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
光纤通信实验报告
光纤通信实验报告中国石油大学（北京）光纤通信实验报告一、实验目的1. 了解光纤在量化传输中的原理和性能；2. 掌握光纤通信仪器的使用方法；3. 掌握光纤收发器、光分路器、光偏转器、光开关、光衰减器之间联结方法；4. 掌握光传输的参数测量技术。
二、实验原理及步骤1. 放大器原理：光纤放大器是一种可以在光纤上显示和观察信号时序变化的设备。
它能够按照固定的时间间隔来放大光纤传输的信号，从而允许技术人员观察信号的变化。
2. 分路器原理：光纤分路器是一种利用晶体原理实现光纤信号定向传输的设备。
分路器的使用是把一路信号分成几路，从而实现信号传输的目的。
3. 偏转器原理：光纤偏转器是一种用于改变光纤信号传输方向的设备。
它可以把一条光纤信号传输到另外一个方向，从而实现信号源和信号接收方之间的信号传输。
4. 开关原理：光纤开关是一种可以用来控制光纤信号传输的设备。
它可以控制信号的传输方向，从而可以把信号源和接收方之间的信号进行分开。
5. 衰减器原理：光纤衰减器是一种用来控制光纤信号强度的设备。
它可以把信号源和接收方之间的信号进行分开，从而可以控制信号的级别。
6. 实验步骤：(1) 安装光纤传输系统，安装光纤收发器、光分路器、光偏转器、光开关、光衰减器等实验设备；(2) 建立信号网络，安装配置传送端、接收端信号源；(3) 启动信号源，测量传输系统的参数，包括：传输效率、信噪比、带宽、时延以及抖动等；(4) 将测量的参数曲线进行分析，绘制传输系统的信号时序图；(5) 根据实验测量结果，完成实验报告。
三、实验结果1. 传输效率：实验中，光纤传输的最大平均效率为98.7%，最小平均效率为97.8%，最高单点效率为99.3%，最低单点效率为97.2％。
2. 信噪比：实验中，光纤传输的信噪比约为20 dB。
3. 带宽：实验中，光纤传输的带宽约为1 MHz。
4. 时延：实验中，光纤传输的平均时延约为3 ms。
5. 抖动：实验中，光纤传输的抖动约为0.8 μs。
光纤通信实验报告
光纤通信实验报告光纤通信是一种使用光信号传输数据的通信技术，它利用了光的高速传输和大带宽的特性，成为了现代通信领域的重要技术之一。
在本次实验中，我们对光纤通信的原理和实验验证进行了深入研究。
实验一: 光的传播特性我们首先对光的传播特性进行了研究。
选择了一根直径较细的光纤，并采用了迎射法和反射法进行传导实验。
通过在纤芯中投射光线，并观察传导的情况，我们验证了光在光纤中的传播路径并没有明显偏向，光线能够相对直线传播。
实验二: 光纤的损耗与色散在光纤通信中，损耗和色散是不可避免的问题。
我们通过实验对光纤中损耗和色散的影响进行了测试。
损耗实验中，我们通过分析在不同长度光纤中传输的光强度，发现随着距离的增加，光强度会逐渐减弱。
这是由于光纤中存在材料吸收和散射等因素造成的。
为了减小损耗，优化光纤的材料和结构是很重要的。
色散实验中，我们将不同波长的光信号通过光纤传输，并测量到达另一端的时间。
实验结果显示，不同波长的光信号到达时间存在差异。
这是由于光纤中折射率随波长变化而引起的色散效应。
为了减小色散，需要采用更先进的技术，如光纤衍生波导和光纤增益等手段。
实验三: 单模光纤与多模光纤光纤通信中，单模光纤和多模光纤是常用的两种类型。
通过实验，我们对这两种光纤的传输特性进行了研究。
我们首先测试了单模光纤。
结果显示，在单模光纤中，光信号会以单一光波传播，因此具有较低的色散和损耗，适用于远距离传输和高速通信。
然后我们进行了多模光纤的实验。
实验结果显示，多模光纤中存在多个模式的光信号传播，由于不同模式间的传播速度不同，会导致严重的色散和损耗问题。
因此，多模光纤适用于近距离传输和低速通信。
结论通过本次光纤通信实验，我们对光纤通信的原理和实际应用有了更深入的了解。
我们发现光纤通信具有高速率、低损耗和大带宽等优势，而不同类型的光纤对于不同的通信需求有着不同的适应性。
然而，我们也看到了光纤通信中存在的一些问题，如损耗、色散和设备成本等。
