光纤实验报告

华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 1 实验实验 1 数字发送单元指标测试实验数字发送单元指标测试实验 一 一 实验目的实验目的 1 了解数字光发端机平均输出光功率的指标要求 2 掌握数字光发端机平均输出光功率的测试方法 3 了解数字光发端机的消光比的指标要求 4 掌握数字光发端机的消光比的测试方法 二 二 实验仪器实验仪器 1 ZYE4301G 型光纤通信原理实验箱1 台 2 光功率计1 台 3 FC PC FC PC 单模光跳线1 根 4 示波器1 台 5 850nm 光发端机1 个 6 ST PC FC PC 多模光跳线1 根 三 三 实验原理实验原理 四 四 实验内容实验内容 1 测试数字光发端机的平均光功率 2 测试数字光发端机的消光比 3 比较驱动电流的不同对平均光功率和消光比的影响 五 五 实验步骤实验步骤 1550nm 数字光发端机平均光功率及消光比测试数字光发端机平均光功率及消光比测试 1 伪随机码的产生 伪随机码由 CPLD 下载模块产生 请参看系统简介中的 CPLD 下载模块 将 PCM 编译码模块的 4 096MHZ时钟信号输出端 T661 与 CPLD 下载模块的 NRZ 信号产生电路的信号输入端 T983 连接 NRZ 信号输出端 T980 将产生 4M 速率 24 1 位的伪随机信号 用示波器观测此信号 将此信号 与 1550nm 光发模块输入端 T151 连接 作为信号源接入 1550nm 光发端机 2 用 FC FC 光纤跳线将光发端机的输出端 1550T 与光功率计连接 形成平均光功率测试系统 调整 光功率计 使适合测 1550nm 信号 3 用 K60 K90 和 K15 接通 PCM 编译码模块 CPLD 模块和光发模块的电源 4 用光功率计测量此时光发端机的光功率 即为光发端机的平均光功率 5 测消光比用数字信号源模块输出的 NRZ 码作为信号源 用 K60 接通电源 用用示波器从 T504 观 测此信号 将 K511 接 1 2 或 2 3 可观测到速率的变化 将此信号接到 T151 作为伪随机信号接入光发端 机 6 用数字信号源模块的 K501 K502 K503 将数字信号拨为全 1 测得此时光功率为 P1 将数字 信号拨为全 0 测得此时光功率为 P0 7 将 P1 P0 代入公式 2 1 式即得 1550nm 数字光纤传输系统消光比 1310nm 数字发端机平均光功率及消光比测试数字发端机平均光功率及消光比测试 8 信号源仍用 4M 速率 24 1 位的伪随机信号 与 1310nm 光发模块输入端 T101 连接 9 用 FC FC 光纤跳线将 1310nm 光发模块输出端 1310T 与光功率计连接 形成平均光功率测试系统 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 2 调整光功率计 使适合测 1310nm 信号 10 将 BM1 拨至数字 BM2 拨至 1310nm 11 接通 PCM 编译码模块 CPLD 模块和 1310nm 光发模块 用 K10 的电源 12 用万用表在 T103 和 T104 监控 R110 阻值为 1 两端电压 调节电位器 W101 使半导体激光器 驱动电流为额定值 25mA 13 用光功率计测量此时光发端机的光功率 即为光发端机的平均光功率 14 测消光比用数字信号源模块输出的 NRZ 码作为信号源 请参看系统简介中的数字信号源模块部分 用示波器从 T504 观测此信号 连接 T504 与 T101 将数字信号拨为全 1 测得此时光功率为 P1 将数字 信号拨为全 0 测得此时光功率为 P0 15 将 P1 P0代入公式 2 1 式即得 1310nm 数字光纤传输系统消光比 16 重复 9 15 步 调节电位器 W101 调节驱动电流大小为下表中数值时 测得的平均光功率及消 光比填入下表 六 六 实验报告实验报告 1 记录光发端机的平均光功率 拍照 1 1550nm 数字光发端机平均光功率 55 99uw 2 1310nm 数字发端机平均光功率 85 82uw 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 3 2 通过实验数据计算光发端机的消光比 1 1550nm 数字光发端机的消光比 P0 10 16uw P1 93 73uw EXT 10 lg P1 P0 9 65dB 2 1310nm 数字发端机的消光比 P0 2 25uw P1 110 7uw EXT 10 lg P1 P0 16 92dB 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 4 实验实验 2 光无源器件特性测试实验光无源器件特性测试实验 一 一 实验目的实验目的 1 了解光无源器件 Y 型分路器以及波分复用器的工作原理及其结构 2 掌握它们的正确使用方法 3 掌握它们主要特性参数的测试方法 二 二 实验仪器实验仪器 1 ZYE4301G 