第二章实验2

实验2 电光、光电转换传输实验
一、实验目的
1.了解本实验系统的基本组成结构；
2.初步了解完整光通信的基本组成结构；
3.掌握光通信的通信原理。

二、实验仪器
1.光纤通信实验箱
2.20M双踪示波器
3.FC-FC单模尾纤1根
4.信号连接线2根
三、基本原理
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。

实验系统基本组成结构（光通信）如下图所示：
图2.2.1 实验系统基本组成结构
在本实验系统中，电发射部分可以是M序列，可以是各种线路编码（CMI、5B6B、5B1P等），也可以是语音编码信号或者视频信号等，光信道可以是1550nmLD+单模光纤组成，可以是1310nm激光/探测器组成，也可以是850nmLED+多模光纤（选配）组成。

本实验系统中提供的1550nmLD光端机是一体化结构，光端机包括光发射端机TX（集成了调制电路、自动功率控制电路、激光管、自动温度控制等），光接收端机RX（集成了光检测器、放大器、均衡和再生电路）。

其数字电信号的输入输出口，都由铜铆孔开放出来，可自行连接。

一体化数字光端机的结构示意图如下：
图2.2.2 一体化数字光端机结构示意图
四、实验步骤
1. 关闭系统电源，将光跳线分别连接TX1550、RX1550两法兰接口（选择工作波长为1550nm的光信道），注意收集好器件的防尘帽。

2. 打开系统电源，液晶菜单选择“码型变换实验—CMI码PN”。

确认，即在P101铆孔输出32KHZ的15位m序列。

3. 示波器测试P101铆孔波形，确认有相应的波形输出。

4. 用信号连接线连接P101、P203两铆孔，示波器A通道测试TX1550测试点，确认有相应的波形输出，调节W205即改变送入光发端机信号（TX1550）幅度，最大不超过5V。

即将m序列电信号送入1550nm光发端机，并转换成光信号从TX1550法兰接口输出。

5.示波器B通道测试光收端机输出电信号的P204试点，看是否有与TX1550测试点一样或类似的信号波形。

6.按“返回”键，选择“码型变换实验—CMI码设置”并确认。

改变SW101拨码器设置（往上为1，往下为0），以同样的方法测试，验证P204和TX1550测试点波形是否跟着变化。

7.轻轻拧下TX1550或RX1550法兰接口的光跳线，观测P204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。

8.以上实验都是在同一台实验箱上自环测试，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。

9.关闭系统电源，拆除各光器件并套好防尘帽。

注：本实验也可选择工作波长为1310nm和扩展模块的光信道。

五、实验结果
1.画出实验过程中测试波形，标上必要的实验说明。

由上图可以看出选择码型CMI码PN，当输入为32KHZ的15位m序列（CH1通道测试结果），经过波长为1550nm的光信道后，利用示波器的CH2测试得到了与CH1通道测试的结果相同，说明电信号转换光信号在转换位电信号的信号质量好，失真度小。

由上图可以看出当设置为开关码设置为10001000时输入端由CH1通道测得，经过1550nm的光通信道后CH2得到与CH1相同的波形，这也准确完成了电信号到光信号到电信号的转换失真度小信号质量优。

在做实验的第7步骤时，轻轻拧下TX1550或RX1550法兰接口的光跳线，观测P204测试点的示波器B通道没有信号波形，重新接好，出现信号上图相同的波形。

2.结合实验步骤，叙述光通信的信号变换、传输过程。

发送端（光发射机作用）先将电信号通过光转换模块转换为光信号通过光纤传出去，接收端（光接收机）将接收到的光信号通过光电转换模块转换为电信号。

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。

由上图所示左边第一个试验箱位发射端设备右边试验箱为接收端设备，红色方框为基带信号输入，经过左边发送端的TX1550通过光纤连接到右边接收端的RX1550，然后示波器CH1通道接基带信号输入端口P203，CH2通道接在右边接收端的P204进行波形对比会测试结果与之前结果相同。

同样的方式，当右边接收端的P203接入基带信号输入，通过光纤连接左边发送端的RX1550,示波器CH1接右边P203，CH2接左边P204也会显示有与上图相同的波形。

至此，完成了工作在1550nm波长时数据传输的双工模式。