光纤通信基础实验指导
光纤通信基础实验指导光纤通信是一种基于光传输的信息传输技术，它利用光纤作为传输媒介，通过光信号的传输实现高速、低衰减的数据通信。
在现代通信领域中，光纤通信已经成为一种重要的通信方式。
为了更好地理解光纤通信的原理和技术，进行实验是非常重要的。
实验一：光纤传输特性实验在这个实验中，我们将通过实验来了解光纤的传输特性，包括衰减特性和色散特性。
首先，准备一根光纤和光源。
将光源连接到光纤的一端，然后在光纤的另一端连接一个光检测器。
通过改变光源的强度和频率，观察光检测器接收到的光信号的变化，并记录实验数据。
通过这个实验，我们可以了解光纤传输的衰减特性和色散特性，以及光源强度和频率对光信号传输的影响。
实验二：光纤通信系统实验在这个实验中，我们将构建一个简单的光纤通信系统，包括光源、光纤和光检测器。
首先，连接光源和光检测器到光纤的两端，然后通过调节光源的强度和频率，发送一个光信号，并在光检测器端接收光信号。
记录实验数据并分析光信号的传输质量。
通过这个实验，我们可以了解光纤通信系统的工作原理和性能特点，以及光信号在光纤传输过程中的损耗和衰减情况。
实验三：光纤通信网络实验在这个实验中，我们将构建一个简单的光纤通信网络，包括多个光源、光纤和光检测器。
通过调节多个光源的强度和频率，实现多个光信号的传输和接收，并通过光纤通信网络传输数据。
记录实验数据并分析光信号在光纤通信网络中的传输效果。
通过这个实验，我们可以了解光纤通信网络的构建和数据传输原理，以及多个光信号在光纤通信网络中的同步传输和接收过程。
在这些实验中，我们可以通过实际操作和数据记录，深入了解光纤通信的基础知识和技术，为进一步学习和应用光纤通信提供基础支持。
希望通过这些实验，能够帮助大家更好地理解光纤通信的原理和应用。
光纤实验报告
四、实验体会 通过本次实验了解了光纤通信实验系统的组成，以及其各部分的功能，对光 纤实验系统的应用和使用方法也有了初步的了解， 掌握了如何利用该系统进行信 号光纤传输的验证实验，并对波形进行观察比较，检测是否有误码。同时学习了 CMI 码的编码规则以及特点，通过实验示波器观测 P115 测试点和发端的 P101 测试点，结果两个测试点的波形一样，说明 CMI 码的误码率很小，几乎为零， 适合传输。 在这次实验中，我也学会了光功率计的使用，学会了光功率的测量方法， 光 功率计是用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗的仪器， 利用它 可以很方便的测量得到光纤通信系统的特性。通过使用光功率计，体会到在使用 光功率计的时候要注意单位和波长的选择，并且要做正确的记录，否则会有一定 的错误。最后，每次实验我们都应该养成良好的习惯，在实验结束后将仪器和配 件归回原位。
（7） 关闭系统电源。 三、实验结果
当连接 101—201 时，测量 Tx1310 口的输出光功率： 拨码器的设置 00000000 11111111 10101010 输出光功率 90.0μw -10.7nw 44.9μw
当连接 103—201 时，测量 Tx1310 口的输出光功率： 拨码器的设置 00000000 11111111 10101010 输出光功率 46.0μw 45.5nw 45.3μw
实验二 数字光发送性能测量
一、实验原理 1、消光比 设光发射机的数字驱动电路送全“0”码，测得此时的光功率为 P0，光发射机的 数字驱动电路送全“1”码，测得此时的光功率 P1，消光比定义为
EXT 10 Lg
2、半导体激光器 P-I 曲线 半导体激光器的功率特性示意图
P0 P1
p
受激 辅射
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
11.0
11.5
12.0
13.0
13.5
14.0
15.0
功率P（dB）
7．以横轴为为电流I，纵轴为功率P，按照上表画出其相应的P-I曲线。
另外，如果配置了LED扩展模块（选配），可以测试LED光源的P-I曲线。