型光纤通信原理实验箱1 台 2 光功率计1 台 3 示波器1 台 4 FC FC 法兰盘1 个 5 Y 型分路器1 个 6 波分复用器2 个 三 三 实验原理实验原理 测试方法为 先测试出光源输出的光功率 P0 将 Y 型分路器接入其中组成图 4 1 所示测试系统后 分 别测出 Y 型分路器输出端的光功率 P1和 P2 分别代入 4 1 4 2 4 3 式即可得到待测 Y 型分路器的性能指 标 波分复用器性能指标有耦合比 CR 插入损耗 Lt 附加损耗 Le 光串扰 隔离度 DIR 等 这里只讨 论光串扰 光串扰是指一个输入端的光功率和由耦合器反射到其他输出端口的光功率的比值 其测试原理图如 图 4 2 所示 上图中波长为 1 1310nm 2 1550nm 的光信号经波分复用器复用以后输出的光功率分别为 P01 P02 解复用后分别输出光信号 此时从 1310 窗口输出 1310nm 的光功率为 P11 输出 1550nm 的光功率 为 P12 从 1550 窗口输出 1550nm 的光功率为 P22 输出 1310nm 的光功率为 P21 将各数字代入下列公式 光源Y 型分路器 光功率 P1 光功率 P2 光功率 P0 图 4 1 Y 型分路器性能测试实验框图 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 5 4 4 21 01 12 lg10 P P L 4 5 12 02 21 lg10 P P L 上式中 L12 L21即为相应的光串扰 由于便携式光功率计不能滤除波长 1310nm 只测 1550nm 的光功率 同时也不能滤除 1550nm 只测 1310nm 的光功率 所以改用下面的方法进行光串扰的测量 测量 1310nm 的光串扰的方框图如 4 3 a 所示 测量 1550nm 的光串扰的方框图如 4 3 b 所示 在这种方法中 光串扰计算公式为 4 6 12 1 12 lg10 P P L 4 7 21 2 21 lg10 P P L 上式中 L12 L21即是光波分复用器相应的光串扰 四 四 实验内容实验内容 1 测量 Y 型分路器的插入损耗 2 测量 Y 型分路器的附加损耗 3 测量波分复用器的光串扰 五 五 实验步骤实验步骤 Y 型分路器性能测试型分路器性能测试 1 用 FC FC 光跳线将 1310nm 光发端机与光功率计相连 组成简单光功率测试系统 2 信号源的产生 信号源由 CPLD 下载模块产生 请参看系统简介中的 CPLD 下载模块 将 PCM 编译 码模块中的 4 096MHZ时钟信号由 T661 输入到 CPLD 下载模块的 NRZ 信号产生电路的时钟输入端 983 这 样在输出端 T980 将输出 4M 速率 24 1 位的伪随机信号 将其作为信号源接入到 1310nm 光发端机信号输入 端 T101 并用示波器检测此信号 1 拨码开关 BM1 拨到数字 BM2 和 BM3 拨到 1310nm 2 接通 PCM 编译码模块 CPLD 下载模块 光发模块的电源 3 用万用表监控 R110 两端电压 用 W101 调节半导体激光器驱动电流 使之为 25mA 万用表示 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 6 值为 25mV 4 用光功率计测得此时光功率为 P0 5 拆除 FC FC 光纤跳线 将 Y 型分路器按照图 4 1 中方法组成测试系统 6 用光功率计分别测出 Y 型分路器输出两端光功率 P1和 P2 B 波分复用器性能测试 波分复用器性能测试 7 信号源的产生同步骤 2 8 按图 4 3 a 连接波分复用器 将波分复用器 A 标有 1310nm 的光纤接头插入 1310nm 光发端 1310nmT 将标有 1550nm 的光纤接头用保护帽遮盖起来 用 FC FC 法兰盘将 两个波分复用器 A 和 B 的 IN 端相连 9 将拨码开关 BM1 拨到数字 BM2 和 BM3 均拨到 1310nm 10 接通 PCM 编译码模块 CPLD 下载模块 1310nm 光发模块的电源 11 用万用表监控 R110 两端电压 调节半导体激光器驱动电流 使之为 25mA 12 用光功率计测得此时波分复用器 B 标有 1310nm 端光功率为 P11 测得标有 1550nm 端光 功率为 P12 13 拆除波分复用器 IN 端 FC FC 法兰盘 测得波分复用器 A 标有 IN 端输出光功率为 P1 14 代入上式计算 1310nm 光串扰 15 根据 4 3 b 测试框图和上述波分复用器 1310nm 光功率串扰步骤 设计步骤并测试 1550nm 光串 扰 16 将所得光功率数据代入公式 4 6 和 4 7 计算波分复用器的光串扰 六 六 实验报告实验报告 1 记录各实验数据 根据实验结果计算 Y 型分路器插入损耗和附加损耗 拍照 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 7 插入损耗 1 端口 10 1g P0 P1 4 87 dB 2 