光纤通信实验指导书(新格式)(精)
光纤通信实验指导书
光纤通信原理实验教程（第二版）唐修连编著江苏盛泰信通科技发展有限公司光纤通信原理实验教程（第二版）唐修连编著江苏盛泰信通科技发展有限公司前言为了配合有关《光纤通信系统原理》等课程的教学和实验需要，我们研制开发的光纤通信系统原理综合实验箱。
共收入了8个实验，如果实验室配备有光纤通信常用的仪表，还可在此基础上开设更复杂的实验7个。
与该书配套的光纤通信系统原理综合实验箱，置于一个便携式的实验箱内，该系统的突出优点有：1、该实验箱采用模块化设计，波形测试点多，调节点多，有利于学生动手操作实验。
2、系统采用硬件和软件、分列元件和集成器件相结合，有利于对原理的理解。
3、该实验箱还可根据实验者自己的设计来控制，组合各模块完成不同的实验项目。
本实验教程由同完成，由于水平有限，书中缺漏难免，欢迎使用者批评指正。
编著者2000.11目录第一章光纤通信实验系统总体介绍 (1)第二章光纤通信基础实验 (10)实验一、光纤通信实验系统信号发生器单元实验 (10)实验二、中央处理器（CPU）单元实验 (15)实验三、码型变换（CMI）实验 (23)实验四、光发送系统实验 (29)实验五、光接收系统实验 (37)实验六、PCM话路光传输系统实验 (43)实验七、变速率数据光传输实验 (46)实验八、模拟和数字光纤系统综合实验 (51)第三章光纤通信加强实验 (57)实验九、数字光发送接口指标测试实验 (57)1、消光比EXT测试2、平均发送光功率实验十、数字光接收接口指标测试实验 (60)1、灵敏度测试2、动态范围测试实验十一、PCM话路特性测试实验 (62)实验十二、光纤传输特性测量实验 (63)1、光纤损耗的插入测试法2、多模光纤带宽的时域测试法实验十三、光纤无源器件特性测试实验 (65)1、光纤活动连接器2、Y型分路器3、星型耦合器实验十四、图像光纤传输系统实验........ (66)实验十五、波分复用（WDM）光纤通信系统实验 (67)第四章常用光纤通信仪表简介 (69)5.1 光功率计 (69)5.2 稳定光源 (70)5.3 光时域反射仪（OTDR） (74)5.4 误码测试仪 (75)5.5 光纤熔接机 (79)5.6 PCM终端测试仪 (81)第五章光纤通信实验原理电路 (83)第一章光纤通信实验系统总体介绍一、概述本实验系统根据光纤通信系统原理的主要知识点进行实验，结合电子技术和微处理器技术，针对光纤通信系统的典型应用可进行8项实验或示教，实验内容重点突出，内容丰富，有重点的培养实验者的动手能力。
光纤通信实验指导书(XXXX新编)
光纤通信实验指导书XX学院电子工程与电气自动化学院2016年2月目录实验要求II光纤实验箱使用注意事项III实验一单模光纤特性测量1实验二多模光纤特性测量3实验三光连接器和跳线特性测量6实验四光可变衰减器性能测试实验8实验五光波长区分10实验六 OTDR原理及运用11实验七双音多频检测实验14实验八 PDH终端呼叫处理通信系统综合实验17 实验九 OCDMA直接序列扩频技术25实验十光波分复用器31附录实验系统概述实验要求1、实验前必须充分预习，完成指定的预习任务，预习要求是：1）认真阅读实验知道书，了解实验任务2）复习实验中所有各仪器的使用方法及注意事项。
2、使用仪器和学习前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在使用时必须严格遵守。
3、实验时接线要认真，相互仔细检查，确定无误才能接通电源，初学或没有把握应经指导老师审查同意后再接通电源。
4、实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象（例如有元件冒烟、发烫或有异味）应立即关断电源，保持现场，报告指导老师。
找出原因、排除故障，经指导老师同意后再继续实验。
5、实验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线。
6、实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录试验结果（数据、波形、现象）。
所记录的实验结果经指导教师审阅签字后在拆除实验线路。
7、实验结束后，必须关断电源、拔出电源插头，并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理。