8．测试完毕后，关闭系统电源，拆除各光器件并套好防尘帽，插好K01、K02跳线器。
13.0
13.5
14.0
15.0
功率P（uw）
0.437
0.94
1.39
1.89
2.39
2.87
3.87
4.38
4.76
5.168
图如下所示
2、
实验1.2光衰减器的性能指标测量
一、实验目的
1.了解光衰减器的指标要求；
2.掌握光衰减器的测试方法。
二、实验仪器
1.光纤通信实验箱
2.20M双踪示波器
3.光功率计（FC-FC单模尾纤）
光纤通信实验报告
班级：通信1101班
姓名：廖喜君
学号：
指导老师：郭淑琴
实验1半导体激光器及光无源器件测试3
实验1.1半导体LD光源的P-I曲线绘制实验3
实验1.2光衰减器的性能指标测量6
实验2光纤传输系统及眼图观测9
实验2.1加扰、解扰原理及光传输实验9
实验2.2光纤信道眼图观察15
实验3模拟/数字电话光纤传输系统实验19
（2）结构与工作原理
可变光衰减器的结构原理图如图3.2.1所示：
图3.2.1可变光衰减器的原理结构图
实验4数字时分复接系统光通信实验30
实验1 半导体激光器及光无源器件测试
实验1.1半导体LD光源的P-I曲线绘制实验
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
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。
光纤通信第三章3-接收机灵敏度
系统升级与维护
兼容性
当考虑升级光纤通信系统时，必须确保新接 收机与现有系统的其他部分兼容。这包括与 发送器、中继器和网络的兼容性。不兼容的 设备可能导致信号质量下降、通信中断或其 他不可预测的行为。
维护和修理
在光纤通信系统的运营期间，接收机可能需 要定期维护和修理。这可能涉及清洁光学元 件、检查连接器和电缆、以及更换损坏的组 件等任务。为了确保系统的可靠性和稳定性 ，必须采取适当的维护措施并快速修理任何
光纤通信第三章接收机灵敏度
目
CONTENCT
录
• 接收机灵敏度的定义 • 接收机灵敏度与系统性能的关系 • 提高接收机灵敏度的方法 • 接收机灵敏度与其他参数的关系 • 实际应用中的考虑因素
01
接收机灵敏度的定义
定义
接收机灵敏度是指接收机在特定噪声背景下，能够检测到的最小 信号功率。它反映了接收机对微弱信号的检测能力。
影响因素
01
02
03
04
噪声水平
接收机的内部噪声和外部噪声 都会影响其灵敏度。内部噪声 主要由电子器件的热噪声和散 粒噪声引起，外部噪声则包括 环境噪声和邻近信道的干扰噪 声。
动态范围
动态范围是指接收机在保证一 定性能指标下，能够接收的最 大信号功率与最小信号功率之 比。动态范围越大，表示接收 机能够在较大的信号变化范围 内保持稳定的性能。
100%
噪声来源
主要包括散弹噪声、热噪声和激 光器自发辐射噪声等。
80%
信噪比改善
通过降低噪声、提高信号功率或 降低系统带宽等方法可以提高信 噪比，从而提高接收机灵敏度。
动态范围
动态范围
系统正常工作所需的输入信号功率范围，即最大可承受的信号功率与 阈值信号之间的差值。
湘潭大学光纤通信实验报告实验3-光纤接收系统实验
实验八光纤接收系统实验一、实验目的1.了解光收端机偏置电压的调整2.掌握光收端机的功能及电路工作原理3.掌握光收端机的灵敏度与动态范围的概念4.光收端机接口电路共模噪声及抑制方式二、实验电路工作原理光收端机主要完成光电信号的转换、小信号的检测、传送信息的数字信号或模拟信号的恢复等功能。
1.电路组成图8-1 光收端机方框图(1)光检测模块光检测模块主要用来完成光电的变换，它由接收光口、光检测管及低噪声放大电路等组成。
光检测管进行光电转换的实质是原子吸收一个光子的能量产生一个电子-空穴对，这个电子空穴对在电场作用下运动形成电流。
a.工作参数b.内部电路c. 特性曲线光接收模块的特性曲线如图8-3所示，图8-3(a)是通过1米长光纤的系统传输时延与接收光功率的特性曲线，图8-3（b）是不归零码的失真度与接收光功率的特性曲线。