端口 10 lg P0 P2 3 84 dB 附加损耗 10 lg P0 P1 P2 1 31dB 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 8 2 根据实验结果 计算获得波分复用器光串扰 在 WDM 系统中 每一波长的光信号都具有一定的光功率 当经过光放大器后 在光线中传输的 光功率将会提高 较高的光功率会引起光纤的非线性效应 光纤的非线性效应会造成传输信号能量附加 损耗 信号频率变化以及信道间串扰等不良影响 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 9 实验实验 3 模拟信号光纤传输实验模拟信号光纤传输实验 一 一 实验目的实验目的 1 了解模拟信号光纤系统的通信原理 2 了解完整的模拟信号光纤通信系统的基本结构 二 二 实验仪器实验仪器 1 ZYE4301G 型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 1 套 6 ST PC ST PC 多模光跳线1 根 三 三 实验原理实验原理 LD 模拟信号调制实验中 有兴趣时可采用预失真补偿电路对模拟信号波形进行失真补偿 可观察出补 偿后的传输效果与补偿前的效果的不同 关于预失真补偿可参见附录 本实验箱 850nm 为 LED 光源 1310nm 和 1550nm 为 LD 光源 四 四 实验内容实验内容 1 各种模拟信号 LED 模拟调制 三角波 正弦波 方波 2 各种模拟信号 LD 模拟调制 三角波 正弦波 方波 五 五 实验步骤实验步骤 本实验采用模拟信号源模块输出的信号做为待传输的模拟信号 A LD 模拟信号调制实验模拟信号调制实验 模拟信号源用模拟信号源模块的 1K 正弦波信号 将输出端 T303 与 1310nm 光发模块模拟信号输入 端 T111 连接 2 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 K121 置 2 3 通 3 将拨码开关 BM1 拨到模拟 BM2 和 BM3 拨到 1310nm 4 用 K30 打开模拟信号源模块电源 用 K10 打开光发模块电源 5 将 K31 置中间两脚通 调节 1K 正弦波信号幅度调节电位器 W306 用示波器 CH1 通道从 TP303 观 测试端口 图 5 3 模拟信号光纤传输系统框图 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 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 10 测 使波形幅度约为 2V 且无明显失真 6 调节输入模拟信号幅度调节电位器 W111 模拟信号驱动电流调节电位器 W112 和 1310nm 光收模块 输出信号幅度调节电位器 W121 用示波器 CH2 通道从 TP121 观测 使得输出信号波形幅度为 2V 且无明显 失真 画出两信号的波形 再用示波器从 TP112 观察驱动电流信号 观察模拟信号光纤传输调制过程 下面给出了以正弦波为例 TP111 TP112 TP121 各点的波形 7 将 T303 换成 T302 三角波 或 T301 方波 观察各测试点波形效果 B LED 模拟信号调制实验模拟信号调制实验 根据 LD 模拟信号调制实验步骤 设计 LED 模拟信号调制步骤 并通过实验实现 六 六 实验报告实验报告 1 记录并画出各模拟信号的波形 对模拟信号光传输前后的波形进行比较 拍照 W306 和 Tp121 TP111 TP112 TP121 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 11 W306 和 Tp121 2 比较 LD 与 LED 模拟信号调制的效果 LED 模拟信号调制比 LD 模拟信号调制的效果更好 因为 LED 光的输出特性曲线线性更好 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 12 实验实验 4 数字信号光纤传输实验数字信号光纤传输实验 一 一 实验目的实验目的 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 二 实验仪器实验仪器 1 ZYE4301G 型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1 套 6 ST PC ST PC 多模光跳线1 根 三 三 实验原理实验原理 数字信号光纤传输系统组成框图如图 6 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处理 然后通过光纤传输 在接收端 经译码后从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 四 四 实验内容实验内容 本实验用 1310nm 和 850nm 光纤传输系统直接传输数字信号源的 NRZ 