8、实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。
光纤实验箱使用注意事项光学器件属于昂贵易损器件，所以在实验操作过程中应加倍小心，防止光学器件的损坏，为了保证实验顺利地进行，请注意以下事项：1、请仔细阅读实验指导书操作步骤后开机实验，实验各测试点、跳线及开关说明请参考附录III，正确连接导线，以免造成光学器件和芯片的损坏。
2、实验箱使用过程中应有防静电措施，以防静电损坏光学器件。
3、光学器件属于昂贵器件，在安装和拆卸过程中请注意轻拿轻放，遇到问题须及时向老师报告。
光纤通信原理实验指导书
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索- 百度文库《光纤通信》实验指导书王玮中南大学信息科学与工程学院通信工程系二〇一一年四月目录光纤通信原理实验系统简介 (1)光纤实验箱使用注意事项 (3)实验一⑴半导体激光器P-I特性测试实验 (4)实验一⑵光电检测器特性实验 (6)实验二模拟信号光纤传输实验 (9)实验三数字信号光纤传输实验 (12)附录ZYE4301G型光纤通信实验箱各模块引脚说明 (14)《光纤通信原理》实验报告 (17)光纤通信原理实验系统简介本套实验系统（ZYE4301G ）实验箱是为配合《光纤通信》课程的理论教学，结合目前光纤通信工程技术最新进展，为了提高学生实际操作和动手能力而研制开发的。
它包含了光纤通信系统设备中的各个主要组成部分，具体由以下十二个模块组成，其印刷电路板布局图如图0―1所示。
一、电源模块 二、光发送模块 三、光接收模块 四、预失真补偿模块 五、语音信号处理模块 六、模拟信号源模块 七、电话接口模块 八、数字信号源模块 九、PCM 编译码模块 十、CMI 编译码模块 十一、HDB3编译码模块 十二、CPLD 下载模块可以通过实验箱上述十二个模块灵活组成各种不同光纤通信系统，如：850nm 波长光纤通信系统、1310nm 波长光纤通信系统、1550nm 波长光纤通信系统；同时也可以组成单模光纤通信系统、多模光纤通信系统；模拟光纤通信系统、数字光纤通信系统；光时分复用传输系统和光波分复用传输系统等光纤通信工程中常用的绝大多数光纤通信系统。
实验系统基本组成方框图如图0―2所示： 图0―2 光纤传输实验系统方框图实验系统主要由光发模块，光收模块、光无源器件和辅助通信模块等组成。
光发端机完成将电信号调制至光载波上去，采用强度调制（IM ）；光接收机完成光信号的解调，采用直接检测（DD ），属于非相干解调。
光载波由半导体光源产生，由半导体光检测器将光信号转换成电信号从而达到传输信号的目的。
(通信企业管理)光纤通信实验指导书
（通信企业管理）光纤通信实验指导书目录系统简介 (2)实验部分实验一数字信源及其光纤传输实验 (5)实验二 HDB3编译码及其光纤传输实验 (11)实验三 CMI编译码及其光纤传输实验 (20)实验四光发送模块实验 (28)实验五光接收模块实验 (35)实验六数字信号电—光、光—电转换传输实验 (39)1）方波信号和NRZ码传输；2）CMI码传输；3）HDB3码传输；实验七波分复用（WDM）光纤通信系统实验 (43)主要由以下功能模块组成：1.数字信号源单元:此单元产生码速率为170.5K的单极性不归零码（NRZ），数字信号帧长为24位，其中包括两路数字信息，每路8位，另外8位中的7位为集中插入帧同步码。
通过拨码开关，可以很方便地改变要传送的码信息并由发光二极管显示出来。
2.AMI（HDB3）编译码单元:此单元将数字信号源单元产生的NRZ码进行编码，通过专用芯片转换成HDB3码或AMI码通过切换开关切换，然后将编码后的信号又经过译码单元还原成NRZ码。
3.电话接口单元此单元有两路独立的电话输入接口、输出接口，通过专用电话接口芯片实现语音的全双工通信。
自带馈电电源。
4.PCM&CMI编译码单元；此单元采用CPLD来实现PCM&CMI编译码电路，可同时完成两路信号的编译码工作。
PCM模块可以实现传输两路语音信号，采用TP3057编译器。
5.可调信号源单元:此单元包括两路频率800HZ—2KHZ可调的方波、正弦波、三角波。
6.串行RS232接口单元:此单元配有RS232接口及信号端口TX和RX，可实现自发自收通信实验，两台计算机间的全双工光纤通信实验。
