光纤第二次实验讲义

实验二用光功率计测量平均光功率和消光比

一、实验目的

1.掌握光功率计的使用；

2.用光功率计测试光的发射功率；

3.了解数字光发端机平均光功率的指标要求；

4.掌握光发端机输出光功率的测试方法；

5.了解数字光发端机的消光比的指标要求；

6.掌握数字光发端机的消光比的测试方法。

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

4.FC-FC单模尾纤

5.信号连接线 1根

三、基本原理

（一）光功率计

光功率计是指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。在光纤系统中，测量光功率是最基本的，非常像电子学中的万用表；在光纤测量中，光功率计是重负荷常用表。通过测量发射端机或光网络的绝对功率，一台光功率计就能够评价光端设备的性能。用光功率计与稳定光源组合使用，则能够测量连接损耗、检验连续性，并帮助评估光纤链路传输质量。光功率计的型号和种类很多，这里采用南京润众有限公司RZ618型号的光功率计为例，对光功率计的操作进行简要的说明。如图1是RZ618型光功率计外部模型。

首先我们看到光功率计上有4给按钮和一个接口，按钮分别是POWER、λ、dBm/μW和REF/dB。接口是FC型接口。

1、POWER:POWER是光功率的电源开关，按一下，打开光功率计电源，长按则关闭光功率计电源。

2、λ:光功率计打开后，在光功率计显示屏的左上角可以看到一个波长的值。这个波长的值可以通过按下λ改变，这和输入的光的波长要一致。RZ618型光功率计可以测试的波长有：1550nm、1625nm、850nm、1300nm、1310nm和1490nm。光传输的波长常用的有几种，本实验系统就会用到1550nm和1310nm,选配的模块中还会用到850nm。由于这里用到的光功率计并没有自适应的功能，因此在测试的时候需要根据输入光的波长来手动的设置光功率计测试的波长，比如我们测

试1550nm的输入光时，我们需要按一下λ将光功率的波长值改为1550nm。如果输入光的波长和光功率计上设置的波长不一致，则我们测出的光的功率值是不对的（这点请务必要注意）。光功率计上在没有光输入时，默认显示的是L0。

图1 RZ618型光功率计

μ：光功率的单位值。我们测试光的功率的单位可以是dBm,也可

3、dBm/W

μ，根据需要选择，按下该键后就可以在两种单位之间进行切换。

以是W

4、REF/dB：参考功率存储键。在dB测量模式下按此键，测量值将作为参考功率被存储，按任何键返回波长模式。

5、FC型接口：作为被测光源的输入口，接口形状是FC口的，因此外部光源接进来的口要和其配套。

（二）平均光功率

平均光功率是指给光发端机的数字驱动电路送入一伪随机码二进制序列为测试信号，用光功率计直接测试光发端机的光功率，此数值即为数字发送单元的平均光功率。平均光功率是在额定电流下测得的，否则结果有偏差。实验测量结构示意图如下图所示：

图2 平均光功率测试结构示意图

（三）消光比

消光比指光发射端机的数字驱动电路送全“0”码，测得此时的光功率P0；给光发射端机的数字驱动电路送全“1”码，测得此时的光功率P1，将P0、P1代入公式：

1

010P P Lg EXT （dB ） （式1） 即得到光发射端机的消光比。

本实验平台上的1550数字光端机，由于其一体化设计时作过处理，因此输入全“0”时光功率计测不出光功率（极小），即消光比为零。

1550数字光端机实验测量结构示意图如图3所示：

图3 输入全“0”和全“1”时的平均光功率测试结构示意图

本实验主要对激光/探测器的消光比进行测量。由于激光器的输入电路采用了隔直电容，对于输入全“1”或全“0”，其输出功率不变。如果直接输入全“1”和全“0”，将无法测出消光比。但是我们知道，当输入全“1”时，使得激光器的电流最大，输入全“0”时，激光器的电流最小。因此我们可以采用，当激光器电流最小时(对应全“0”)，测出此时的光功率P 0;当激光器电流最大时(对应

全“1”)，测得此时光功率P 1,将P 0,P 1代人公式（式1），即得到激光器的消光

比。

全0 全1

四、实验步骤

（一）平均光功率测量

1.关闭系统电源，按照图2将1550nm光发射端机的TX1550法兰接口、FC-FC 单模尾纤、光功率计连接好（TX1550通过尾纤接到光功率计），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码设置”确认，即在P101铆孔输出32KHZ的SW101拨码器设置的8比特周期性序列，如10001000。

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使送入光发端机信号（TX1550）幅度最大，记录信号电平值。即将拨码器设置序列电信号送入1550nm光发端机，并转换成光信号从TX1550法兰接口输出。

5. 调节光功率计工作波长“1550nm”、单位“dBm”，读取此时光功率P，即为1550nm光发射端机在正常工作情况下，对于拨码器设置32K的10001000序列的平均光功率，记录码型和光功率

6. 拨码器设置其它序列组合，W205保持不变，记录码型和对应的输出光功率，得出你的结论。

7.按返回键，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。以同样的方法测试，记录码型、速率和平均光功率值。

8.改变W205值，以同样的方法测试，记录TX1550点信号电平值和对应的输出光功率，得出你的结论。

9. 关闭系统电源，拆除各光器件并套好防尘帽。

注：本实验也可选择激光/探测器性能测试模块（由于此模块的好多参数都是可调节的，所以每个测试的结果可能不同）。光功率计的使用可参考其配套资料。（二）1550nm数字光端机消光比测量

1.关闭系统电源，按照图3将1550nm光发射端机的TX1550法兰接口、FC-FC 单模尾纤、光功率计连接好（TX1550法兰输出通过尾纤接到光功率计），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码设置”确认，即在P101铆孔输出32KHZ的SW101拨码器设置的8比特周期性序列，如10001000。

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使送入光发端机信号（TX1550）幅度最大，记录信号电平值。即将拨码器设置序列电信号送入1550nm光发端机，并转换成