码信号 关于光发 收端机参见 实验二 三 数字信号源参见系统简介 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 五 五 实验步骤实验步骤 A LD 数字信号调制实验数字信号调制实验 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 K121 置 2 3 通 组成 1310nm 光纤传输系统 2 信号源用数字信号源模块产生的 NRZ 码信号 将其输出端 T504 与光发模块数字信号输入 端 T101 连接 K511 置 2 3 通 1 2 通速率为 64K 2 3 通为 256K 用示波器 CHI 通道观测此信号 3 将拨码开关 BM1 拨到数字数字 BM2 和 BM3 拨到 1310nm 4 用 K50 接通数字信号源模块电源 用 K10 接通光发模块电源 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 13 5 用万用表监控 R110 两端电压 用 W101 调节半导体激光器驱动电流 使之小于 25mA 6 调节 1310nm 光收模块输出信号幅度调节电位器 W121 用示波器 CH2 通道从 TP121 观测 使得输 出信号波形幅度为 3 5V 且无明显失真 记录以上两信号波形 再从 TP102 观测驱动电流波形 从而观察数 字信号光纤传输调制过程 下面给出了以方波为例 TP101 TP102 TP121 各点的波形示意图 7 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 8 有兴趣者可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 B LED 数字信号调制实验数字信号调制实验 根据 1310nm 光纤通信系统数字信号调制实验步骤 设计 850nmLED 光纤通信系统数字调制实验步骤 并进行实验 六 六 实验报告实验报告 1 记录并画出 LD 1310nm 数字信号调制过程中各测试点波形 拍照 Tp101 和 Tp121 TP101 TP102 TP121 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 14 Tp101 和 Tp102 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 15 实验实验 5 PCM 数字电话光纤传输系统实验数字电话光纤传输系统实验 一 一 实验目的实验目的 1 了解电话及语音信号通过光纤传输的全过程 2 掌握数字电话光纤传输的工作原理 二 二 实验仪器实验仪器 1 ZYE4301G 型光纤通信原理实验箱1 台 2 20MHz 双踪模拟示波器1 台 3 FC PC FC PC 单模光跳线1 根 4 电话单机2 部 5 万用表1 台 6 850nm 光发端机和光收端机1 套 7 ST PC ST PC 多模光跳线1 根 三 三 实验原理实验原理 电话语音信号的光纤传输分为两种方式 一种方式为模拟电话光纤传输 即电话用户接口输出的模拟信 号直接送入光纤模拟信号传输信道 从而实现两部电话的通话 由于模拟信号无法直接进行时分复用 因此 模拟电话光纤传输只能传输一路电话语音信号 另一路电话语音信号直接用连接导线代替光纤 实验方框图 如图 7 1 所示 图中 只有电话乙通过光纤传输 电话甲则通过导线传输 另一种方式为数字电话光纤传输 将电话用户接口输出的模拟信号经过 PCM 编码 利用时分复用的方 式 将 PCM 数字信号调制成一路信号 然后送入光发端机中进行光纤传输 光收端机接收的信号通过时分 解复用 实现信号的分离 分别送入电话用户接口电路中 实现电话的全双工通话 本实验系统只设置了两 部电话 其方框图如图 7 2 所示 图 7 2 电话数字光纤传输 实验系统的 PCM 编译码电路见系统简介 在 PCM 编译码中 帧同步信号为 电话用户接口电话乙 电话甲电话用户接口 光发送 光接收 光纤 纤 纤 图 7 1 电话模拟光纤传输 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 16 8KHz 一帧信号分为四个时隙 分别为时隙 0 时隙 1 时隙 2 和时隙 3 时隙 0 为帧同步信号 其同步码为固定的码流 0 1 1 1 0 0 1 0 时隙 1 和时隙 2 分别为两路电话语音调制数据 时隙 3 为空时隙 在本实验中没有用到 用低电平表示 T601 为电话甲模拟语音信号输入端 T603 为 电话甲译码输出端 T611 为电话乙模拟语音信号输入端 T613 为电话乙译码输出端 T621 TP621 为 PCM 编码输出测试点 T631 TP631 为 PCM 译码输出测试点 图 7 3 为 PCM 编码一帧的结构示意图 四 四 实验内容实验内容 1 模拟电话光纤传输系统实验 2 数字电话光纤传输系统实验 五 五 实验步骤实验步骤 模拟电话光纤传输系统实验 模拟电话光纤传输系统实验 