（a）传输时延与接收光功率的特性曲线 (b)失真度与接收光功率的特性曲线图8-3 光接收模块的特性曲线光接收模块的管脚分布与功能如图8-4所示e.光接收模块与光发送模块的典型电路连接光接收模块与光发送模块的典型电路连接如图8-5所示。
f.注意事项光收模块的接收光口也有保护套，见图8-6所示，按逆时针旋松并拉出，注意旋转方向并保管好，在实验完成后立即重新套上。
(2)隔离器隔离器是由三极管9013组成的射极跟随器，防止主放大器输入阻抗受到光接收模块的输出阻抗变化的影响。
(3)主放大器主放大器是一个低噪声放大器，它将来自隔离器的弱电信号进行放大，并输出一个稳定的信号电平到输出接口。
主放大器的增益可调，以适应在不同的输入信号情况下仍能保证输出电平的稳定。
2.实验电路光收端机的实验电原理图如图8-7所示。
图8-7 光收端机电原理图图中GQ401为光接收模块，选用HFBR-2316T。
BG401为隔离器，选用三极管9013，U401为主放大器，选用集成电路MAX435，它的内部有可控AGC电路。
光纤通信实验报告全
光纤通信实验报告全一、实验目的1. 学习光纤通信的基本原理；2. 掌握光纤通信实验的基本步骤和方法；3. 熟悉光纤通信系统所需的主要元器件。
二、实验原理1. 光纤通信的基本原理光纤通信是指利用光纤作为传输介质，将信号进行传输和接收的通信方式。
它的原理基于光的全反射和光纤的全内反射，将光信号从一端传输到另一端。
光纤通信和其他传输方式相比，具有传输速度快、传输距离远、容量大等特点。
2. 光纤通信的主要元器件光纤通信系统的主要元器件有：光源、光纤、光学耦合器、接收器等。
其中，光源是产生光信号的元器件；光纤是光信号传输的介质；光学耦合器是将光源产生的光信号耦合到光纤中的元器件；接收器是将光纤中传输的光信号转换成电信号的元器件。
三、实验步骤1. 实验前准备先检查实验中所需的仪器设备是否齐全，包括光源、光纤、光学耦合器、接收器等。
接着，将实验仪器逐一放置在实验室桌面上，并保证其正常工作。
2. 测试单模光纤的传输性能选用单模光纤，将光源输出的光信号通过光学耦合器输入到光纤中，然后将光纤输出端的光信号转换成电信号进行检测并记录。
在实验中，可以通过检测光信号的衰减程度、频率响应等参数，测试单模光纤的传输性能。
4. 测试光纤模式发射器的输出功率和频率特性5. 测试光纤接收器的灵敏度和非线性特点四、实验结果在实验中，我们通过测试单模光纤和多模光纤的传输性能，以及光纤模式发射器和光纤接收器的性能特点，得到了丰富的实验数据。
通过对实验数据的分析，我们得出了以下结论：1. 单模光纤相比于多模光纤，具有更小的光信号衰减和更高的频率响应；2. 光纤模式发射器的输出功率和频率特性较为稳定，可以满足长距离信号传输的需求；3. 光纤接收器的灵敏度和非线性特点对于信号传输的质量影响较大，应予以重视。
通过本次实验，我们更深入地了解了光纤通信的原理和应用，掌握了基本的光纤通信实验技能和方法。
在实验中，我们也发现了光纤通信系统所需的主要元器件，以及它们的性能特点和应用范围。
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。
光纤通信实验报告
光纤通信实验报告1. 实验目的本次实验的目的是研究光纤通信的原理、方法和特点，掌握实际操作光纤通信系统的能力。
通过实验验证光纤通信系统的性能，并熟悉基本的光通信设备的使用技能。
2. 实验原理光纤通信是利用光学纤维作为传输介质，将光信号通过纤维传递，再由接收装置将光信号转换为电信号进行数据的接收和处理。
光源产生激光，经过透过器调整光强度，之后由发射器向光纤输入光信号。
光纤是将光信号通过光纤的全反射，由光源发出光束的入口被光纤捕获，从而实现了光信号的传输。
接收端利用接收器将传输的光信号转换成电信号进行接收、解析和处理。
整个过程非常迅速而且非常高效。
3. 实验仪器本次实验所用仪器有：光源、透过器、发射器、光纤、接收器及接收端的处理器。
4. 实验步骤（1）将光源与波长调整器连接，并将波长调整器波长改为1310nm，紧接着连接透过器。
（2）将透过器波长调整为1310nm，并将其连接到发射器。