7.1310波长光发送单元:PHLC-1310nmFP同轴激光二极管。
8.1550波长光发送单元:PHLC-1310nmFP同轴激光二极管。
9.1310波长光接受单元:10.1550波长光接受单元:主要完成光电信号的转换，小信号的检测与信号的恢复放大等功能。
光纤通信实训指导书
光纤通信实习指导书信息工程系2010 年11月光纤通信实习指导书（适用于08级通信技术专业）一、实习目的和任务光纤通信实习是通信技术专业的重要实践环节。
通过该实习加深学生对光纤通信系统的网络结构、网络组成、网络设备的认识并了解光纤宽带接入的形式；对光纤通信常用光端机、传输设备、开关电源系统等的安装、维护和操作进一步了解；了解和掌握光纤、光源和光检测器、光无源器件和光纤通信系统特性参数的测量方法；掌握常用光纤通信测试仪表的功能和使用方法；掌握常见光纤通信测试工具的使用；设计和优化某地区的光纤通信系统工程，使同学们掌握中小型光纤通信系统的规划和优化方法、步骤以及方案设计。
同时通过实习树立正确的劳动观念，发扬理论联系实际、精益求精的科学作风和实事求是的工作态度，为今后从事相应工作打下良好的基础。
二、实习的基本内容和要求（一）常用光纤通信系统的网络结构、网络组成、网络设备的认识及光纤宽带接入方式通过到移动、电信、网通等通信运营商中小型局域网网管中心参观和技术人员的讲解，结合自学和资料查找，达到以下要求：1、对光纤通信系统的网络结构、网络组成、网络设备等有比较深刻的感性认识；2、对光纤通信网管中心的布局、选址等有所了解；3、对光纤通信网管中心的动力供电、通风照明、温湿度控制等设计方案和设计文件有所了解；4、对机房的工作地、电源地和防雷保护地的制作安装等有所了解；5、能读懂与光纤通信网管中心设计有关的技术文件和技术图纸，并能进行简单的网管中心技术方案和技术文件设计，为后续实习打下基础。
6、了解现在的光纤宽带接入方案。
（二）光纤通信系统常用电源、光端机、网管中心设备等的安装、维护和操作通过到移动、电信、网通等通信运营商中小型局域网网管中心实地参观和技术人员的讲解，结合自学和资料查找，达到以下要求：1、对珠江、艾默生、华为、中兴等通信电源的特性、安装、维护和供电、断电等操作有比较清楚的了解；2、对蓄电池的特性、安装、维护有比较清楚的了解；3、对电源部布线有比较清楚的认识和了解；4、对华为、中兴、Alcatel等光传输设备的的特性、安装、维护和操作步骤等有比较清楚的认识和了解；5、对华为、中兴、诺基亚、Alcatel、爱立信等移动通信基站和交换设备的的特性、安装、维护和操作步骤等有比较清楚的认识和了解；6、对光传输设备的组网有比较清楚的认识和了解；7、能读懂与光传输网络设计、安装有关的技术文件和技术图纸，为后续实习和工作打下基础；（三）掌握常见光纤通信系统测试工具、仪器仪表的使用了解和掌握常见光纤通信系统测试工具、仪器仪表的使用方法、步骤和注意事项。
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。
光纤通信实验指导书3
光纤通信实验指导书3光纤通信实验指导书南昌⼯程学院通信⼯程专业2014年12⽉实验⼀光发射机的仿真验证与设计实验⽬的1．熟悉Optisystem实验环境，练习使⽤元件库中的常⽤元件组建光纤通信系统。
2．利⽤Optisystem的优化功能仿真计算光纤通信系统的各项性能参数，并进⾏分析。
3. 分析LED和LD的谱宽及P/I特性。
实验原理OptiSystem是⼀款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试和优化各种类型宽带光⽹络物理层的虚拟光连接等功能于⼀⾝，从长距离通讯系统到LANS和MANS都使⽤。
⼀个基于实际光纤通讯系统模型的系统级模拟器，OptiSystem具有强⼤的模拟环境和真实的器件和系统的分级定义。
它的性能可以通过附加的⽤户器件库和完整的界⾯进⾏扩展，⽽成为⼀系列⼴泛使⽤的⼯具。
OptiSystem允许对物理层任何类型的虚拟光连接和宽带光⽹络的分析，从远距离通讯到MANS和LANS都适⽤。
它的⼴泛应⽤包括：物理层的器件级到系统级的光通讯系统设计；CA TV或者TDM⁄WDM⽹络设计；SONET⁄SDH的环形设计；传输器、信道、放⼤器和接收器的设计；⾊散图设计；不同接受模式下误码率（BER）和系统代价（penalty）的评估；放⼤的系统BER 和连接预算计算。
