光纤通信实验报告

实验七波分复用技术实验

一、实验目的

1、了解光纤接入网中波分复用原理

2、掌握波分复用技术及实现方法

二、实验内容

1、实现用两种连接方式组成1310nm与1550nm光纤通信的波分复用系统

三、实验仪器

1、ZY1804I型光纤通信原理实验系统1台

2、20MHz双踪数字示波器1台

3、万用表1台

4、波分复用器2个

5、FC-FC适配器1个

6、连接导线20根

四、实验原理

随着人类社会信息时代的到来，对通信的需求呈现加速增长的趋势。发展迅速的各种新型业务（特别是高速数据和视频业务）对通信网的带宽（或容量）提出了更高的要求。为了适应通信网传输容量的不断增长和满足网络交互性、灵活性的要求，产生了各种复用技术。本实验重点是光的波分复用WDM（Wavelength Division Multiplexing）。

光波分复用技术是在一根光纤中同时传输多个波长光信号的一项技术。WDM 就是为了充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源，根据每一信道光波的频率（或波长）不同可以将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器）将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输；在接收端，再由一波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立的（不考虑光纤非线性时），从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。波分复用系统原理图如图27-1所示。

图27-1 波分复用系统原理图

Mux ／DeMux 是WDM 系统使用中不可或缺的两种元件。也就是我们常说的复用，解复用器。DWDM 使光导纤维网络能同时传送数个波长的信号，而Mux 则是负责将数个波长汇集至一起的元件；DeMux 则是负责将汇集至一起的波长分开的元件。从原理上讲，这种器件是互易的（双向可逆），即只要将解复用器的输出端和输入端反过来使用，就是复用器。光分插复用器(OADM)是WDM 系统中一个重要的应用元件，其作用是在一个光导纤维传送网络中塞入／取出（Add-Drop ）多个波长信道；置OADM 于网络的结点处，以控制不同波长信道的光信号传至适当的位置。

光纤通信系统中通常实用的石英光纤有三个低衰减区，即0.6～0.9um 为第一个低衰减区，通常称为短波长低衰减区。1.0～1.35um 和1.45～1.8um 为第二、第三个低衰减区。后两者称为长波长低衰减区。

本实验利用光纤通信工程应用最广泛的长波长衰减区中1310nm 与1550nm 光纤通信波长进行波分复用，传输两路信号（一路模拟信号，一路数字信号）。实验原理框图如图38-2。

波分复用还有另一种连接方式，其实验框图如图27-2所示。这种波分复用连接方式中，同一根光纤中光信号的传输方向相反，由于光波传输的独立性，两个方向的光波传输不会有干扰。通过实验可以验证这一理论。

五、实验步骤

1、连接数字信号源模块和中央控制器的A1和A2，B1和B2，C1和C2；

连接中央控制器和数字终端模块的A3和A4，B3和B4，C3和C4； 连接模拟信号源模块2的T602和T907(13_AIN)。

连接中央控制器的D_OUT 和T901(15_DIN)，D_IN 和T902(15_DOUT)。

2、将开关K706的值拨为“01000000”。将数字信号源拨码开关K501，K502和K503的值拨为任意值。将中央控制器的开关K1拨为“主”。

3、将开关BM901拨为1310nm ，将开关K902拨为“模拟”，将开关BM902拨为1310nm ，将开关K901拨为“通信。

4、旋开光发端和光收端1550和1310保护帽，将1550光发端机和波分复用器A 中标有“1550”光纤接头连接，将1310光发端机和波分复用器A 中标有“1310”光纤接头连接。将1550光接收机和波分复用器B 中标有“1550”光纤接头连接，将1310光接收机和波分复用器B 中标有“1310”光纤接头连接。用FC-FC 适配器将波分复用器连接起来。

5、打开交流电源。中央控制器指示灯NS 、FS 亮，表明环路同步。按动开关KB ，使灯LED729由灭变亮，此时将来自数字信号源的数字信号送出。

6、用双踪示波器的两个探头同时测量T907和TP902(13OUT)处的波形，调节电位器W905（模拟驱动调节）和W909（幅值调节），直到波形相同为止，信号的幅度可以不同。

7、用示波器测量T901(15_DIN)和T902(15_DOUT)的波形，观察经波分复用和解复用后

波分复用器

波

分复用器

信号甲 图27-2 波分复用系统实验框图

信号乙 1310nm 1550nm 信号甲 信号乙 1310nm

1550nm

的信号是否相同。

8、观测数字信号源模块和数字终端的二极管发光的个数与顺序，验证数据光纤传输后的正确性。

9、根据以上实验设计两路数字信号波分复用后光纤传输实验。

10、实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将所有的开关拨向下，将实验箱还原。

六、实验结果

七、思考题答案

1、说明时分复用与光波分复用的异同点。

2、如果采用多个波长进行波分复用，对实验箱和波分复用器有何要求？

实验八 光纤活动连接器损耗测试实验

一、实验目的

1、了解光纤活动连接器插入损耗测试方法

2、了解光纤活动连接器回波损耗测试方法

3、掌握它们的正确使用方法

二、实验要求

1、测量活动连接器的插入损耗

2、测量活动连接器的回波损耗

三、实验仪器

1、ZY1804I 型光纤通信原理实验系统

1台 2、FC 接口光功率计 1台 3、万用表 1台 4、FC-FC 单模光跳线 2根 5、FC-FC 适配器 1个 6、Y 型分路器 1个 7、连接导线

20根

四、实验原理

一个完整的光纤通信系统，除光纤、光源和光检测器外，还需要许多其他光器件，特别是无源器件。这些器件对光纤通信系统的构成、功能的扩展或性能的提高，都是不可缺少的。虽然对各种器件的特性有不同的要求，但是普遍要求插入损耗小，反射损耗打、工作温度范围宽、性能稳定、价格便宜等。

光纤活动连接器也称为适配器或是FC-适配器，是连接两根光纤或光缆形成连接光通路且可以重复装拆的无源器件。其外形与普通电缆连接器有点相似，但其内部结构复杂，机械加工精度要求高。主要技术要求是插入损耗小，拆卸方便，互换性好，重复插拔的寿命长。它还具有将光纤与有源器件、光纤与其它无源器件、光纤与系统和仪表进行活动连接的功能。

评价一个活动连接器的性能指标有很多，其中最重要的指标有4个，即插入损耗、回波损耗、重复性和互换性。

光纤活动连接器插入损耗是指光纤中的光信号通过活动连接器之后，其输出光功率相对输入光功率的分贝数，计算公式为：

)lg(1010P P I L （32-1） 其中P 0为输入端的光功率，P 1为输出端的光功率。

对于多模光纤连接器来讲，注入的光功率应当经过扰模器，滤去高次模，使光纤中的模式为稳态分布，这样才能准确地衡量连接器的插入损耗。光纤活动连接器的插入损耗越小越好。

光纤活动连接器插入损耗测试方法为：向光发端机的数字驱动电路送入一伪随机信号（长度为24位），保持注入电流恒定。将活动连接器连接在光发端机与光功率计之间，记下此时的光功率P 1；取下活动连接器，再测此时的光功率，记为P 0，将P 0、P 1代入32-1式即可计