（3）将发射器附着在光纤的末端，特别是朝向光源的位置。
注意正确调整发射器的位置和方向，以确保光能够被准确的输入到光纤中。
（4）将光纤的另一端连接到接收器，并调整接收器的定位和调整角度，以便更好的接受光信号。
（5）通过接收器将光信号转换成电信号，之后将其接到处理器中。
（6）可通过一系列的测试诊断工具对数据传输质量进行检测和分析，并通过调整系统参数来保障系统的稳定与安全。
5. 实验结果实验结果表明，光纤通信传输速度高，传输品质稳定，具有高带宽，同时还可以承受长距离传输，在实现高速率数据传输的过程中，光纤通信比传统的WIFI传输速度快得多。
6. 实验感悟通过本次实验，我掌握了光纤通信的原理和运行过程，了解了各个光通信设备的性能和特点。
在实际操作过程中，我深感光纤通信传输速度的高效简洁性，并对传统的有线网络传输方式有了更多的认识。
光纤通信是未来网络通信的重要手段，我相信在接下来的时间里，它将发挥更加重要的作用。
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,111111 叮卜!!!!/!!!』!!!〔!!编码模块译码模块TZ］卜―)>■ilium,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 （偏置电压）-I特性曲线，计算阈值电流（I th）和斜率效率，掌握LD半导体激光器的工作特性。
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（电子一空穴对）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EI，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。
光纤实验报告三
光纤实验报告三第一篇：光纤实验报告三实验二十，模拟信号光纤传输系统一、实验目的1.了解模拟信号光纤系统的通信原理。
2.了解完整的模拟信号光纤通信系统的基本结构。
3.掌握各种模拟信号的传输机理。
二、实验内容1.通过不同频率的正弦波、方波、三角波信号进行光传输实验三、实验原理本实验中将模拟信号源输出的正弦波、三角波、方波信号通过光纤进行传输。
模拟信号也可以通过PCM编码后变成数字信号。
然后，再送入光发射模块数字信号端进行传输。
接收到信号后再送入PCM译码模块，得到模拟信号。
四、实验报告1.记录P242、P103各测试点的波形实验二十一电话语音光纤传输系统一、实验目的1.了解电话语音信号光纤系统的通信原理。
2.了解完整的电话语音信号光纤通信系统的基本结构。
3.了解用户接口电路的原理。
二、实验内容1.电话语音通过光纤的模拟信道进行传输。
三、实验仪器光纤通信实验系统1台，电话2部，光纤跳线2根。
四，实验原理当B2EN输入低电平时，使用VBAT2馈电，输入高电平时，使用VBATl馈电。
其中，C2、C1、B2EN都由电话控制电路的单片机控制。
ALU(模拟用户接口单元)是连接普通模拟话机和数字交换网络的接口电路，CCITT为程控数字交换机的模拟用户接口规定了7项功能，称为BORSCHT五、实验报告1.记录P242、P271各测试点波形。
实验二十二，图像光纤传输系统一、实验目的1.了解图像信号光纤系统的通信原理。
2.了解完整的图像信号光纤通信系统的基本结构。
二、实验内容1.图像信号的单光纤传输。
三、实验仪器1.光纤通信实验系统1台，监视器1台。
（实验室用VGA显示器和AV2VGA转换器代替），摄像头1个。
（含电源），光纤跳线1根。
四．实验原理因为视频信号的带宽为0～6MHz相对于语音信号的0～3KHz来说宽了许多，因此光发射机和光接收机的要求更加严格。
在实验中应该认真仔细的调整才能得到满意的图像传输效果。
五实验报告1.描述模拟信号光纤传输的原理。
光纤通信实验报告华北电力大学
实验名称实验一：光纤衰减系数的测量、LED的P-I 特性测量实验仪器He-Ni激光器、光功率计、五维微调架、扰摸器、光纤、直流电流源、LED光源同组人实验目的1、了解光纤损耗的定义。