1 参考实验五 调整 1310nm 光纤通信系统使能够正常传输模拟信号 2 按图 7 1 连接导线 电话用户接口模块的甲方模拟语音信号输出端 T401 与光发模块模拟信号输入 端 T111 连接 乙方模拟语音信号输入端 T412 与光收模块信号输出端 T121 连接 甲方模拟语音信号输入端 T402 与乙方模拟语音信号输出端 T411 用导线连接 并在电话甲 电话乙口分别接上电话单机 3 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 K121 置 2 3 通 组成 1310nm 光纤传输系统 4 将拨码开关 BM1 拨到模拟 BM2 和 BM3 均拨到 1310nm 5 用 K40 K41 接通电话用户接口模块电源 用 K10 接通光发模块电源 6 摘机进行两人通话实验 用示波器测试并比较 TP401 TP412 的波形 由于话音信号的波形比较复 杂 所以可选用双音多频信号的按键音来观察测试点的波形 并做记录 7 根据上述步骤 设计并执行 850nm 光纤传输系统模拟电话传输实验 B 数字电话光纤传输系统实验 数字电话光纤传输系统实验 1 参考实验六 调整 1310nm 光纤通信系统使能够正常传输数字信号 2 按图 7 21 连接导线 将 K601 K602 K603 置 1 2 通 以便使用本地位同步信号 3 接通电话用户接口模块 PCM 编译码模块和光发模块的直流电源 4 分别从 TP650 TP651 TP652 TP653 观测 0 时隙 1 时隙 2 时隙 帧同步码信号 比较它们时 间上的关系 5 摘机进行两人通话实验 用示波器测试并比较 TP411 TP402 TP401 TP412 的波形 可选用双音 多频信号的按键音来观察测试点的波形 并做记录 6 用示波器从 TP101 观察 PCM 编码输出信号波形 从 TP121 观察经信道传输后的 PCM 信号波形 7 根据上述步骤 设计并执行 850nm 光纤传输系统数字电话传输实验 六 六 实验报告实验报告 1 记录实验过程中各点的波形 拍照 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 17 Tp401 和 Tp412 TP650 TP651 TP652 TP653 图形如下 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 18 TP101 TP121 图形如下 2 评估模拟电话通话和数字电话通话的质量 数字电话的通话质量要比模拟电话的通话质量好 因为数字电话系统的抗噪声性能更好 更能更好 的还原出通话信号 3 评估 850nm 电话光纤传输系统和 1310nm 电话光纤传输系统的性能 1310nm 电话光纤传输系统的性能比 850nm 电话光纤传输系统的性能更好 因为 1310nm 的光色散 为零 损耗更低 七 七 注意事项注意事项 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 19 1 若模拟电话光纤传输时有噪声 可根据模拟信号光纤传输步骤进行调试 使系统传输 2K 正弦波 当输出 T121 幅度为 2V 且无明显失真时即可 2 若数字电话光纤传输时有噪声 可根据数字光纤传输步骤进行调试 使系统传输普通伪随机码信号 若输出 T121 与输入波形相同 幅度大于 3 5V 且无误码即可 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 20 实验实验 6 图像光纤传输系统实验图像光纤传输系统实验 一 一 实验目的实验目的 1 学习模拟视频信号光纤传输系统组成 2 熟悉图象信号在光纤系统中的传输过程 二 二 实验仪器实验仪器 1 ZYE4301G 光纤通信原理实验箱 1 台 2 双踪模拟示波器1 台 3 万用表1 台 4 小摄像头 电视信号发生器 1 个 5 小电视机 视频监视器 1 台 6 视频信号线2 根 7 850nm 光发端机和光收端机1 套 8 ST PC ST PC 多模光跳线1 根 9 FC PC FC PC 单模光跳线1 根 三 三 实验原理实验原理 视频信号的传输量日益增长 尤其是有线电视 CATV 需要将几十路电视信号送到千家万户 视频信 号的光纤传输也是人们非常关注的课题 本实验主要采用模拟信号直接调制的方法进行视频信号的光纤传输 系统主要由小摄像头 电视信 号发生器 小型电视机 视频监视器 和模拟光纤通信系统组成 通过观察视频信号的光纤传输 测试 光纤传输模拟信号的性能 该实验实质上就是光纤传输模拟信号 实验框图如图 8 1 所示 小摄像头产生视频信号 模拟信号 经过模拟调制送入光发端机 经光纤传输后 由光收端 机监测到视频信号并输出到电视机接收端 观测光纤传输视频信号的效果以及特点 以了解光纤传 输电视信号的特点 在实验过程中图象效果越好说明光纤传输的性能越好 在进行光纤传输视频信 号之前 先调节正弦波模拟传输 使得 Vp p 2V 的正弦波正常传输 