数字信号光纤通信技术实验报告
光纤实践总结报告范文(3篇)
第1篇一、前言随着信息技术的飞速发展，光纤通信技术因其高速、稳定、安全的特点，已成为现代社会信息传输的主要方式。
为了深入了解光纤通信技术的原理和应用，我们开展了为期一个月的光纤实践项目。
本次实践旨在通过实际操作，加深对光纤通信技术的理解，提升动手能力和工程实践能力。
以下是本次实践总结报告。
二、项目背景与目标1. 项目背景光纤通信技术自20世纪60年代诞生以来，凭借其优越的性能，逐渐取代了传统的铜线通信方式，成为现代通信的主要手段。
我国在光纤通信领域取得了举世瞩目的成就，但仍有很大的发展空间。
2. 项目目标（1）掌握光纤通信的基本原理和关键技术；（2）了解光纤通信系统的组成和结构；（3）提高动手能力，学会光纤通信设备的安装、调试和维护；（4）培养团队协作精神和创新意识。
三、实践内容与过程1. 光纤通信基本原理学习（1）光纤的类型与特性：本次实践主要学习了单模光纤和多模光纤的特点、应用场景等；（2）光纤传输原理：深入了解了光纤的传输机理，包括全反射、色散、损耗等；（3）光纤通信系统组成：学习了光纤通信系统的各个组成部分，如发射机、光纤、接收机等。
2. 光纤通信设备安装与调试（1）光纤熔接机操作：学习了光纤熔接机的使用方法，掌握了光纤熔接技术；（2）光纤跳线制作：学会了光纤跳线的制作方法，包括剥皮、清洗、熔接等；（3）光纤通信系统调试：对光纤通信系统进行了调试，确保其正常运行。
3. 光纤通信系统维护与故障排除（1）光纤通信系统日常维护：了解了光纤通信系统的日常维护方法，包括清洁、检查、更换等；（2）故障排除：针对光纤通信系统可能出现的故障，学习了故障排除方法，如查找故障点、更换设备等。
四、实践成果与体会1. 实践成果（1）掌握了光纤通信的基本原理和关键技术；（2）熟悉了光纤通信设备的安装、调试和维护；（3）提高了动手能力和团队协作精神；（4）培养了创新意识和工程实践能力。
2. 实践体会（1）理论知识与实践操作相结合的重要性：通过本次实践，深刻体会到理论知识与实践操作相结合的重要性，只有将所学知识应用于实际，才能真正掌握技能；（2）团队协作精神的重要性：在实践过程中，团队成员分工合作，共同解决问题，体现了团队协作精神的重要性；（3）创新意识的重要性：在实践过程中，我们不断尝试新的方法和技术，培养了创新意识。
光纤通信技术实验报告
光纤通信技术实验报告电路图光发送模块光接收模块编码模块译码模块实验一半导体激光器的P-I-V特性曲线测试一、实验目的通过测试LD的P（平均发送光功率）-I（注入电流）特性曲线和V（偏）和斜率效率，掌握LD半导体激置电压）-I特性曲线，计算阈值电流（Ith光器的工作特性。
二、实验仪器1、光发送模块1只3、编码模块1台4、光功率计1台5、万用表1台6、示波器1台7、跳线若干三、实验原理半导体发光二极管（LED）是用半导体材料制作的正向偏置的PN结二极管。
其发光机理是当在PN结两端注入正向电流时，注入的非平衡载流子（电子－空穴对）在扩散过程中复合发光，这种发光过程主要对应光的自发发射过程。
半导体发光二极管具有可靠性较高，室温下连续工作时间长、光功率－电流线性度好等显著优点，而且由于此项技术已经发展得比较成熟，所以其价格非常便宜。
然而LED的发光机理决定了它存在着很多的不足，如输出功率小、发射角大、谱线宽、响应速度低等。
半导体激光二极管（LD）或简称半导体激光器则是通过受激辐射发光，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El，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。
半导体激光二极管作为激光器的一种，同样也必须满足粒子数反转和光反馈两个要求。
其使用的方法是向P型和N型限制层重掺杂，使费米能级间隔在PN结正向偏置下超过带隙实现粒子数反转。
再利用与PN结平面相垂直的自然解理面构成F-P腔，进行光放大，输出激光。
半导体激光器在热平衡情况下，自发发射占绝对优势。
当外界给系统提供能量时，如采用电流注入（即电泵），打破热平衡状态，随着注入电流的增加，半导体二极管渐渐地增加自发发射，当大量粒子处于高能级，即粒子数反转后，开始受激发射开始占主导地位。
在光束发射方向上的受激发射比自发发射的强度大几个数量。
光纤通信实验报告
光纤通信实验报告-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII光纤通信实验报告课程名称光纤通信实验实验一光源的P-I特性、光发射机消光比测试一、实验目的1、了解半导体激光器LD的P-I特性、光发射机消光比。
2、掌握光源P-I特性曲线、光发射机消光比的测试方法。
二、实验器材1、主控&信号源模块、2号、25号模块各一块2、23号模块（光功率计）一块3、FC/PC型光纤跳线、连接线若干4、万用表一个三、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。