2、学会用截断法测量光纤的损耗。
3、熟悉半导体光源输出光功率与输入电流的关系。
4、掌握P—I曲线的测试方法。
实验原理1、如输入于光纤的光功率为P1（W），而经过光纤传输后输出的光功率为P2（W），则从两者的比值便可得知传输过程中损耗了多少。
因此光纤损耗的定义为：21lg10PP=α(dB)如果输入和输出光功率直接以dBm给出，则21PP-=α(dB)。
用截断法测量光纤损耗的方框图如下图所示，图中扰模器的作用是使模功率分布在光纤的输入端就达到稳定状态。
2、半导体发光二极管（LED）的P—I特性曲线如下图所示，发光二极管不是阈值器件，它的输出功率基本上与注入电流成正比。
实验结果及分析1 光纤通信系统的码型变换Tp114Tp110Tp504Tp507分析：Tp110为伪随机码波形，tp114为cmi编码后的波形；504和507分别为接受码波形和cmi译码后的波形。
2光纤通信系统眼图测试分析：垂直张开度95.048.321===VVE水平张开度87.02.38.2211===ttE实验结果及分析1、OTDR测量结果如下所示：通过观察图形可得光纤长度为：25.7653km，总损耗为：4.988dB,平均损耗为：0.194 dB/km。
分析：2、光纤熔接思考题解答无讨论与结论本次实验在老师的操作和讲解下成功的进行，使我们了解光时域反射计（OTDR）的工作原理，掌握使用光时域反射计测量计算光纤长度、衰减、断裂、总回损及熔接、连接器和总损耗等参数。
掌握了光纤的正确熔接。
实验名称综合性实验：光发射机功率及接收机灵敏度测试实验仪器光纤通信收发机、误码率测试仪同组人实验目的1、熟悉平均发送光功率的概念。
2、掌握平均发送功率的测试方法。
3、熟悉光收端机灵敏度的概念，4、掌握光收端机灵敏度的测试方法。
光纤通信测量课内实验
光纤通信测量课内实验实验一光接口指标测试实验目的：1、对平均发送光功率、灵敏度、动态范围进行测试，2、根据测试结果判断光端机光接口的工作状态。
实验内容：1、测量光发送机的平均发送光功率2、测量光接受机的灵敏度和动态范围预备知识：了解光接口的性能指标都有那些实验仪器：光端机传输分析仪光功率计光衰减器实验原理：光端机的平均发送光功率是指给光端机电接口输入223-1或215-1的伪随机码时，光端机输出端S点测量的平均光功率。
单位：绝对功率电平“dBm” 。
速率为2.048Mbit/s和8.448Mbit/s的端机，要求送215-1序列的伪随机码，对于34.368Mbit/s 和139.264Mbit/s的光端机，要求送223-1序列的伪随机码。
其码型应符合电接口的码型要求，即：2.048Mbit/s、8.448Mbit/s和34.368Mbit/s三种电接口的码型应为HDB3码，139.264Mbit/s接口的码型应为CMI码。
接收机灵敏度是指满足给定误码率（BER）的条件下，光端机接口R点能够接受的最小平均光功率电平值，单位是dBm。
表示了光端机接收微弱光信号的能力，代表设备的质量水准当误码率不劣于1×10-11时，在光端机或光中继器输入端连接器C之前R点测量的最小平均接收光功率（即接收灵敏度）值在满足给定误码率的条件下，光端机输入连接器R能接收的最大光功率电平值与最小光功率电平值（即接收灵敏度）之差动态范围是表示了光端机对输入信号变化的适应能力。
测试框图与测量灵敏度的图一样。
实验步骤：、一、平均发送光功率的测量1 按图连接电路。
2 误码仪（或传输特性测试仪）发送规定比特率、码型和长度的伪随机测试信号。
3 用标准测试光纤软线（其长度不短于2米）将待测光端机发送端输出活动连接器与光功率计输入活动连接器相连，此时从光功率计直接读出以dBm为单位的数值L T，而有的光功率计只能读得mw(P T)数，则可按下式换算成dBm，即：L T=10lg(10-3·P T)二、灵敏度和动态范围的测量1误码仪发送部分（传输特性测试仪的发送机）送出规定比特率、码型和长度的伪随机码测试信号。
光纤通信实验3
∆U
2 ∆U U
∆T
2U
U − 2 ∆U 眼开启度 U
