光纤通信原理实验三 中南大学

《光纤通信原理》实验报告

实验室名称：光纤通信与通信电子线路实验室实验日期：2014年12月12日

学院信息科学与工

程学院

专业、班级通信1203 姓名

实验名称模拟信号光纤传输实验指导教师

教师评语

教师签名：

2014年12月12日一、实验目的：

⒈了解模拟信号光纤系统的通信原理

⒉了解完整的模拟信号光纤通信系统的基本结构

二、实验内容：

⒈各种模拟信号LD模拟调制：三角波，正弦波，方波信号。

三、实验器材：

⒈ZYE4301G型光纤通信原理实验箱1台

⒉20MHz双踪模拟示波器1台

⒊万用表1台

⒋FC/PC-FC/PC单模光跳线1根

⒌连接导线20根

四、实验原理：

根据系统传输信号不同，光纤通信系统可分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统。由于发光二极管和半导体激光器的输出光功率（对激光器来说，是指阈值电流以上线性部分）基本上与注入电流成正比，而且电流的变化转换为光频调制也呈线性，所以可以直接调制对于半导体激光器和发光二极管来说具有简单、经济和容易实现等优点。进行发光二极管及半导体激光器调制时采用的就是直接调制。

从调制信号的形式来看，光调制可分为模拟信号调制和数字信号调制。模拟信号调制直接用连续的模拟信号（如话音、模拟图像信号等）对光源进行调制。图2―1就是对发光二极管进行调制的原理图：

图2―1 发光二极管模拟调制原理图

连续的模拟信号电流叠加在直流偏置电流上，适当地选择直流偏置电流的大小，可以减小光信号的非线性失真。电路实现上，LED 的模拟信号调制较为简单，利用其P ―I 的线性关系，可以直接利用电流放大电路进行调制，实验箱模拟信号调制电路如图2―2所示。

一般来说，半导体激光器很少用于模拟信号的直接调制，半导体激光器模拟调制要求光源线性度很高。而且要求提高光接收机的信噪比比较高。与发光二极管相比，半导体激光器的V ―I 线性区较小，直接进行模拟调制难度加大，采用图2―2调制电路，会产生非线性失真。

本实验通过完成各种不同模拟信号的LD 光纤传输（如正弦波，三角波，方波信号），了解模拟信号的调制过程及调制系统组成。模拟信号光纤通信系统组成如图2―3所示。半导体激光器的模拟调制，直接利用图2―2所示电路进行调制，比较LED 直接模拟调制 与LD 直接模拟调制的区别：

图 2-2 LED 模拟调制电路

图2―3 模拟信号光纤传输系统框图

I

P

BG111R111R112

R113

E111VCC TP112

W111

W112

LED 测试端口

模拟信号源

信号处理单元

光发送器件

光接收器件

信号处理单元

光纤

五、实验步骤：

1、关闭系统电源，用光纤跳线连接25号光收发模块的光发输出端和光收接入端，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。

六、实验过程原始记录（数据、图表、波形等）：

正弦波

方波

三角波

七、实验结果及分析：

1、光纤传输系统能传输数字信号，因为光纤传输的是光能量像我们所说的光功率。一台光源发出光信号并有一定的功率可以支持传输到终端光源，或者说这个一定功率的光信号则是一个载体在传输前需要将数字信号调制进去也就是附加在光信号上面。这时数字信号通过光纤进行传播当传至终端的则需要另一个解调器。将数字信号还原成我们可识别的信息继续进行传播。

2、LD就是背光源发光液晶电视，缺点是屏幕厚度大，制造工艺复杂，发光是整体发光技术，耗电量大。

3、正弦波、三角波、方波等波输出时均有部分程度的失真，这与光学设备和温度等条件有关。