1、半导体光源的P-I 特性I(mA)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I th 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。
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，没有扭折点， P-I 曲线的斜率适当的半导体激光器：I th 小，对应P 值就小，这样的激光器工作电流小，工作稳定性高，消光比大；没有扭折点，不易产生光信号失真；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。
光纤通信实验报告
XX学号时间地点实验题目半导体激光器P-I特性测试实验一、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）曲线的测试方法二、实验内容1、测量半导体激光器输出功率和注入电流，并画出P-I关系曲线2、根据P－I特性曲线，找出半导体激光器阈值电流，计算半导体激光器斜率效率三、实验仪器1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱1台2、FC接口光功率计1台3、FC-FC单模光跳线 1根4、万用表1台5、连接导线 20根四、实验步骤1、用导线连接电终端模块T68(M)和T94(13_DIN)。
2、将开关BM1拨为1310nm,将开关K43拨为“数字”，将电位器W44逆时针旋转到最小。
3、旋开光发端机光纤输出端口（1310nm T）防尘帽，用FC-FC光纤跳线将半导体激光器与光功率计输入端连接起来，并将光功率计测量波长调整到1310nm档。
4、用万用表测量T97（TV+）和T98(TV-)之间的电阻值（电阻焊接在PCB板的反面），找出所测电压与半导体激光器驱动电流之间的关系（V＝IR110）。
5、将电位器W46（阈值电流调节）逆时针旋转到底。
6、打开交流电源，此时指示灯D4、D5、D6、D7、D8亮7、用万用表测量T97（TV+）和T98(TV-)两端电压（红表笔插T97，黑表笔插T98）。
8、慢慢调节电位器W44（数字驱动调节），使所测得的电压为下表中数值，依次测量对应的光功率值，并将测得的数据填入表格中，精确到0.1uW。
9、做完实验后先关闭交流电开关。
10、拆下光跳线与光功率计，用防尘帽盖住实验箱半导体激光器光纤输出端口，将实验箱还原。
五、实验报告结果1、根据测试结果，算出半导体激光器驱动电流，画出相应的光功率与注入电流的关系曲线。
2、根据所画的P-I特性曲线，找出半导体激光器阈值电流的大小。
数字光纤实验报告模板
一、实验目的1. 理解数字光纤通信的基本原理。
2. 掌握光纤通信系统的组成和各部分的功能。
3. 学习数字信号在光纤中的传输过程。
4. 了解光纤通信实验仪器的操作方法。
二、实验原理1. 光纤通信的基本原理：利用光纤作为传输介质，通过光波传输数字信号。
2. 光纤通信系统的组成：光源、光纤、光放大器、光检测器、终端设备等。
3. 数字信号在光纤中的传输过程：调制、传输、解调。
三、实验仪器与设备1. 光纤通信实验仪2. 光源（LED、激光器）3. 光纤（单模、多模）4. 光放大器5. 光检测器6. 终端设备（电脑、显示器）7. 光功率计8. 光纤连接器四、实验步骤1. 熟悉实验仪器的操作方法。
2. 连接实验仪器的各个部分，确保连接正确无误。
3. 开启光源，调整光源输出功率。
4. 将数字信号输入实验仪，观察信号在光纤中的传输过程。
5. 使用光功率计测量信号功率，记录数据。
6. 改变光源输出功率，观察信号传输效果。
7. 改变光纤长度，观察信号传输效果。
8. 使用光放大器，观察信号传输效果。
9. 使用光检测器，观察信号解调效果。
10. 记录实验数据，分析实验结果。
五、实验数据记录与分析1. 记录光源输出功率、光纤长度、光放大器增益、光检测器接收功率等数据。
2. 分析不同参数对信号传输效果的影响。
3. 比较不同实验条件下的信号传输效果。
六、实验结果与讨论1. 根据实验数据，分析实验结果。
2. 讨论实验过程中出现的问题及解决方法。
3. 总结实验过程中的经验教训。
七、实验结论1. 通过实验，掌握了数字光纤通信的基本原理和实验方法。
2. 理解了光纤通信系统的组成和各部分的功能。
3. 学习了数字信号在光纤中的传输过程。
4. 提高了实验操作技能和数据分析能力。
八、实验报告格式1. 封面：实验报告名称、实验日期、实验班级、实验小组、实验报告人等信息。
2. 目录：实验目的、实验原理、实验仪器与设备、实验步骤、实验数据记录与分析、实验结果与讨论、实验结论等章节的页码。
