实验3 光纤传输技术实验.doc

实验3 光纤传输技术实验 2011.11.16一、实验目的1、了解数字信号光纤传输系统的通信原理2、掌握完整数字光纤通信系统的基本结构二、实验内容1、观察各种数字信号在LD（1310nm）光纤传输系统中的波形2、观察各种数字信号在LED（850nm）光纤传输系统中的波形（可选）三、预备知识1、数字光纤光纤通信的基本原理2、熟悉数字光纤通信系统与模拟光纤通信系统的优缺点比较四、实验仪器1、光纤通信原理实验箱1台2、20MHz双踪模拟示波器1台3、万用表1台4、FC/PC-FC/PC单模光跳线1根5、850nm光发端机和光收端机（可选）1套6、ST/PC-ST/PC多模光跳线（可选）1根7、连接导线 20根五、实验原理数字光纤通信之所以发展得如此迅速，是因为数字光纤通信与传统的电缆传输通信相比具有明显的优势。如传输带宽很宽，通信容量大，中继距离长，保密性很好，投资少，见效快，管理维护方便等许多优点。图1 数字光纤通信传输的基本原理图数字光纤通信的基本原理是将数字通信中的数据传输信号首先经过电光变换成光脉冲数字信号，然后通过光纤光缆传输到数字通信的对方，最后再经过光电变换、放大、均衡与定时再生成数据传输信号，这一变换如图1所示，图中的光发送机完成电光变换后由光源器件（激光器LD或者发光二极管LED）发射光脉冲信号。光接收机完成光电变换，即由光检测器把光信号变换成电信号！数字信号的光源驱动电路与模拟驱动电路原理有一定的区别。半导体激光器是利用其在有源区中受激发射的器件，只有在工作电流超过阈值电流的情况下，才会输出激光（相干光），因而是有阈值的器件。图2为LD的P-I特性曲线及调制波形，图中的为LD的阈值电流。由图可见调制LD光源器件发光必须是直流偏置电流和信号电流（即调制电流）IthIbImIP图2 LD P-I特性曲线、调制波形的共同作用。本实验利用光纤对各种数字信号进行传输，以了解和熟悉光纤传输数字信号系统的组成。用双踪示波器观察光发模块与光接收模块各点的波形，并进行比较。数字信号有脉冲信号、NRZ码，CMI码。在电路驱动上，数字驱动电路采用射极耦合驱动电路。所有数字信号先经过电平转换，进行直流偏置后直接幅度调制到激光器中。测试端口图3 数字信号光纤传输系统组成框图原始信号信号处理单元光发端机光收端机信号处理单元编码译码光纤数字信号光纤传输系统组成框图如图4.3所示，对原始数字信号产生模块的信号进行各种不同方式的编码和译码，然后通过光纤传输，在测试端口观测输出端的信号波形，并且比较发光二极管的数字驱动与半导体激光器数字驱动效果的异同。 六、实验步骤A、LD数字信号调制实验1、用FC-FC光纤跳线将1310nm光发端机（1310nmT）与1310nm光收端机（1310nmR）连接起来，组成1310nm光纤传输系统。2、连接导线：数字信号源T504与光发模块T101连接，将数字信号源模块K511拨到上面。3、将拨码开关BM1、BM2和BM3分别拨到数字、1310nm和1310nm。4、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K01，K02，五个发光二极管全亮。5、接通数字信号源模块(K50)、光发模块(K10)的直流电源。6、用万用表监控R110两端电压（红表笔插T103，黑表笔插T104），调节半导体激光器驱动电流（W101），使之小于25mA。7、调节电位器W121，使得TP121处波形幅度大于3.5V，用示波器观察TP101，TP102和TP121波形，观察数字信号光纤传输调制过程。8、将数字信号源模块K511拨到下面，观察各点波形变化。9、改变数字信号源模块拨码开关状态，观察各测试点波形变化。10、改用实验箱中其他码型的数字信号进行上述步骤，观察各种码型的波形（PCM编码信号，CMI编码信号，脉冲信号等）