Optisystem环境是⼀种为利⽤元件库组建光纤通信系统，利⽤优化功能仿真计算系统的各项性能参数，通过数据分析和图形显⽰来获得最佳的光纤通信系统。
Optisystem通过3部分来实现光纤通信系统仿真，即：器件库、光学⽅案图编辑器、图形演⽰。
1、器件库(1) 发射器发射器件库包括了所有与光信号产⽣和编码相关的器件，例如半导体激光器、调制器、编码器和⽐特序列发⽣器等。
半导体激光器由于它在发射器中的重要⾓⾊⽽成为了最重要的发射器部件。
使⽤OptiSystem，⽤户可以输⼊测量过的数据来评估速率⽅程所需的那些参数。
当使⽤外调制的CW激光器时，对于啁啾和衰减来说，MQW马赫－曾德尔调制器和电吸收调制器的模型是基于测量的，并且能使⽤户优化偏置和调制电压，从⽽得到接收器灵敏度的最⼩退化。
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。
光纤通信原理跟技术实验指导书
《光通信原理与技术》实验指导书实验一 模拟（音频）信号的调制、传输和解调实验目的和要求1、光纤端面的处理和夹持；2、了解模拟信号的光纤调制方法；3、学会已调信号的解调技术；4、观察已调波和调制波的波形；5、光纤折射率的时间法求解。
实验装置和仪器：GX1000光纤实验仪；半导体激光器；激光功率计；光纤刀；光学实验导轨；光纤调整架；光纤；示波器；音频信号发生器（或收音机）。
实验原理：1. 激光器的输出特性（I —P ）特性激光器的光输出特性(P —J 特性)是表示注入电流与激光器输出功率之间的关系曲线。
如图1所示。
当注入电流增加时．由于自发辐射量增加，输出功率也会增加，但增加得较慢。
当光辐射量超过PN 结中的吸收损耗，增益超过损耗时，激光器就开始振荡，所以光输出功率随注入电流的增加而急剧增加。
1、 光的调制将调制信号加在激光器上，控制激光器的电流，则激光器的输出功率随调制信号而改变。
如图2所示。
2、 光通信系统图3是典型的光纤通信系统。
电信号加在激光器的偏置电路上，控制激光器的注如电流，从而使激光器的输出光功率随外加信号变化，达到对输出光进行调制．经调制的光由光纤（光纤通信）或空间（空间光通信）传输到光电探测器，探测器将光信号转变为电信号，后续电路检波解调恢复所加的电信号。
图 2图3图1（一）光纤端面的处理1、用光纤剥皮钳剥去光纤两端的涂覆层，长度约10mm。
如图52、在5mm出用光纤刀刻划一下。
用力不要太大，以不使光纤断裂为限。
3、在刻划处轻轻弯曲纤芯，使之断裂。
处理过的光纤端面不应再被触摸，以免损坏和污染。
4、将光纤的一端小心放入光纤夹中，伸出长约10mm，用簧片压住，放入三维光纤架中，用锁紧螺钉锁住。
5、将光纤的另一端放入光纤座上的刻槽中，伸出约10mm ,用磁吸压住。
6、光纤的耦合7、将实验仪置于直流挡。
8、调整激光的工作电流，使激光不太明亮，用一张白纸在激光器前后移动，确定激光焦点的位置。
光纤通信实验指导书含原理
实验1 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重要由两大部分组成：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受两子部分，光信道又可分为光发射端机、光纤、光接受端机三个子部分。
实验系统基本组成结构（光通信）如下图所示：图1.2.1 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，光端机涉及光发射端机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），光接受端机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1.2.2 一体化数字光端机结构示意图四、实验环节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P204光接受输入光发射输出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。
《光纤通信综合实验》指导书(精简版)
2.数字接口单元