交叉点发散度
∆T T
眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时 刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。在无码间串扰和噪声的 理想情况下，波形无失真，“眼”开启得最大。当有码间串扰时，波形 失真，引起“眼”部分闭合。若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变 得模糊，“眼”开启得小了，因此，“眼”张开的大小表示了失真的程 度。由此可知，眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响，可评价一个 基带传输系统性能的优劣。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加 以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。 （1）眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的 时间间隔。显然，最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。 （2）眼图斜边的斜率，表示系统对定时抖动（或误差）的灵敏度，斜 边越陡，系统对定时抖动越敏感。 （3）眼图左（右）角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围， 称为零点失真量，在许多接收设备中，定时信息是由信号零点位置来 提取的，对于这种设备零点失真量很重要。 （4）在抽样时刻，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量。 （5）在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是最小噪声容限，噪声瞬 时值超过它就有可能发生错误判决； （6）横轴对应判决门限电平。
三、实验原理
光收端机的灵敏度是指在保证一定的误码率前提下，光接收机所 允许接收的最小光功率。灵敏度的单位为分贝毫瓦（dBm）。 光接收机灵敏度主要决定于光接收机内部噪声（光检测噪声和前 置放大器噪声）。光接收机内部噪声是伴随光信号的接收检测与 放大过程产生的，它使接收机最小可接收平均光功率受到限制， 即它决定了光接收机的灵敏度。
6.打开系统电源，液晶菜单选择“光纤测量实验—接收灵敏度”，确认。 调节W201即改变送入光发端机信号（TX1310）幅度最大（不超过5V）。 慢慢调节可调衰减器（减少衰减量），直至在一定调节范围内，误码状 态一直显示为“正常”。保持此时可调衰减器状态。 7. 按“返回”键，选择“光纤测量实验—接收灵敏度”，确认。刷新误 码仪，此时误码状态应该一直显示为“正常”。慢慢调节可调衰减器， 增加衰减量，即使进入光收端机的光功率逐渐减小，出现误码率或者误 码率逐渐增大。当误码率达到时，误码状态显示即由“正常”切换为 “误码”。此时可以反调衰减器减少其衰减量，在误码状态切换点停止 调节，保持此时可调衰减器状态。 8. 断开光接收端机，测量可调衰减器的输出光功率Pmin（dBm），即为 此光收端机的灵敏度。注意操作过程中，不可改变可调衰减器状态。 9．重测量结构连接，重复步骤6、7，刷新误码仪。慢慢调节可调衰减器， 减小衰减量，使进入光收端机的光功率逐渐增大，出现误码率或者误码 率逐渐增大。当误码率达到时，误码状态显示即由“正常”切换为“误 码”。此时可以反调衰减器增大其衰减量，在误码状态切换点停止调节， 保持此时可调衰减器状态。 断开光接收端机，测量可调衰减器的输出光功率Pmax（mW）。 10. 算出此光收端机的动态范围D； 11. 关闭系统电源。
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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%。