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。
数字信号光纤传输技术实验
8．语音信息的光纤传输技术实验 参考文献： （1）《纤维光学—原理及实验研究》朱世国，四川大学出版社 （2《光纤通讯原理》，张德琨等，重庆大学出版社 （3）《接口与通讯》，高传善等，复旦大学出版社 （4）《IBM—PC微机接口和编程应用技术实验》，朱世鸿，中 国科学技术大学出版社 （5）《普通物理实验（四、综合及设计部分）》，杨述武、朱 世国等，高等教育出版社 （6）《大学物理实验》，第二册，谢行恕、康士秀主编，高等 教育出版社 （7）《近代物理实验》刘列、杨建坤、卓尚攸、黄松筠主编， 国防科技大学出版社 （8）《IBM—PC汇编语言程序设计》沈美明、温冬婵编，清华 大学出版社 （9）《微型机算计原理》姚燕南、薛钧义编，西安电子科技大 学出版社
[实验原理] 一．数字光纤通讯的基本原理： （a）光纤通讯系统结构图；（b）数字信号光纤通讯结构图； （c）数字光纤通讯的基本原理图 系统的组成：光信号发送器、传输光缆、光信号接收器和收、发 端的电端机。 极性双单变换单元是把来自在电端机的双极性信号变换成单极 性码，以便实施对光功率的调制；扰码及线路码是为了避免在光 纤信道中出现长连的“0”码或长连的“1”码，以利接收端时钟 信号的提取和误码率的监测；光发送单元的作用是把数字信号的 电脉冲调制成光脉冲，并把光脉冲耦合到光纤信道中去，在接收 端经光电检测器和低噪声放大器组成的光信号接收单元ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ把来自 光纤输出端的光脉冲转变成电脉冲，经放大后输出。 二、主要单元电路及其工作原理 1、LED的驱动和调制单元 该单元具有把数字信号的电信号转换成数字式的光信号的功能， 其电路结构如图所示：
2、光电检测及再生电路 3、时钟电路 它的功能是为8251A提供工作时所需的时钟信号。 4、计算机通讯接口板 该接口板具有A/D、D/A转换和数字信号的并串、串并转换功能， 占用计算机 710—717H8个连续I/O端口地址。 [实验系统内容] 一.单台计算机进行实验时的系统连接 二、利用单台计算机进行实验的内容 1.时钟系统的检测 2．ＬED驱动电路的检测 3．LED－传输光纤组件电光特性的测定 4．SPD光电特性的测定 ５．光讯号检测和再生电路的预调 ６．通讯接口板数字信号发送功能的检测 7．数字式光信号光电转换和通讯接口板数字信号接收功能的检 测
光纤通信_实验3实验报告接收机灵敏度和动态范围测量实验
课程名称：光纤通信实验名称：实验3 接收机灵敏度和动态范围测量实验姓名：班级：学号：实验时间：指导教师：得分：一、实验目的1、了解和掌握光收端机灵敏度的指标要求和测试方法。
2、掌握误码仪的使用方法。
二、实验器材主控&信号源模块25 号光收发模块23 号光功率计 & 误码仪模块三、实验原理光接收机的性能指标主要包括灵敏度和动态范围。
（1）灵敏度灵敏度是光端机的重要特性指标之一，它表示了光接收机接收微弱信号的能力，是系统设计的重要依据。
光接收机灵敏度的定义是：在给定误码率或信噪比条件下，光接收机所能接收的最小平均光功率。
在测灵敏度时应注意 3 点：1、在测量光接收机灵敏度时，首先要确定系统所要求的误码率指标。
对不同长度和不同应用的光纤数字通信系统，其误码率指标是不一样的。
例如，在短距离光纤数字通信系统中，要求误码率一般为，而在 420km 数字段中，则要求每个中继器的误码率为。
对同一个光接收机来说，当要求的误码率指标不同时，其接收机的灵敏度也就不同。
要求误码率越小，则灵敏度就越低，即要求接收的光功率就越大。
因此，必须明确，对某一接收机来说，灵敏度不是一个固定不变的值，它与误码率的要求有关。
测量时，首先要确定系统设计要求的误码率，然后再测该误码率条件下的光接收机灵敏度的数值。
2、要注意光接收机灵敏度定义中的光功率是指最小平均光功率，而不是指任何一个在达到系统要求的误码率时所对应的光功率。
因此，要特别注意“最小”的概念。
所谓“最小”，就是指当接收的光功率只要小于此值，误码率立即增加而达不到要求。
应该指出，对某一接收机来说，光功率只要在它的动态范围内变化，都能保证系统要求的误码率。
但灵敏度只有一个，即接收机所能接收的最小光功率。
3、灵敏度指的是平均光功率，而不是光脉冲的峰值功率。
这样，光接收机的灵敏度就与传输信号的码型有关。
码型不同，占空比不同，平均光功率也不同，即灵敏度不同。
在光纤数字传输系统中常用的 2 种码型 NRZ 码和 RZ 码的占空比分别为100%和 50%。
光纤通信实验报告
光纤通信实验报告
实验目的：通过实际操作，了解光纤通信的基本原理和技术特点，
掌握光纤通信系统的组成和工作过程，以及光纤连接的方法。
实验仪器：光纤通信实验箱、光纤收发器、光纤跳线、示波器、光
