆线路送来的线路码变换成普通二进制码。
（6）光发送/接受单元
由光发送机单元和光接收机单元组成。
光发送机单元主要完成电光变化功能（即光调制功能）；光接收机单元主要完成光电变换功能（即光解调功能）。
3）误码测试指标要求
根据原CCITT建议和我国长途光缆通信进网要求，对于25000km高级电路长期平均误码率BER
AV
至少为1E10-7，按长度比例进行线性折算，得到每公里
BER
AV =4E10-12，则30公里中继段BER
AV
=1.2E10-10，要得到1.2E10-10这样的BER，
需要的观测时间应该至少是1/(1.2E10-10)个码时，求BERAV一般取这个时间的10倍，计算得：
观测时间=1/（1.2E10-11）个码时
当传送信号是2.048Mbps时，则观测时间=0.47天。
也就是说观测误码0.47天之后没有发现误码，30公里中继段BER
AV
达到建议要求。
在实际工程验收过程中，误码测试时间时24小时，即要求测试1整天而没有误码。
4）光纤通信中继距离受损耗的限制
如果系统传输速率较低（一般不高于 2.5Gbps），中继距离主要受光纤线路损耗的限制。
在这种情况下，要求光发射机发射端与光接收机接收端之间光纤线路总损耗必须不超过系统的总功率衰减，即：
L(a
f +a
s
+a
m
)+2a
c
+M
e
<=P
t
-P
r
式中，P
t 为平均发射功率(dBm)，P
r
为接收灵敏度，a
c
为连接器损耗，M
e
为系
统余量，a
f 为光纤损耗系数(dB/km)，a
s
为每km平均接头损耗，a
m
为每km光纤
线路损耗余量，L为中继距离（km）。
10.5 实验步骤
1）误码率测试
这里采用的是设备自环误码测试，根据ITU-T指标要求，此时误码个数应为零。
（1）测试框图
图10-4
（2）测试步骤：
①按照图10-4连接好实验系统与测试仪表。
②打开各电源。
③设置好2Mbps误码仪，注意误码仪的测试持续时间要设置为10分钟。
④观测10分钟后，2M误码仪自动停止测试并显示累计无测试误码：测试通过。
⑤若有误码，需要检测清洗光纤接头后再测，直至无误码。
2）互通电话
（1）实验框图：
（2）实验步骤：
①按照图10-5连接好实验系统与测试仪表。
②打开实验系统电源。
③连接好S点，使用电话1呼叫电话2，电话号码是：812，816：能正常通话。
反之，使用电话2呼叫电话1，电话号码是：814，818：也能正常通话。
④断开S点尾纤，使用电话1呼叫电话2，电话号码是：812，816：812能正常通话，而816拨叫后是忙音，无法正常通话。
反之，使用电话2呼叫电话1，电话号码是：814，818：814能正常通话，而818拨叫后是忙音，无法正常通话。
这是因为812，814是近端号码。
而816，818是远端号码，需要经过外部传输后才可以连通。
3）误码率与话音通话质量的关系
（1）实验框图：
图10-6
（2）实验步骤：
①首先取C1、C2两根电缆如图10-6连接实验系统的光端机与误码仪，取
F1、F2两根尾纤连接光端机与固定光衰。
开机。
②设置好2M误码仪。
开始测试误码，这时误码仪会出现误码率读数。
没有误码时，误码仪的秒误码率SER读数应为0.00E-6。
SER表示1秒内误码总数与该秒内时钟总数之比。
这里1秒内的时钟总数是2048KHz。
SER为0.00E-6表示无误码。
③调整尾纤F1与F2两段的连接，使尾纤连接头金属端的小凸起与连接器凹口不对准或不完全楔入，即分别调整F1、F2两端的共4个连接点，加大连接损耗。
调整的同时，监视误码仪的误码读数。
当SER为*.**E-4，并且读数屏上没有AIS、SL出现，读数在此量级基本稳定时，停止调整尾纤连接。
按照上图，将C1、C2两条电缆从误码仪换接到实验箱电端机相应接口。
这时，由两部电话互相拨号，通话后，记录通话效果。
④同样调整尾纤F1与F2两端的连接，当误码仪SER读数为*.**E-3时，重复实验步骤3。
⑤同样，将尾纤F1与F2两端全部连接好，误码仪SER读数应该为0.00E-6时，重复实验步骤3。
⑥根据步骤3、4、5的记录结果，分析总结出误码率与通话效果的基本关系？推测高的误码率指标要求会针对怎样的业务而提出？
4）系统传输中继距离测算
（1）部分测试框图：
图10-7
图10-8
（2）实验步骤：
①按照图10-7作好连接，其中F是一根尾纤。
将光多用表设置为1300nm波长，单位是dbm。
因为实验箱发射码在无信息源信号时也是扰码，因此从光多用表中读出的光功率值P1，就是实验箱光口平均发射光功率的数值。
②按照图10-8作好连接，其中F1、F2各是一条尾纤。
从光多用表读出光功率值P2。
的数值。
③P2-P1的数值就是原理部分无中继光传输距离计算公式中a
c
④我们目前使用的实验系统其光的调制信息速率低，因此对光纤通信中继距离的限制可以不考虑色散的因素。
单从损耗因素，光纤通信中继距离的计算可见原理
部分公式：如果假设光纤a
f =0.225dB/km，a
m
=0.025dB/km，接头损耗
a s =0.025dB/km，系统余量M
e
=3dB。
光接收灵敏度-43dBm，请根据测试结果，计
算本实验系统的光纤通信中继距离？。