当“1”和“0”码的概率相等时，前者的平均光功率比后者大3db。
因此，测试灵敏度时必须选用正确的码型。
灵敏度的单位一般用dBm 表示。
它表示以1mW 功率为基础的绝对功率电平。
设测得的最小平均光功率为Pmin，则灵敏度可以表示为
例如当PR=-60dBm 时，其最小平均光功率就是10-9W。
要特别说明的是：Pmin 越小，接收机的灵敏度就越高，该接收机在很小的接收光功率条件下，就可保证系统所要求的误码率。
（2）动态范围
在实际的光纤通信线路中，光接收机的输入光信号功率是固定不变的，当系统的中继距离较短时，光接收机的输入光功率就会增加。
一个新建的线路，由于新器件和系统设计时考虑的富余度也会使光接收机的输入光功率增加。
为了保证系统的正常工作，对输入信号光功率的增加必须限制在一定的范围内，因为信号功率增加到某一数值时将对接收机性能产生不良影响。
在模拟通信系统中，输入信号过大将使放大器超载，输出信号失真，降低信噪比。
在数字通信系统中，当输入信号功率增加到某一数值时，将使系统出现误码。
应该指出，在数字通信系统中，放大器输出信号的失真在测试时应与模拟系统区别开来。
为保证数字通信系统的误码特性，光接收机的输入光信号只能在某一定范围内变化，光接收机这种能适应输入信号在一定范围内变化的能力称为光接收机的动态范围，可表示为：
式中，Pmax 是光接收机在不误码条件下能接收的最大信号平均光功率；Pmin 是光接收机的灵敏度，即最小可接收光功率。
一般来说，要求光接收机的动态范围大一点较好，但如果要求过大则会给设备的生产带来一些困难。
实验电路框图
四、实验步骤
1、登录e-Labsim 仿真系统，创建仿真工作窗口，选择实验所需模块和示波
器。
2、按表格所示进行连线。
3、模块设置：
1）连接25 号光收发模块的光发输出端和光收接入端。
2）将光收发模块的功能选择开关S1 打到“光接收机”。
3）将25 号模块P4(光探测器输出)连至23 号模块P1（光探测器输入）。
4）将开关J1 拨为“10”，即无APC 控制状态。
5）开关S3 拨为“数字”，即数字光发。
6）将25 号光收发模块的电位器W4（光输出功率粗调）和W2（光输出功率微调）顺时针旋至底，即设置光发射机的输出光功率为最大状态；
4、运行仿真，开启所有模块的电源开关。
6、理想的光传输系统调整：
1）使用示波器对比观测光收发模块的“数字输入”TH2和“数字输出”端口
TH3，调节光接收机的判决门限和灵敏度，使数字输入与数字输出的信号一致，没有误码。
思考1：类型1 数据是PN 码的一种，为了稳定且实时地显示观测到的数据，在不使用STOP 的条件下，我们应该对示波器进行怎样的设置？提示:理解触发电平和触发释抑。
思考2：类型1 的数据，怎样确定一个周期的长度及1 比特码元的宽度？
2）数字输入与数字输出的信号一致时，误码仪的“失锁”“误码”“无数据”三个指示应处于灯灭状态，即光发射机和接收机的传通通路无误码。
7、灵敏度计算：慢慢旋转W4（输出光发射功率大小的调节旋钮），当误码仪的
“误码”指示灯刚出现闪烁时，将25 号模块的功能选择键S1 拨至“光功率计”，在主控模块上设置并选择【主菜单】→【光纤通信】→【光功率计】功能，可以
通过选择和单击“选择/ 确认”多功能旋钮，切换功率计的测量波长；根据实际使用的光收发模块的波长类型，选择波长【1310nm】或【1550nm】。
测量并记录此时光功率Pmin。
该
Pmin 即为光接收机的灵敏度。
代入前面的公式，即可计算出PR。
8、动态范围计算：参考光发射机平均光功率测试实验的方法或重做上面的步骤6，测出光接收机在不误码条件下能接收的最大信号平均光功率Pmax，从而计算出光接收机的动态范围。
Pr=-17.1dBm
D=2.6dB
五、心得与体会
通过本次实验，我更加扎实的掌握了有关光收端机灵敏度的指标要求和测试方法方面的知识，对试验工坊的各种操作更加熟练了.
在实验过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。