3.眼图观察单元
4.图象接口单元
5.CPLD可编程器件构成的信号产生单元
6.LED显示单元
7.数字电话单元
8.1310nm光收发端机单元
9.数字电话单元
10.1550nm光收发端机单元
11.波分复用单元
12.波分复用单元
每个单元电路的详细说明将在后面的实验中逐一介绍。
图1-2 实验系统总方框图
2、多模光纤
用来传输多种模式光波的光纤称为多模光纤，模式的数目取决于芯径、数值孔径（接收角）、折射率分布特性和波长。将单模光纤的纤芯增大，光纤将成为多模光纤。多模光纤的纤芯直径远远大于单模光纤，一般为50-200μm。在临界角内，各个模式的入射光波分别以不同角度，在光纤内的纤芯与包层的的界面处发生全反射而沿光纤全长传输。
识别单模光纤与多模光纤的基本方法是从光纤的产品规格代号中去了解。如我国光纤光缆型号的规格代号的第二部分用J代表多模渐变型光纤，用T代表多模阶跃型光纤，用Z代表多模准阶跃型光纤，用D代表单模光纤。
其次是从光纤的纤芯直径去识别。单模光纤的芯径很细，通常芯径小于10μm；多模光纤的芯径比单模光纤大几倍。例如本实验系统的尾纤外套上标出它的芯径为62.5μm，故可识别出它是多模光纤。
存储温度（℃）
-25~+70
自动关机时间(min）
10
电池持续工作时间（h）
28
外观尺寸（mm）
150×76×26
重量（g）
250
电源
8.4V可充电电池+充电电源适配器
应用范围
电信工程维护
CATV工程与维护
综合布线系统
光器件生产与研究
光通信的教学与试验
13《光纤通信》实验指导书资料
《光纤通信》实验指导书主编和玉梅校对审核西北第二民族学院电子与信息工程系二○○四年八月目录实验一中央处理控制器单元综合设计实验 (2)实验二码型变换综合设计实验 (4)实验三光纤发送系统综合设计实验 (6)实验四PCM编码光传输系统综合设计实验 (11)实验一 CPU中央处理控制单元系统综合设计实验（综合设计性实验）一、实验目的1.了解单片机在光纤通信系统中的应用。
2.了解该单元电路对整个光纤实验系统的管理与控制过程。
3.熟悉本系统中进行各种信号传输实验的电路连接与键盘操作方法。
二、实验仪器与器材1、光纤通信实验箱一个2、20MHz示波器一台3、万用表一台三、实验基本原理及电路中央处理控制器单元电路方框图如图6-1所示，它由AT89C51单片机，显示接口电路、数字接口电路，模拟接口电路与键盘电路等五个部分组成。
该控制单元是综合实验系统中的中心控制部分，它控制着其他各部分实验电路的工作，采用MCS-51单片机技术对全系统实验集中管理与控制，学生上机作某项实验或综合实验时，通过键进行操作，可选择各种方式的实验，通过发光管指示，可了解实验系统的工作状态。
从实验系统的输入键盘可看出，共有12个功能键，其中“脉冲波”、“方波”、“CMI”、“PN”、“数字电话”、“PCM”键为数字信号功能键。
在做数字信号光传输实验时，用此6个功能，若再做数字信号与模拟信号的光传输实验时，则再加上“三角波”、“正弦波”、“外输入”、“模拟电话”4个模拟信号功能键。
具体操作为：若做数字电话光传输实验时，则按一下“数字电话”键后，再按下“确认”键，这时，CPU接通与数字电话有关的数字电路、光发系统与光收系统等单元电路。
实验结束后，再按一下“复位”键，使系统复位重新启动。
四、实验内容及步骤内容：1. 熟悉CPU单元电路模块工作过程。
2. 熟悉CPU单元电路对实验系统的管理与控制。
3. 熟悉键盘的功能键和操作方法。
4. 测量并分析TP101、TP102、TP103、TP104、TP105、TP107、TP109、TP110各测量点波形及数据。
光纤通信实验指导书
《光纤通信》实验指导书李学军编王卫华审湖北汽车工业学院电子信息科学系2013年11月实验注意事项为了提高教学质量，保证实验顺利进行，应注意以下几点：l、每次实验前必须详细预习实验讲义，明了实验目的、原理方法及操作步骤，并在记录本上拟出简单的实验原理、使用方法及操作时的注意事项。
2、在实验过程中，要听从老师的指导，严格按照实验步骤进行，不能任意更改，不熟悉的仪器设备，应先请老师指导后使用，切勿随意乱动。
3、实验时如有问题发生，应首先用自己学过的知识，独立思考加以解决，努力培养独立分析问题和解决问题的能力，如自己不能解决可与指导老师共同讨论研究，提出解决问题的办法。
