光通信实验系统的应用

1、光通信实验系统的应用光通信实验系统的应用哈尔滨工程大学大学物理实验中心光通信实验系统（光通信实验系统（1 1套）套）示波器（示波器（1台）台）标准通信用多模光纤（一根）标准通信用多模光纤（一根）(1)通过光通信实验系统了解光通信系统的基本知识(2)学习LED光源的结构及其特性。(3)掌握基带直接强度调制（DIM）的基本原理。(4)学习模拟信号的脉冲频率调制（PFM）基本原理。(5)了解数字光纤通信的基本组成。 光信号 传输 电信号 驱 动 光 源 中 继 器 光 检 测 放 大 线路 传输 线路 光发射机是电光转换的光端机。它由两部分组成：驱动电路和光源 。它的功能是将电端机来的电信号转化为光

2、信号，然后将光信号耦合到线路中传输。（1）光发射机）光发射机（2）光接收机）光接收机 光接收机是光电转换的光端机。它也由两部分组成：光检测电路和 放大电路。它的功能是将线路传输来的光信号，经光检测器转变为电信号。然后，再将这微 弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送入接收机。（3）传输线路）传输线路 通信系统中常用的传输线路一般是光纤和光缆组成的光纤传输线路。但在外层空间，激光传输不受大气的影响，采用激光进行空间通信仍具有巨大的应用前景。（4）中继器）中继器（5 5）光纤连接器、耦合器等无源器件）光纤连接器、耦合器等无源器件 中继 站的作 用有两个：一是补偿光的衰减；二是对波形的失真脉冲进行

3、整形。光纤通信系统可分为：b) 模拟光纤通信系统a) 数字光纤通信系统高速率、大容量、长距离 光纤通信系统短距离、小容量的光纤通信系统光光 源源作用：把要传输的电信号转换为光信号发射出去。分类：LED和LDLED 发光二极管（light emitting diode）LD 激光二极管 (laser diode)用于短距离通信，具有易于驱动、价格低廉、使用寿命长等优点用于长距离通信， 具有带宽窄和高输出功率的优点探测器探测器光电探测器是光接收机的关键，为此对探测器的要求有：(1)对应于使用波长的光波，要有高的灵敏度（对微弱的光 信号脉冲能快速响应） ，即响应度要高；(2)要有足够宽的带宽；(3)

4、接收解调过程中附加噪声要小。分类：分类：光电二极管雪崩光电二极 管 模拟通 信模块 数字通 信模块 光纤通信发射模块 激光通信发射模块 视频传输模块 控 制 模 块 模拟解 调模块 数字解 调模块 光纤通信接收模块 激光通信接收模块 视频解 调模块 控 制 模 块 光纤传输 空间传输 光通信实验系统发射机 光通信实验系统接收机 光发射机前、后面板 POWER ANA/DIG VIDEO 电流调节（ma） EXT MIC DIM PFM PWM 输入 调制 数字 DAT CMI TP1 TP5 TP2 TP6 TP3 TP7 TP4 TP8 控制区控制区 测试区测试区 LED 光源光源 光接收机

5、前、后面板 POWER ANA/DIG VIDEO 光功率当量 DIM MIC DAT CMI 模拟 TP1 TP5 TP2 TP6 TP3 TP7 TP4 TP8 控制区控制区 测试区测试区 PIN 探测器探测器 PFM PWM 数字 光源、探测器与光纤的连接光源、探测器与光纤的连接 将光纤连接器的定位凸起对准光源或探测器的缺口，向前将连接器的陶瓷芯插入底座，然后顺时针旋转即可。取下时应先向前稍用力，逆时针旋转连接器，然后拔出。切忌盲目动手。 （一）LED光源I-P特性研究本实验采用的LED光源，其中心波长为850nm。(1)取仪器配套的光纤，将其中一端与LED光源的插座相连，另一端与PIN

6、探测器的插座相连 。(2)接通电源，选择模拟通信方式。光发射机显示窗上示值为相对偏置电流值，单位为mA，光接收机显示窗上示值为光功率当量。(3)调节光发射机的“输入”至“MIC”或“EXT”档位，调节“调制”至“DIM”档位。(4)调节光接收机的“模拟”键至“DIM”档位（仅在此档位光功率计示值有效）。 (5)调节光发射机上的偏置电流调节按键（上三角键和下三角键），从0 开始逐渐加大驱动 电流，每次变化1mA，对应记下响应光功率当量。注注：偏置电流值与光功率当量均为相对值，与真实数值成线性关系，仪器不同可能示值稍有 差别。(1)将发射机偏置电流重新归零，调节光发射机的“输入”至“正弦波”档位，

7、调节“调制 ”至“DIM”档位。比较二者有何不同。（二）模拟信号的直接强度调制（二）模拟信号的直接强度调制(2)调节发射机偏置电流，并用示波器观察接收机TP2，至波形刚好完全出现，记录下此时 偏置电流值。(3)继续调节发射机偏置电流，并用示波器观察接收机TP2，至波形无明显失真，记录下此 时偏置电流值。(4)调节发射机偏置电流，并用示波器观察接收机TP2，至波形顶端刚刚出现削顶，记录下 此时偏置电流值。（三）模拟信号的脉冲频率调制(PFM)传输(1)发射机将信号设置到“MIC”或“EXT”输入状态，选择调制方式为PFM，接收机解调方 式为PFM。(2)用示波器观察发射机TP4，记录该波形的频率

8、（PFM中心频率）、占空比。(3)发射机将信号设置到“正弦波”输入状态。(4)用示波器观察发射机TP2，记录该波形的频率、占空比。(5)用示波器观察发射机TP4，接收机TP1。(6)确定信号已传输至接收机后，用示波器观察发射机TP4，记录该波形的频率、占空比。(7)改变偏置电流，观察接收机TP4波形有无变化，并记录结论。示波器示波器从示波器读信号的周期从示波器读信号的周期2.82.8格格如果档位在如果档位在10 s 档，则信号周期档，则信号周期 T = 2.810 s =28 s 偏置电流mA0123456789光功率当量偏置电流mA10111213141516171819光功率当量偏置电流mA20212223242526272829光功率当量偏置电流mA30313233343536373839光功率当量偏置电流mA40414243444546474849光功率当量偏置电流mA50515253545556575859光功率当量偏置电流mA60616263646566676869光功率当量偏置电流mA70717273747576777879光功率当量1. LED光源I-P特性曲线数据表格上削波上削波返返 回回注意事项注意事项(1)实