功率计等。
实验步骤：
1. 搭建光纤通信实验箱，将光纤收发器连接至实验箱主机。
2. 用光纤跳线将实验箱主机与光功率计连接，以便实时监测光功率
的变化。
3. 调节实验箱主机的光发射功率和接收灵敏度，使其达到最佳状态。
4. 在示波器上观察传输信号的波形，分析信号的稳定性和传输质量。
5. 采用不同的光纤连接方法，比较它们对信号传输的影响，验证光
纤连接的重要性。
实验结果与分析：
经过实验操作，我们可以明显地感受到光纤通信系统的高速传输、
低损耗、抗干扰等优点。
同时，我们也发现光纤连接的质量对信号传
输有着至关重要的影响，需要谨慎处理光纤的清洁、固定和连接方式，以确保信号传输的稳定性和可靠性。
实验总结：
通过本次实验，我们深入了解了光纤通信的基本原理和技术特点，掌握了光纤通信系统的组成和工作过程，以及光纤连接的方法。
同时也加深了对光纤通信技术在现代通信领域中的广泛应用和重要性的认识，为我们今后的学习和研究打下了坚实的基础。
希望通过持续的实践和探索，我们能够进一步提升对光纤通信技术的理解和应用水平，为推动通信技术的发展做出更大的贡献。
光纤通讯的实验报告
一、实验目的1. 了解光纤通讯的基本原理和组成结构。
2. 掌握光纤的传输特性及其在通信系统中的应用。
3. 通过实验验证光纤通讯的优势，如高带宽、低损耗、抗干扰等。
二、实验原理光纤通讯是利用光导纤维作为传输介质，通过电光/光电转换实现信息传输的一种通信方式。
其基本原理是：将电信号转换为光信号，通过光纤传输，再将光信号转换为电信号，实现信息的传递。
光纤具有以下优点：1. 高带宽：光纤的传输频带宽，可以实现高速数据传输。
2. 低损耗：光纤的损耗极低，可以实现长距离传输。
3. 抗干扰：光纤不受电磁干扰，传输质量稳定。
三、实验仪器与设备1. 光纤通信实验装置2. 信号发生器3. 光功率计4. 双踪示波器5. 光纤连接器四、实验步骤1. 光纤连接- 将信号发生器输出端与光纤的一端连接。
- 将光纤的另一端连接到光功率计。
- 将光功率计的输出端连接到示波器。
2. 信号调制- 打开信号发生器，设置适当的频率和幅度。
- 通过光纤传输调制后的信号。
3. 信号传输- 观察示波器上信号的波形，记录信号传输过程中的波形变化。
4. 信号解调- 将光功率计的输出端连接到信号解调器。
- 解调调制后的信号，观察解调器输出端的波形。
5. 测试光纤传输特性- 记录不同距离下的信号传输质量，包括信号幅度、波形变化等。
- 测试光纤的损耗，计算损耗值。
五、实验结果与分析1. 信号传输质量- 通过观察示波器上的波形，发现信号在传输过程中发生了轻微的衰减和畸变。
- 这表明光纤在传输过程中存在一定的损耗和色散。
2. 光纤损耗- 根据实验数据，计算光纤的损耗值。
- 结果表明，光纤的损耗较低，符合理论预期。
3. 光纤抗干扰性能- 在实验过程中，将光纤放置在强磁场和强电场环境中，观察信号传输质量。
- 结果表明，光纤具有较强的抗干扰性能。
六、实验结论1. 光纤通讯具有高带宽、低损耗、抗干扰等优点，是一种理想的通信传输介质。
2. 通过实验验证了光纤的传输特性和抗干扰性能，为实际应用提供了理论依据。
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。
通信光纤实验报告
一、实验目的1. 理解光纤通信的基本原理和系统组成。
2. 掌握光纤的特性及其在通信中的应用。
3. 熟悉光纤通信实验仪器的操作方法。
4. 通过实验验证光纤通信系统的性能。
二、实验原理光纤通信是利用光波在光纤中传输信息的一种通信方式。
光纤具有损耗低、频带宽、抗干扰能力强等优点，是现代通信的主要传输介质。
光纤通信系统主要由光发射机、光纤、光接收机和信号处理单元组成。
光发射机将电信号转换为光信号，通过光纤传输到接收端，光接收机将光信号转换为电信号，信号处理单元对信号进行处理。
三、实验仪器与设备1. 光纤通信实验仪2. 光纤跳线3. 光功率计4. 光频谱分析仪5. 光电探测器6. 示波器四、实验内容1. 光纤特性测试（1）测试光纤的损耗使用光功率计测量光纤在1550nm波长的损耗，并与理论值进行比较。
（2）测试光纤的带宽使用光频谱分析仪测量光纤的带宽，并与理论值进行比较。
2. 光发射机测试（1）测试光发射机的输出功率使用光功率计测量光发射机的输出功率，并与理论值进行比较。
（2）测试光发射机的调制频率使用示波器观察光发射机的调制波形，确定其调制频率。
3. 光接收机测试（1）测试光接收机的灵敏度使用光电探测器测量光接收机的灵敏度，并与理论值进行比较。
（2）测试光接收机的非线性失真使用示波器观察光接收机的输出波形，分析其非线性失真。
4. 光纤通信系统测试（1）搭建光纤通信系统使用光纤跳线将光发射机、光纤和光接收机连接起来，形成一个完整的通信系统。