4、实验进行时，必须随时把观察到的现象和实验数据，如实地记录在记录本上，不得记在散页纸上，要养成良好的作原始记录的习惯。
5、环境和仪器的清洁整齐是搞好实验的重要条件，实验结束后，整理实验平台，经教师验收仪器后，方可离开实验室。
在使用过程中注意以下几点：1、在实验过程中切勿将光纤端面对着人，切勿带电进行光纤的连接。
2、光电器件是静电敏感器件，请不要用手触摸。
3、做完实验后请将法兰盘及光纤用相应的防尘帽罩住。
4、在使用信号连接导线时应捏住插头的头部进行插拔，切勿直接拽线。
5、不能带电进行信号连接导线的插拔！6、光纤器件属易损件，应轻拿轻放，使用时切忌用力过大或弯折。
目录目录 .......................................................................................................................................... - 2 -光纤通信系统实验平台概述 (3)1.1功能模块组成 (3)1.2 模块介绍及测试点说明手册 (4)1.3 光功率计和误码仪的使用说明 (10)实验一自动光功率控制电路 (12)实验二光源的P-I特性测试 (14)实验三模拟信号光纤传输系统 (17)实验四PN序列光纤传输系统 (19)实验五扰码和解扰码原理及扰码光纤传输系统 (22)实验六HDB3编译码原理及实现 (25)光纤通信系统实验平台概述LTE-GX-03A型光纤通信实验系统在紧扣光纤通信原理教材的前提下与实际通信系统相系。
光纤通信实验指导书(含原理)
P103：对应的CMI编码信号。
P111：数据接收单元的电信号接收铆孔。
P115：CMI译码输出。
P203：光发射端机的外部电信号输入铆孔。
TX1550：输入1550nm光发射端机的电信号。
P204:1550nm光接收端机输出的电信号。
六、实验结果
1．记录实验中得到的数据和波形，标上必要的实验说明。
2．长连“0”、长连“1”的数字信号不利于接收端的位同步提取，CMI编码是怎样解决这个问题。
实验
一、实验目的
1．掌握5B6B编译码规则；
2．了解5B6B编译码的性能；
3．了解光纤通信中5B6B的选码原则。
二、实验仪器
1．光纤通信实验箱
2．20M双踪示波器
3．FC-FC单模光跳线
4．信号连接线 1根
三、基本原理
9．对应P102码元同步时钟读出码序列，根据CMI编码规则，写出对应的编码序列。
10．观察P103输出编码波形，验证你的序列。
11．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的LD光发射端机，也可选择扩展模块。
五、测量点说明
P101：菜单设置的数字序列输出序列波形测试点。
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光纤通信实验指导书
ZY12OFCom23BH1 光纤通信原理实验系统实验指导书电子与信息工程学院电子与通信教学团队光纤通信原理实验指导书光纤通信系统简介光纤是光导纤维的简称。
光纤通信是以光波为载频，以光导纤维为传输媒质的一种通信方式。
光纤通信使用的波长在近红外区，即波长800～1800nm，可分为短波长波段（850nm）和长波长波段（1310nm和1550nm），这是目前所采用的三个通信窗口。
光纤通信是人类通信史上一重大突破，现今的光纤通信已成为信息社会的神经系统，其主要优点是：1、光波频率很高，光纤传输频带很宽，故传输容量很大，理论上可通过上亿门话路或上万套电视，可进行图像、数据、传真、控制、打印等多种业务；2、不受电磁干扰，保密性好，且不怕雷击，可利用高压电缆架空敷设，用于国防、铁路、防爆等；3、耐高温、高压、抗腐蚀，不受潮，工作十分可靠；4、光纤材料来源丰富，可节约大量有色金属（如铜、铝），且直径小、重量轻、可绕性好。
在20世纪70年代，光纤通信由起步到逐渐成熟，这首先表现为光纤的传输质量大大提高，光纤的传输损耗逐年下降。
1972～1973年，在850nm波段，光纤的传输损耗已下降到2dB/km左右；与此同时，光纤的带宽不断增加。
光纤的生产从带宽较窄的阶跃型折射率光纤转向带宽较大的渐变型折射率光纤；另外，光源的寿命不断增加，光源和光检测器件的性能也不断改善。
