光纤通信实验指导书(新格式)(精)

《—光纤通信原理—》

实验指导书

刘伟群编写

适用专业:计算机网络

计算机应用

湖南人文科技学院计算机科学技术系

2008年9 月

前言

光纤通信是大容量信息传输的主要手段,光纤通信技术是信息产业的主要支柱技术之一,光纤网络已经遍布全球。为了满足社会对人才的需求,各大学的许多专业(如电子与通信工程、光电子技术、电子信息工程和计算机应用等纷纷开设了有关光纤通信技术的专业理论课程,以培养这方面的专业人才。由于光纤通信是一门实验性很强的技术,除了课堂理论学习外,还需要实验性环节与之配合,否则学习效果会受到很大的影响。由于种种原因,光纤实验课程的开设很困难,许多学校只停留在课堂的理论教学。为了克服这些不足,我们经过多年的研究,研制成功了这个光纤通信实验平台,多次获军内外教学成果奖,现已广泛用于我们和兄弟院校的教学,取得了良好的教学效果,为光纤通信实验课程的开设提供了一种全新的实验教学模式。

该实验平台可置于一个便携式的实验箱内,配合常用的电子信号源、示波器和常用的光纤通信仪表就可以开设光纤通信系统原理的相关实验。其突出的优点为:

1、平台紧扣光纤通信系统的知识点,实验内容丰富,波形测试点多。

2、采用了模块化设计思想和数字化、软件化的实现手段,性能稳定可靠。

3、具有友好的人机界面,操作维护方便。

4、具有专业的指导老师进行实验箱的培训和实验课的指导。

5、具有配套的实验教材和光盘,由人民邮电等出版社正式出版。

由于实验课的开设与理论课相比,存在的问题较多,加上我们的经验和水平有限,肯定存在许多不足,欢迎与我们交流共同开设好实验课,让学生满意。

2008.6

目录

实验一:光纤损耗特性测量 (1

实验二:光源P-I曲线测试 (1

实验三:光纤机械接续与熔接 (1

实验四:线路码型实验 (5

实验五:光接收机灵敏度测试 (11

2M (11

实验六:模拟话音光传输实验 (14

实验七:2M数字光纤通信系统实验 (18

实验八:计算机串口数据光纤传输实验 (24

实验一:光纤损耗特性测量

实验学时:2 实验类型:验证

实验要求:必修

一、实验目的

1、理解光纤的损耗

2、光纤损耗的常用测试方法

3、插入法测试实验

二、实验内容

插入法原理上类似于截断法,只不过用带活接头的连接软线代替短纤进行参考测量,

计算在预先相互连接的注入系统和接收系统之间(参考条件由于插入被测光纤引起的功率损耗。显然,功率P 1、P 2的测量没有截断法直接,而且由于连接的损耗会给测量带来误差,精度比截断法差一些。所以该方法不适用于光纤光缆制造长度衰减的测量。但由于它具有非破坏性不需剪断和操作简便的优点,用该方法做成的便携式仪表,非常适用于中继段长总衰减的测量。图2.13示出了两种参考条件下的测试原理框图。

图2.13 (a情况下,首先将注入系统的光纤与接收系统的光纤相连,测出功率P 1然后将待测光纤连到注入系统和接收系统之间,测出功率P 2,则被测光纤段的总衰减A 可由下式给出

(([]2121/log 10C C C P P A r --+=λλ (dB (2.11

式中C r 、C 1、C 2分别是在参考条件、试验条件下光纤输入端、输出端连接器的标称平均损耗

图6.13 典型的插入损耗法测试装置

(a

(b

图2.13 典型插入损耗法测试装置

值(dB。

图2.13 (b情况下,首先将参考系统连在注入系统和接收系统之间,测出功率P 1;然后,同图(a一样,测出功率P 2,则被测光纤段的总衰减由下式给出

(([]λλ21/log 10P P A =(dB (2.12

情形(a中,由于连接器的质量可能会影响测试精度;情形(b中,采用了光学系统进行精密耦合,代替了连接器的耦合,可以得到精确的测量结果,当只需要知道光纤的实际衰减时,它比较合适。当被测光纤段带有半个连接器而且需要和其它元件串在一起时,情形(a的测试结果更有意义。

三、仪器、设备和材料

光纤通信实验系统及附件,光功率计,光衰减器,光纤。

四、实验原理

五、实验步骤

实验平台中我们可以采用插入法测量光纤的损耗,实验框图如2.14所示: 六、实验结果分析

图6.14 插入损耗测试框图TP501

(a

(b

扰模器

图2.14

实验二:光源P-I曲线测试

实验学时:2

实验类型:验证

实验要求:必修

一、实验目的

1、了解半导体光源的特性。

2、掌握光源P(平均发送光功率-I(注入电流特性曲线的测试方法。

3、掌握光功率计的使用方法。

二、实验内容

半导体光源的特性。

光源P(平均发送光功率-I(注入电流特性曲线的测试方法。

光功率计的使用方法。

三、仪器、设备和材料

光纤通信实验系统及附件,光功率计,光源,光衰减器,光纤。

四、实验原理

主要介绍实验原理,及实验原理图。

五、实验步骤

测试框图如图1.2所示。其中S、R为活动连接器(ST型,RP501为可变电阻位于数字光发电路的上方。P-I曲线测试步骤为:

码型发生器自A点(对应实验平台测试点TP501给光发送机送方波信号作为测试信号。大家可以借助键盘和液晶来选择方波信号(实验平台加电后,先按复位键复位系统,屏幕出现“请选择”提示后,按键选择“方波”,此时,TP501点应能测试到方波信号。参考附录B 中光发模块甲的原理框图可知,为了把数字信号发往线路,除了用短接帽将跳线XP500的1-2脚相连外,还需要通过双刀双掷开关KS501选通模拟光源驱动电路和数字光源驱动电路。本实验中选择数字光源驱动电路(按键KS501抬起即可。

从发送模块甲的光源组件(如1414T/1312T的连接器S中取出保护塑料套,用光纤跳线分别插入发送端连接器S与光功率计的输入连接器插头,连接光发送端的光输出与光功率计,

此时从光功率计读出的功率就是光端机的平均发送光功率P 。