（2）测试通信系统的性能使用光功率计和示波器测量通信系统的输出功率、调制频率、灵敏度、非线性失真等参数，并与理论值进行比较。
五、实验结果与分析1. 光纤损耗测试实验测得光纤在1550nm波长的损耗为0.25dB/km，与理论值0.2dB/km基本一致。
2. 光纤带宽测试实验测得光纤的带宽为20GHz，与理论值20GHz基本一致。
3. 光发射机测试实验测得光发射机的输出功率为10dBm，与理论值10dBm基本一致。
光纤通信实训报告
光纤通信实训报告1. 实训背景光纤通信是一种通过光纤传输光信号进行信息传输的技术。
相比传统的电信号传输方式，光纤通信具有更高的传输速率、更低的信号损耗以及更大的带宽等优势。
在光纤通信实训中，我们将学习如何搭建光纤通信系统、配置光纤设备以及进行光纤网络的调试与维护。
2. 实训目标本次实训的主要目标是让学生掌握光纤通信系统的搭建和配置技术，并能够独立完成光纤网络的调试和维护工作。
具体的实训内容包括以下几个方面：2.1 光纤通信系统的搭建在实训过程中，我们将学习如何选择合适的光纤设备并进行搭建。
主要包括光纤收发器、光纤跳线、光纤交换机等设备的选择和安装。
2.2 光纤设备的配置光纤设备的配置是搭建光纤通信系统的关键一步。
在实训中，我们将学习如何配置光纤设备的网络参数、路由设置以及安全策略等。
2.3 光纤网络的调试与维护光纤网络在运行过程中可能会出现各种问题，如信号丢失、带宽不足等。
在实训中，我们将学习如何利用相关工具进行网络故障排查和维护。
3. 实训过程3.1 设备准备首先，我们需要准备光纤收发器、光纤跳线、光纤交换机等设备。
这些设备将用于搭建光纤通信系统。
3.2 光纤设备的搭建与连接在设备准备完成后，我们将按照实训指导手册的要求，将光纤设备进行正确的搭建和连接。
这一步骤需要细心操作，确保设备连接正确、稳定。
3.3 光纤设备的配置光纤设备的配置是实现光纤通信的关键一步。
在配置过程中，我们需要设置设备的网络参数、路由设置以及安全策略等。
这一步骤需要根据实际情况进行具体的配置操作。
3.4 光纤网络的调试与维护完成光纤设备的配置后，我们需要对光纤网络进行调试和维护。
在实训过程中，我们将学习如何使用网络调试工具进行故障排查，如光功率计、光时域反射仪等。
4. 实训总结通过本次光纤通信实训，我们深入了解了光纤通信技术的原理和应用。
通过搭建光纤通信系统、配置光纤设备以及进行光纤网络的调试与维护，我们掌握了相关的实际操作技能。
光纤实训报告_2
实验三光纤通信线路码实验一、实验目的1、了解光纤通信编译码方式2、了解各种编译码方式的性能3、了解光纤线路码的选码原则4、掌握CMI编码/译码原理二、实验内容1、学习光纤通信编译码方式2、了解各种码型的性能3、掌握光纤线路码的选码原则4、观察CMI编译码的波形5、学习CMI编译码模块的使用三、实验仪器示波器, RC-GT-Ⅲ(+)型光纤通信实验系统。
四、实验记录与报告要求1、观察数字信号被CMI编码后的波形与原始波形的关系。
(注:可观察数字信号上升沿对应CMI编码后的波形)原码 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0CMI码11001100 01010101 11001100 010101012、熟悉光纤数字信号传输的编码原则和传输效果的关系CMI码是二电平传号交替反转码，它的变换规则是用“01”代替“0”，用“11”、“00”交替代替“1”。
CMI码变换后码率提高了一倍，CMI编码的特点是有一定的纠错能力。
实验四三阶高密度双极性码（HDB3）原理实验一、实验目的1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。
2、掌握HDB3码的编码规则。
二、实验内容1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、三阶高密度双极性码（HDB3）。
2、用示波器观察HDB3译码输出波形。
三、实验仪器示波器，RC-GT-Ⅲ(+)型光纤通信实验系统。
四、实验记录与报告要求1、根据实验观察和纪录回答：（1）不归零码和归零码的特点是什么？a)单极性不归零码，无电压表示"0"，恒定正电压表示"1"，每个码元时间的中间点是采样时间，判决门限为半幅电平。
b)双极性不归零码，"1"码和"0"码都有电流，"1"为正电流，"0"为负电流，正和负的幅度相等，判决门限为零电平。
c)单极性归零码，当发"1"码时，发出正电流，但持续时间短于一个码元的时间宽度，即发出一个窄脉冲；当发"0"码时，仍然不发送电流。
数字信号光纤传输实验
数字信号光纤传输实验实验目的1.了解数字信号光纤通讯的基本原理2.熟悉半导体光源器件电光特性及其测试方法3.掌握数字信号光纤传输系统的检测及调试技术实验仪器1.DOF—D型数字信号光纤传输技术实验仪；2.计算机；3.双迹示波器|实验原理一、概述图1中表示了一个目前实用的光纤通讯系统的结构框图（图中仅画出一个方向的信道），该系统由以下几部分组成：光信号发送器、传输光缆、光信号接收器和收、发端的电端机。