光纤和光学器件的发展为光纤传输系统的诞生创造了有利条件。
到1976年，第一条速率为44.7MB/s的光纤通信系统在美国亚特兰大的地下管道中诞生。
80年代是光纤通信大发展的年代。
在这个时期，光线通信迅速由850nm波段转向1310nm波段，由多模光纤传输系统转向单模光纤传输系统。
通过理论分析和实践摸索，人们发现，在较长波段光纤的损耗可以达到更小的值。
经过科学家和工程技术人员的努力，很快在1300nm和1500nm波段分别实现了损耗为0.5dB/km和0.2dB/km的极低损耗的光纤传输。
光纤通信实验指导书(XX新编)
光纤通信实验指导书学院电子工程与电气自动化学院2016年2月目录实验要求 (II)光纤实验箱使用注意事项 (III)实验一单模光纤特性测量 (1)实验二多模光纤特性测量 (4)实验三光连接器和跳线特性测量 (7)实验四光可变衰减器性能测试实验 (9)实验五光波长区分 (11)实验六 OTDR原理及运用 (13)实验七双音多频检测实验 (16)实验八 PDH终端呼叫处理通信系统综合实验 (20)实验九 OCDMA直接序列扩频技术 (29)实验十光波分复用器 (35)附录实验系统概述实验要求1、实验前必须充分预习，完成指定的预习任务，预习要：1）认真阅读实验知道书，了解实验任务2）复习实验中所有各仪器的使用方法及注意事项。
2、使用仪器和学习前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在使用时必须严格遵守。
3、实验时接线要认真，相互仔细检查，确定无误才能接通电源，初学或没有把握应经指导老师审查同意后再接通电源。
4、实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象（例如有元件冒烟、发烫或有异味）应立即关断电源，保持现场，报告指导老师。
找出原因、排除故障，经指导老师同意后再继续实验。
5、实验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线。
6、实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录试验结果（数据、波形、现象）。
所记录的实验结果经指导教师审阅签字后在拆除实验线路。
7、实验结束后，必须关断电源、拔出电源插头，并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理。
8、实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。
光纤实验箱使用注意事项光学器件属于昂贵易损器件，所以在实验操作过程中应加倍小心，防止光学器件的损坏，为了保证实验顺利地进行，请注意以下事项：1、请仔细阅读实验指导书操作步骤后开机实验，实验各测试点、跳线及开关说明请参考附录III，正确连接导线，以免造成光学器件和芯片的损坏。
2、实验箱使用过程中应有防静电措施，以防静电损坏光学器件。
3、光学器件属于昂贵器件，在安装和拆卸过程中请注意轻拿轻放，遇到问题须及时向老师报告。
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《—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 (112M (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 。
3、用数字万用表测量两点之间电压(红色表笔接电源VCC ,附近找不到电源可以将红色表笔接触SN75452的8脚或2脚;黑色表笔接触测试点TP502。
测得的电压值除以电阻值R=R501+RP501(测RP501的电阻值时应该将实验平台的供电切断,其中R501是51Ω的固定电阻,即可得到注入电流I 。
改变RP501的阻值,将得到一组测得的P 、I 的值记录下来,我们便可以描绘P-I 曲线。
这里需说明的是这里测得的是P-I 曲线的一段(功率调节范围约4个dB ,为了防止烧坏光发送组件,电流I 的调节范围有限(电流调节范围约为20mA ,但不妨碍整个P-I 曲线的测量,因为测试方法是一样的,只是多测几组值而已。
4、在调节电位器的过程中,最好让光功率值在-18dB ~-22dB 变化,以免损坏器件。