此时视频信号传输效果最佳 实验时可以比较半导体激光器和发光二极管光纤通信系统传输视频信号的效果 四 四 实验内容实验内容 1 模拟视频信号进行 LED 调制光纤传输 2 模拟视频信号进行 LD 调制光纤传输 五 五 实验步骤实验步骤 1 连接导线 摄像头 或电视信号发生器 视频输出端与光发模块视频输入端 T131 连接 再用连接 导线将 T132 与 T111 连接 电视机的视频输入端与光接收模块视频输出端 T133 连接 再用连接导线将 T134 与 T121 连接 图 8 1 图象光纤传输系统 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 21 2 装上 850nm 光发端机 HFBR 1414T 和光收端机 HFBR 2416T 用 ST ST 光纤跳线连接 1310nmT 和 1310nmR 组成 850nm 光纤传输系统 3 将拨码开关 BM1 拨到模拟 BM2 和 BM3 均拨到 850nm 4 用万用表监控 R110 两端电压 用 W112 调节光发端机驱动电流 使小于 30mA 既万用表示值小 于 30mV 5 接通光发模块 用 K10 的直流电源和摄像头电源 电视机电源 6 调节电位器 W111 W112 和 W121 使光纤视频传输效果达到最佳 7 根据 LED 光纤通信系统视频传输实验步骤 设计并执行 LD 光纤通信系统视频传输实验步骤 六 六 实验报告实验报告 1 观察图像信号经光纤传输后的效果 评估光纤传输图像信号的性能 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 图像效果较清晰 所以光纤传输图像信号的性能较好 2 比较 LED 与 LD 视频传输效果 若实验中视频传输效果不理想 可根据模拟信号光纤传输步骤进行调试 使 2K 正弦波信号进行传输 输出 T121 波形幅度为 2V 且无明显失真 通过 LED 和 LD 视频传输结果来看 LED 的视频传输结果更清晰 LED 视频传输的图像分辨率更高 因为 LED 的谱线宽度较宽 调制效率低 但它的输出特性曲线线性好 更适用于短距离 小容量的传输系 统 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 22 实验实验 7 光纤通信网中的光波分复用技术实验光纤通信网中的光波分复用技术实验 一 一 实验目的实验目的 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 二 实验仪器实验仪器 1 ZYE4301G 型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 波分复用器2 个 5 FC FC 法兰盘1 个 三 三 实验原理实验原理 光波分复用 WDM Wavelength Division Multiplexing 技术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 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 光纤通信系统中通常实用的石英光纤有三个低衰减区 中心波长为 0 85um 0 6 0 9um 为第一个低衰 减区 通常称为短波长低衰减区 中心波长为 1 31um 1 25 1 35um 和中心波长为 1 55um 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 带宽是很宽的 波长为 1 31um 的 窗口为 17700GHZ 波长为 1 55um 的窗口为 12500GHZ 总带宽超过 30THZ 如果信道频率间隔为 10GHZ 在理想情况下 一根光纤可容纳 3000 个信道 Mux 多路复用器 和 DeMux 多路分解器 是 WDM 系统中不可缺少的两种元件 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 13 2 波分复用还有另一种连接方式 其实验框图如图 13 3 所示 这种波分复用连接方式中 同一根 光 四 四 实验内容实验内容 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 波分复用器 波分复用 器 信号甲源 图 13 2 波分复用系统实验框图 A 信号乙源 1310nm 1550nm 信号甲宿 信号乙宿 1310nm 1550nm 华北理工大学实验报告华北理工大学实验报告 班级班级 通信工程通信工程学号学号 姓名姓名 王修杨王修杨 同组人同组人 成绩成绩 批阅老师 年 月 日 23 五 五 实验步骤实验步骤 1 连接波分复用器 将波分复用器 A 标有 1310nm 的光纤接头插入 1310 光发端机输出 1310nmT 标有 1550nm 的光纤接头插入 1550nm 光发端机输出 1550nmT 将波分复用器 B 标 有 1310nm 的光纤接头插入 1310nm 光收端机输入 1310nmR