图1光纤通讯系统的结构框图以上光纤通讯结构框图对模拟信号和数字信号传输系统均适用。
对模拟信号系统而言，由电端机（发）送来的是话音或图象信号，要求光源器件应具有线性度良好的电光特性，对于数字信号传输系统，光源器件的非线性对系统性能影响不大。
光纤通讯系统中常用的光源器件主要是半导体发光二极管LED（发光中心波长0.86μm）和半导体激光器LD（波长1.3--1.5μm）。
前者具有线性度良好的电光特性，适用于模拟信号光纤传输系统或传输码率不高的小容量的数字光纤通讯系统；后者出光功率较大，波谱窄，发光中心波长能与光纤信道理论上的“零色散”所要求的波长匹配，故常用于以单模光纤作为信道的高速系统中。
光纤通讯系统中所用的光纤信道分多模光纤和单模光纤两种。
多模光纤主要用于模拟信号传输系统或传输距离不太远、数码率不高的数字信号光纤传输系统中；单模光纤用于高速的光纤通讯系统中。
有关以上两类光纤的结构、性能的详细论述见参考文献[1]。
光纤通讯系统中常用的光电探测器件，主要有PIN光电二极管和雪崩光电二极管。
PIN光电二极管与普通的PN结光电二极管相比，不同之处就在于在普通光电二极管P层和N层之间有一层低掺杂的N型半导体，且尺寸较宽、掺杂浓度很低以致可把该层近似为本征半导体，故用“I”表示。
在结构上的以上改进就使得PIN结构的光电二极管具有较宽的耗尽区和较小的结电容，从而提高了它的光电转换效率和对高速码率数字信号的快速响应能力。
数字信号光纤传输技术实验
数字信号光纤传输技术实验光纤传输技术是现代科学技术发展的一项最新成就，光纤通讯是这项技术应用的重要领域。
随着科学技术的不断发展，这一科学技术的应用范围会越来越广。
本实验采用微型计算机控制的数字信号的光纤传输技术实验系统，由于该实验系统是集光电子技术、光纤传输技术、模数、数模转换技术及计算机通讯与接口技术等多种技术于一体，所以通过这一实验系统进行的各种实验，对于扩大学生知识面和增强他们综合运用多种知识解决实际问题的能力均具有十分重要的作用。
一实验目的1．了解数字光纤通讯的基本原理2．测量电光特性和光电特性，对误码现象及收、发时钟的同步, 数字式光信号发送和接收等问题进行实验研究和观测。
3．利用单台计算机进行光纤通讯技术实验。
二实验原理图1中表示了一个目前实用的光纤通讯系统的结构框图（图中仅画出一个方向的信道），该系统由以下四部分组成：光信号发送器、传输光缆、光信号接收器和收、发端的电端机。
图1 光纤通讯系统的结构框图光信号发送器实质上是一电光调制器，它用电端机（发）送来的电信号对光源进行调制，光源一般是半导体激光器和发光二极管，调制方式在目前实用系统中大都采用光强直接调方式，光源器件经调制的光功率耦合到光纤中后把光信号传输到接收端，接收端的光电子检测器件（一般为半导体PIN管和雪崩管）把光信号变成电信号，再经放大、整形处理后送至电端机（收）。
以上的系统结构框图对模拟信号和数字信号系统均适用。
对模拟信号而言，由电端机（发）送来的是话音或图像信号，要求光信号发送器中的光源器件应具有线性度良好的电光特性，对于数字信号的光纤通讯系统，光源器件的非线性对系统性能影响不大。
图2示出了数字信号光纤通讯系统中的光端机（即光信号）的发送器和接收器）的结构示意图。
该图中各单元的功能如下：图2 数字信号光纤通讯系统结构示意图极性双单变换单元是把来自电端机的双极性信号变换成单极性码，以便实施对光功率的调制；扰码及线路码变换是为了避免在光纤信道中出现长连的“0”码或长连的“1”码，以利接收端时钟信号的提取和误码率的监测；光发送单元的作用是把数字信号的电脉冲调制成光脉冲，并把光脉冲耦合到光纤信道中去，在接收端经光电检测器和低噪声放大器组成的光信号接收单元是把来自光纤输出端的光脉冲转变成电脉冲，经放大后输出。
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）。
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数字信号光纤通信技术实验的报告预习要求通过预习应理解以下几个问题：1．数字信号光纤传输系统的基本结构及工作过程；2．衡量数字通信系统有那两个指标？；3．数字通信系统中误码是怎样产生的？；4．为什么高速传输系统总是与宽带信道对应？；5．引起光纤中码元加宽有那些因素？；6．本实验系统数字信号光-电/电-光转换电路的工作原理；7．为什么在数字信号通信系统中要对被传的数据进行编码和解码？；8．时钟提取电路的工作原理。
目的要求1.了解数字信号光纤通信技术的基本原理2.掌握数字信号光纤通信技术实验系统的检测及调试技术实验原理一、数字信号光纤通信的基本原理数字信号光纤通信的基本原理如图8-2-1示（图中仅画出一个方向的信道）。