六、实验结果分析图5.2 数字光发送机P-I曲线测试框图图1.2 数字光发送机P-I 曲线测试框图 TP501:方波信号实验三:光纤机械接续与熔接实验学时:2实验类型:(综合实验要求:(必修一、实验目的掌握光纤切割与熔接技术。
二、实验内容光纤切割、熔接。
三、仪器、设备和材料光纤,光纤熔接机,光纤切割机,酒精,纸巾。
四、实验原理接合技术分为熔接和机械拼接(固定连接器两种。
下面我们便分别来看看怎样才能将两段光纤连接起来。
不论采用何种技术,接合过程中的第一步都是末端预处理。
包括剥离光缆的护套、缓冲管和涂敷层。
这些剥离步骤的每一步都需要专用的工具。
不过,大家不用担心,所有用来进行末端处图2.2理的工具都可以买到。
其种类的繁多令人惊讶,从简单的仅能完成一种操作(例如剥离涂层的手工操作便携式剥离器到一步就可以完成所有操作的全自动仪器――插入一根完整的光缆即可得到准备接合的裸光纤。
剥离器可以用来剥除所有型号的光缆。
剥离暴露了裸光纤,当把两根光纤连接起来之前,必须先制备光纤的端面,否则会有可能带来很大的连接损耗。
为了使光线在连接点处不发生偏转或散射,光纤端面必须平整光滑并与轴线垂直。
一般使用的方法有:研磨、抛光与有控制的折断。
研磨和抛光可以得到与光纤轴线垂直的光滑端面。
但研磨工艺费时费事,不易用于现场。
可控制的折断法或称“划痕折断”法,首先在待折断的光纤上刻一道划痕,然后如图2.2 (a所示进行操作,以使表面产生应力集中而折断,由此获得良好的端面。
如果折痕不合适、应力控制不好,会使光纤中的裂纹分叉,成为若干条裂纹,叉形裂纹会在光纤端面上产生唇形或锯齿部分,见图2.2 (b。
为了去除光纤末端表面上的外来微粒,必须用专门的方法和布料来清洁光纤。
经过剥离、切割和清洁后的两根光纤便可以用来接合了。
固定连接器的种类很多,图2.3给出了常见的几种固定连接器的外形图。
图2.3 (a是依靠毛细管定位的固定连接器,图2.3 (b、(c和(d所示固定连接器的关键部位是V 型槽,它能保图6.3 几种固定连接器示意图(a(d(c图2.3 (a(b持发射光纤与接收光纤相互对准。
V 型槽可以用铅板作主要材料,用冲模冲出V 型槽,也可以用单晶硅材料以化学腐蚀法刻蚀出V 型槽。
V 型槽对准基于外固定位,在切点A 、B 处保持接触,如图2.4 (b所示,角度θ的选择有一定的要求。
如果发射光纤与接收光纤的包层圆与纤芯圆均处于理想状态,则切点A 、B 可以保证发射纤芯与接收纤芯对准而实现低衰耗连接。
如果发射光纤与接收光纤外径不一致,即使在切点A 、B 保持接触,纤芯也不可能对准,因此必然引入损耗。
适当选择θ值,可以把这类损耗降低,又考虑到V 型槽加工条件,θ值一般选在60º左右。
机械拼接通常用于快速维修且只需少量接合的场合。
对单模光纤进行熔接,主要包括光纤端面制备、纤芯对准、熔接与接头增强等几个步骤。
其中光纤端面制备已在上文讨论过。
纤芯对准是关键内容,要求有非常高的精度。
多模光纤可以采用外径对合法,而单模光纤必须采用芯轴对合(见图2.5。
外径对合可以由普通的显微镜肉眼观察来确定,而芯轴对合则必须用功率法或折射率差透镜效果法来确定。
熔接的过程首先让发射光纤和接收光纤的间隙维持几十微米,然后进行预热,最后使间隙逐渐缩小而熔合在一起。
图2.6表示安置光纤预热、压入和整形各个阶段示意图,最后是光纤接头的增强。
光纤之间的接续增强是不可缺少的环节。
电弧熔接后光纤用玻璃毛细管或不锈钢管增强,也可以用热缩塑料管增强。
具体的实验步骤,要视所拥有的熔接机类型而定。
五、实验步骤图6.5 光纤芯轴对合示意图图2.5六、实验结果分析图6.6 光纤熔接步骤对准压入整形图2.6实验四:线路码型实验实验学时:2 实验类型:(验证实验要求:(必修一、实验目的1、了解常用的光纤线路码型如NRZ 、CMI 、5B6B 等。
2、掌握CMI 编解码的规则。
3、了解线路码的传输特性。
二、实验内容三、仪器、设备和材料包括所需仪器设备、低值易耗品等。
四、实验原理主要介绍实验原理,及实验原理图。
码型变换含义广泛,本节中我们将要介绍的码型变换指的是线路码型的编码和译码。
我国邮电部从管理的角度出发,规定了几种在公用网上使用的码型(专用网也可以参照使用:5B6B 、CMI 、扰码二进制、1B1H 以及565Mbit/s 光纤传输系统用的8B1H 。