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2前言
本实验指导书为《数字传输技术（A）》《光纤通信系统》《光纤通信测量技术》
《光同步传输技术》课程的实验用书，其有关内容也可以配合《数字传输技术
（A）》《光纤通信系统》《光纤通信测量技术》《光同步传输技术》等课程教材使
用。
本实验指导书用于光纤数字传输系统性能测试和光纤传输网络的设备与网
络管理操作几方面的必做实验，主要是光纤数字线路系统传输性能测试、SDH
设备认识和SDH网络管理系统及操作。其中光纤数字线路系统传输性能测试是
最基本的实验项目。
光纤数字线路系统包括光端机、光中继机和光纤线路等，其性能参数包括设
备和系统光接口参数和电接口传输性能，光接口参数主要是光设备光接口参数、
光通道（光纤线路）传输特性，电接口传输性能主要包括误码性能、定时性能和
可用性等，需要测试的项目较多，涉及多种测试仪表和测试方法。本指导书重点
介绍光纤线路接续和接续损耗的监测、光纤衰减测试实验、光接口参数测试和光
纤数字传输系统的传输性能测试实验。
选做实验的指导书另行编写。 3目录
实验一 光纤接续和监测 1
实验二 光纤衰减测试 3
实验三 光接口参数测试 5
实验四 电接口传输性能测试 10
实验五 SDH设备认识 17
实验六SDH网络管理系统及操作 19
4ABCDE
图1.2连接光纤的背向散射法 实验一 光纤的接续和监测
一． 试验目的
掌握光纤接续原理
掌握光纤接续损耗的测试原理
学习使用熔接机和了解光纤接续过程
二．试验原理
光纤接续的常用方法有热熔法和冷接法等，热熔法的主要步骤如下：连接光
纤端面的制备，端面的定位和对准，熔接。
光纤接续损耗As的定义为
trsppAlg10−= （dB）
式中 pt为发射光纤发出的光功率，W
pr为接收光纤接收的光功率，W
监测光纤接续损耗的方法有多种，如：光时域反射计(OTDR)监测和四功率法测
试等，目前都采用光时域反射计监测法，其测试系统原理土如图1.1所示。
测试时OTDR发出测试光脉冲，并测得连接光纤的背向色散曲线如图1.2所示，
计算机与通信1998年第2期网络光纤通信系统浅谈○时书丽
图光纤通信系统组成框图光导纤维(简称光纤)是当前信息时代电子学领域中迅速发展起来的新技术之一,它具有低损耗、中继距离长、频带宽、通信容量大、抗电磁干扰性、保密性强等优点。因此,在通信领域中显示出极强的生命力。光纤的主要成分是SiO2,生产光纤的原材料非常丰富,由光纤制成的光缆正在逐步取代目前的金属电缆。一、光纤通信的起源1966年,英籍华人高锟博士首次利用无线电波导通信的原理,提出了低损耗光纤的概念。当时最好的玻璃的损耗高达1000dB/km左右(既光波沿着光纤传输1km后,其光能只是原来的10-100)。高锟博士预见到,只要设法消除玻璃中的各种杂质,可以大大减少对光的吸收,完全可以生产出具有实用意义的低损耗的光纤。美国康宁公司经过大量的研究和试验,终于在1970年8月首次研制成功了损耗为20dB/km的石英光纤。这种光纤直径只有人的头发丝那么粗细,并且柔软可挠。同年,GaAlAs异质结半导体激光器实现了室温下的连续工作,为光纤通信提供了理想的光源。从此,光纤通信出现了突飞猛进的发展。光纤的传输损耗不断下降,带宽不断增加,光源和光检测器件的性能不断改善,寿命不断增长。在近十年中,各种类型的光纤通信系统以及光纤数字通信网如雨后春笋般地建立起来,显示出光纤通信的强大的竞争力。21世纪是信息爆炸的时代,光纤通信将成为社会不可缺少的高质量的信息传输通路。二、光纤通信系统的组成及功能光纤通信系统的组成如图1所示。光发射机的功能是把电端机来的电信号转换为光信号,光源组件自带尾纤,把它与光缆传输线的一端用活动连接器耦合,信息便可进入传输信道。光纤根据其传输模式的不同而分为多模光纤和单模光纤,现在长距离的传输一般多采用单模光纤。光缆是由多根光纤组成的传输线,它的功能是把光发射机的信号经远距离传输后,再耦合到光接收机中。光接收机的功能是把光缆传来的光信号经光检测器转换为电信号,再把这个微弱信号放大,恢复为主光发射机输入端的电信号。中继机的功能是补偿光的衰减,对失真的脉冲信号进行整形。当光信号在光纤中传输一定距离后,光能衰减,光脉冲展宽,从而使信息传输质量下降。为了克服这一特点,在大容量、远距离光纤通信系统中,每隔一定距离设置一个中继站,保证光纤高可靠性和高质量远距离传输。这种系统也叫光纤中继通信。三、光纤通信系统应用中要注意的问题光纤系统应用中主要解决两个问题:第一,根据需要确定选用单模光纤或多模光纤(现在大多采用单模光纤),再根据线路损耗,确定传输距离,进而确定是否需要中继站以及编者按:根据读者调查,《计算机与通信》月刊的读者主要是从事计算机专业技术的人员和从事通信技术工作的人员,根据读者要求,本着为通信工作者讲计算机技术、为计算机工作者讲通信知识的想法,本期约请时书丽同志写了这篇“光纤通信系统浅谈”,对于专门从事通信工作的读者来说,它可能比较浅,但我们希望这类文章能对计算机技术工作者了解通信技术有所帮助,以后我们还将刊登为通信工作人员讲解计算机知识的文章。希望广大读者能够就我们这个想法提出意见和建议。