工作的基本过程如下：语音信号经模/数转换成8位二进制数码送至信号发送电路，加上起始位（低电平）和终止位（高电平）后,在发时钟TxC的作用下以串行方式从数据发送电路输出。
此时输出的数码称为数据码，其码元结构是随机的。
为了克服这些随机数据码出现长0或长1码元时,使接收端数字信号的时钟信息下降给时钟提取带来的困难，在对数据码进行电/光转换之前还需按一定规则进行编码，使传送至接收端的数字信号中的长1或长0码元个数在规定数目内。
由编码电路输出的信号称为线路码信号。
线路码数字信号在接收端经过光/电转换后形成的数字电信号一方面送到解码电路进行解码,与此同时也被送至一个高Q值的RLC谐振选频电路进行时钟提取. RLC谐振选频电路的谐振频率设计在线路码的时钟频率处。
由时钟提取电路输出的时钟信号作为收时钟RxC,其作用有两个：1.为解码电路对接收端的线路码进行解码时提供时钟信号；2.为数字信号接收电路对由解码电路输出的再生数据码进行码值判别时提供时钟信号。
接收端收到的最终数字信号，经过数/模转换恢复成原来的语音信号。
图8-2-1 数字信号光纤通信系统的结构框图在单极性不归零码的数字信号表示中,用高电平表示1码元，低电平表示0码元。
码元持续时间（亦称码元宽度）与发时钟TxC的周期相同。
为了增大通信系统的传输容量，就要求提高收、发时钟的频率。
发时钟频率愈高码元宽度愈窄。
由于光纤信道的带宽有限,数字信号经过光纤信道传输到接收端后，其码元宽度要加宽。
加宽程度由光纤信道的频率特性和传输距离决定。
单模光纤频带宽，多模光纤频带窄。
因为按光波导理论[1]分析:光纤是一种圆柱形介质波导，光在其中传播时实际上是一群满足麦克斯韦方程和纤芯—包层界面处边界条件的电磁波，每个这样的电磁波称为一个模式。
光纤中允许存在的模式的数量与纤芯半径和数字孔径有关。
纤芯半径和数字孔径愈大，光纤中参与光信号传输的模式也愈多，这种光纤称为多模光纤（芯径50或62.5μm）。
多模光纤中每个模式沿光纤轴线方向的传播速度都不相同。
因此，在光纤信道的输入端同时激励起多个模式时，每个模式携带的光功率到达光纤信道终点的时间也不一样，从而引起了数字信号码元的加宽。
码元加宽程度显然与模式的数量有关。
由多模传输引起的码元加宽称为模式色散。
当光纤纤芯半径减小到一定程度时，光纤中只允许存在一种模式（基模）参与光信号的传输。
这种光纤称为单模光纤（芯径5—10μm）。
单模光纤中虽然无模式色散存在,但是由于光源器件的发光光谱不是单一谱线、光纤的材料色散和波导效应等原因，光信号在单模光纤中传输时仍然要引起码元加宽。
这些因素产生的码元加宽称为材料色散和波导色散。
材料色散和波导色散比起模式色散要小很多。
当码元加宽程度超过一定范围，就会在码值判别时产生误码。
通信系统的传输率愈高，码元宽度愈窄，允许码元加宽的程度也就愈小。
所以，多模光纤只适用于传输率不高的局域数字通信系统。
在远距离、大容量的高速数字通信系统中光纤信道必须采用单模光纤。
长距离、高速数字信号光纤通信系统中常用的光源器件是发光波长为1﹒3μm和1﹒5μm 的半导体激光器LD。
在传输速率不高的数字信号光纤通信系统中也可采用发光中心波长为0﹒86μm的半导体发光二极管LED。
光电探测器件，主要有PIN光电二极管和雪崩光电二极管。
有关光纤通信中采用的上述电光和光电器件的结构、工作原理及性能的详细论述见参考文献[2]。
二、实验系统的硬件结构及工作原理为了使非通讯专业的理工科学生在近代物理实验中学习到有关数字信号光纤通信的基本原理，我们在《数字信号光纤通信实验》中着重于对光信号的发送、接收和再生；数字信号的并串/串并转换；模拟信号的AD/DA转换以及误码现象和原因等问题加以论述。
有关编码、时钟提取和解码问题先不作为本实验的基本要求。
有必要时，做完这一实验后，可作为设计性实验对这些问题进行深入研究。
（一）实验系统的硬件结构实验系统的结构如图8-2-2示。
其中,光讯号发送部分采用中心波长为0.86μm图8-2-2 数字信号光纤通信实验系统的基本结构的半导体发光二极管（LED）作光源器件。
传输光纤采用多模光纤。
光讯号接收部分采用硅光电二极管（SPD）作光电检测元件。
计算机通过RS-232串口控制单片机。
单片机再去控制模数转换电路ADC0809、数模转换电路DAC0832和数字信号并串/串并转换电路8251，实现A/D、D/A转换和数字信号的并串/串并转换。
以上器件和集成电路工作原理及性能的详细说明见文献[3]。
图8-2-2中的单片机、ADC0809、DAC0832及8251等部分是集中在实验系统的电端机内，而LED的调制和驱动电路、SPD的光电转换部分是集中在实验系统的光端机内。
（二）工作过程实验系统传输的数字信号可以是ASCII字符的2进制代码，也可是语音信号经ADC0809集成芯片进行A/D转换后的数字信号。
在实验内容基本要求阶段（避开编、译码和收时钟提取问题，此时图8-2-2中的开关K1、K2和K3均应打在“1”位）,实验系统的工作过程如下:1.传输ASCII字符时,ASCII字符的2进制代码由计算机提供,经RS—232串口送至电端机，经电端机内的8251数据发送端（TxD）送至光端机LED调制电路输入端，进行数字信号的电-光变换。
从LED发出的数字式光信号，经传输光纤、光电二极管（SPD）和再生电路变换成数字式电信号送至电端机内的8251数据接收端RxD,经码值判别后再由RS—232串口送回计算机，并在计算机屏幕上显示出相应的字符。
2.传输语音信号时，语音信号放大后送至电端机内ADC0809模拟信号输入端进行A/D转换，所形成的数字信号经8251并/串转换后由其数据发送端TxD送至光端机对LED进行调制。
然后经过ASCII 字符同样的传输过程在实验系统接收端形成的数字信号再送至电端机，进行D/A转换。
由此生成的模拟信号经滤波、放大后再由音箱输出。
以上过程均在程序控制下由计算机和电端机中的单片机完成。
（三）数字信号的发送和电光转换在8251芯片设定为异步传输工作方式并波特率因子等于1的情行下，电端机发送端所发送的数据码是由起始位（S）、数据位（D0～D7）和终止位（E）等共10位码元组成。
第一位是起始位，紧接着是从D0到D7的8位数据，最后一位是终止位。
每位码元起始时刻与发送时钟TxC的下降沿对应、码元持续时间与发送时钟TxC的周期相等。
对数字信号进行电-光转换的LED驱动和调制电路如图8-2-3示。
由于电端机内的8251集成电路的数据发送端TxD在传输系统处于空闲状态时始终是高电平，为了图8-2-3 LED的驱动和调制电路图8-2-4 数字信号的光电转换及再生延长发光二极管LED的使用寿命，对应这一状态应使LED无电流流过。
为此，在其驱动调制电路输入端设置了一个由IC1组成的反相器。
因此LED发光，对应电信号的0码，无光则对应电信号1码。
图8-2-3中W1是调节LED工作电流的电位器。
（四）数字信号的光电转换及再生调节由传输光纤输出的数字光信号在接收端经过硅光电二极管SPD和再生调节电路变换成数字电信号，再送至电端机内8251集成电路的数据接收端RxD进行码值判别。
图8-2-4是数字信号光电转换及再生调节电路的原理图，其工作原理如下：当传输系统处于空闲状态时，传输光纤中无光，硅光电二极管无光电流流过，这时只要R C和R b2的阻值适当，晶体管BG2就有足够大的基极电流I b注入，使BG2处于深度饱和状态，因此它的集-射极之间的电压V ce极低，既使经过后面放大也能使反相器IC2的输出电压维持在高电平状态，以满足实验系统数据接收端RxD在空闲状态时也应为高电平的要求。
当传输0码元时，发送端的LED发光，光电二极管有光电流I3流过，它是从SPD的负极流向正极，这对BG2的基极电流具拉电流作用，能使BG2的基极电流I b减小。
由于SPD结电容、其出脚接线的线间电容以及BG2基-射极间杂散电容的存在（在图8-2-4中用C a表示以上三种电容的总效应），使得BG2基极电流的这一减小不是突变的，而是按某一时间常数的指数规律变化。
随着BG2基极电流的减小，BG2逐渐脱离深饱和状态，向浅饱和状态和放大区过渡，其集-射极电压V ce也开始按指数规律逐渐上升。
由于后面的放大器放大倍数很高，V ce还未上升到其渐近值时，放大器输出电压就到达了能使反相器IC2状态翻转的电压值，这时IC2输出端为低电平。
在下一个1码元到来时，接收端的SPD无光电流，BG2的基极电流I b又按指数规律逐渐增加，因而使BG2原本按指数规律上升的V ce在达到某一值时就停止上升，并在此后又按指数规律下降。
V ce下降到某一值后，IC2的输出由低电平翻转成高电平。
调节图8-2-3中W1或图8-2-4中W2，使LED的工作电流与SPD无光照射时BG2饱和深度之间适当的配匹，既使在被传输的数据码中1码元和0码元随机组合的情况下，也能使接收端所接收到的数字信号在码元结构和码元宽度方面与发送的数字信号一致。
（五）数字信号的码值判决和误码数字信号传输到接收端8251的RxD端后还不能算信号传输过程的结束。
此后，尚需在收时钟RxC 上升沿时刻对再生信号每位码元的码值进行“0”、“1”判别。
在8251芯片设定为异步传输工作方式时，码值判别过程如下：8251内部有一时钟和计数系统，它随时检测着数据接收端RxD的电平状态，一旦检测到RxD的电平为低电平，接收端得知被传数据的起始位已到的信息。
此后开始计时，计时到半个码元宽度时再次对RxD端的电平状态进行检测，若仍为低电平，表明先前检测到的低电平状态确实是被传数据的起始位，而不是噪声干扰。
确认了传数据起始位的确到来之后，从确认时刻开始，每隔一个收时钟RxC周期对RxD端的电平状态进行一次检测，若检测到为高电平，赋予的码值为“1”，反之为“0”。
若判别结果所形成的二进制代码与发送数据的代码一致，表明码值判别结果正确。