光技术与光纤通信
光纤通信系统简介
光纤是光导纤维的简称。光纤通信是以光波为载频，以光导纤维为传输媒质的一种通信方式。光纤通信使用的波长在近红外区，即波长800～1800nm，可分为短波长波段（850nm）和长波长波段（1310nm和1550nm），这是目前所采用的三个通信窗口。
光纤通信是人类通信史上一重大突破，现今的光纤通信已成为信息社会的神经系统，其主要优点是：
1、光波频率很高，光纤传输频带很宽，故传输容量很大，理论上可通过上亿门话路或上万套电视，可进行图像、数据、传真、控制、打印等多种业务；
2、损耗小，中继距离长；
3、不受电磁干扰，保密性好，且不怕雷击，可利用高压电缆架空敷设，用于国防、铁路、防爆等；
4、耐高温、高压、抗腐蚀，不受潮，工作十分可靠；
5、光纤材料来源丰富，可节约大量有色金属（如铜、铝），且直径小、重量轻、可挠性好，便于安装和使用。
在20世纪70年代，光纤通信由起步到逐渐成熟，这首先表现为光纤的传输质量大大提高，光纤的传输损耗逐年下降。1972～1973年，在850nm波段，光纤的传输损耗已下降到2dB/km左右；与此同时，光纤的带宽不断增加。光纤的生产从带宽较窄的阶跃型折射率光纤转向带宽较大的渐变型折射率光纤；另外，光源的寿命不断增加，光源和光检测器件的性能也不断改善。
光纤和光学器件的发展为光纤传输系统的诞生创造了有利条件。到1976年，第一条速率为44.7MB/s的光纤通信系统在美国亚特兰大的地下管道中诞生。80年代是光纤通信大发展的年代。在这个时期，光纤通信迅速由850nm波段转向1310nm波段，由多模光纤传输系统转向单模光纤传输系统。通过理论分析和实践摸索，人们发现，在较长波段光纤的损耗可以达到更小的值。经过科学家和工程技术人员的努力，很快在1300nm和1500nm波段分别实现了损耗为0.5dB/km和0.2dB/km的极低损耗的光纤传输。同时，石英光纤在1300nm波段时色度色散为零，这就促使1300nm波段单模光纤通信系统的迅速发展。各种速率的光纤通信系统如雨后春笋般在世界各地建立起来，显示出光纤通信优越的性能和强大的竞争力，并很快替代电缆通信，成为电信网中重要的传输手段。
1 第六章 模拟光纤通信系统
（4学时）
一、教学目的及要求：
使学生熟悉模拟光纤通信系统的组成和结构特点，重点要求他们掌握模拟光纤通信的系统调制方式、模拟基带直接光强调制光纤传输系统和副载波复用光纤传输系统结构。
二、教学重点及难点：
本章重点： 调制方式、模拟基带直接光强调制光纤传输系统、副载波复用光纤传输系统。
本章难点：调制方式
三、教学手段：
板书与多媒体课件演示相结合
四、教学方法：
课堂讲解、提问
五、作业：
课外作业：
6-1 6-2 6-4 6-5
六、参考资料：
《光纤通信》刘增基 第六章。
《光纤通信》杨祥林 第八章 第九章
七、教学内容与教学设计：
教学内容 教学设计 备注
【导入】（2分钟）
回顾上节课的主要内容，借以引出这节课的主要内容。
导入
[提问]提问引出本章的教学内容。 2分钟
【讲授新课】（96分钟）
第六章 模拟光纤通信系统
6.1调制方式
6.1.1模拟基带直接光强调制 讲解
[板书]
[板书]
96分钟
2 模拟基带直接光强调制(DIM)是用承载信息的模拟基带信号，直接对发射机光源(LED或LD)进行光强调制，使光源输出光功率随时间变化的波形和输入模拟基带信号的波形成比例。
6.1.2模拟间接光强调制
模拟间接光强调制方式是先用承载信息的模拟基带信号进行电的预调制，然后用这个预调制的电信号对光源进行光强调制(IM)。
预调制又有多种方式，主要有以下三种。
1. 频率调制(FM)
频率调制方式是先用承载信息的模拟基带信号对正弦载波进行调频，产生等幅的频率受调的正弦信号，其频率随输入的模拟基带信号的瞬时值而变化。然后用这个正弦调频信号对光源进行光强调制，
形成FMIM光纤传输系统。
2. 脉冲频率调制(PFM)
脉冲频率调制方式是先用承载信息的模拟基带信号对脉冲载波进行调频，产生等幅、等宽的频率受调的脉冲信号，其脉冲频率随输入的模拟基带信号的瞬时值而变化。然后用这个脉冲调频信号对光源进行光强调制，形成PFMIM光纤传输系统。
