光纤通信光发射机

实验名称：实验2光发射机平均光功率测试实验姓名：班级：学号：实验时间：指导教师：得分：序号：42实验2光发射机平均光功率测试实验一、实验目的1、了解数字光发射机平均光功率的指标要求。

2、掌握数字光发射机平均光功率的测试方法。

二、实验器材1、主控&信号源模块2、25 号光收发模块3、23 号光功率计模块三、实验内容光发射机平均光功率测试四、实验原理光发送机的平均输出光功率被定义为当发送机送伪随机序列时，发送端输出的光功率值。

ITU-U 在规范标准光接口时，为使成本最佳，同时适应运行条件变化，并考虑了活动连接器的磨损、制造和测量容差以及老化因素的影响后，给出了一个允许的范围。

其中比较重要的激光器劣化机理是有源层的劣化和横向漏电流的增加所导致的激励电流增加以及光谱特性随时间的变化。

通常，光发送机的发送功率需要有1～1.5 dB 的富余度。

本实验将带领大家测量本实验系统发射光功率。

五、实验步骤注：实验过程中，凡是涉及到测试连线改变时，都需先停止运行仿真，待连线调整完后，再开启仿真进行后续调节测试。

1、登录e-Labsim 仿真系统，创建仿真工作窗口，选择实验所需模块和示波器。

2、按如下说明进行连线及设置：（1）将信号源P N 连至25 号光收发模块的T H2(数字输入)。

（2）连接25 号光收发模块的光发输出端和光收接入端，并将光收发模块的功能选择开关S1 打到“光功率计”。

（3）将25 号模块P4(光探测器输出)连至23 号模块P1（光探测器输入）。

，即数字光发。

将（4）将开关J1 拨为“10”，即无A PC 控制状态。

开关S3 拨为“数字”25 号光收发模块的电位器W4 和W2 顺时针旋至底，即设置光发射机输出光功率为最大状态。

3、运行仿真，开启所有模块的电源开关。

4、设置主控模块菜单，选择【主菜单】【光纤通信】→【光发射机平均光功率测试】，可以进入【光功率计】功能。

记录此时光功率计的读数，即为光发射机的平均光功率。

光纤通信系统的组成
光纤通信系统是一种高速、高带宽、可靠性强的通信方式，由多个组件构成。

下面将介绍光纤通信系统的主要组成部分：
1. 光纤传输介质：光纤传输介质是光纤通信系统的核心，是传输光信号的媒介。

光纤通信系统中，采用的是光纤传输，光纤传输的优点是传输距离远、传输速度快、带宽大、信号损耗小等优点。

2. 光发射器：光发射器是将电信号转化为光信号的设备，它能将电信号通过调制方式转化成脉冲光信号，再通过光纤传输到接收端。

3. 光接收器：光接收器是将光信号转化为电信号的设备，它可以将光信号转化为电信号，再通过解调方式转化为原始的电信号。

4. 光纤收发器：光纤收发器是将光纤接收器和光发射器集成在一起的设备，将光信号转化为电信号，再通过光纤传输到接收端。

5. 光纤连接器：光纤连接器是将光纤连接在一起的设备，它可以将不同的光纤连接起来，实现光纤通信系统的扩展和连接。

6. 光纤交换机：光纤交换机是一种网络设备，它可以将光纤通信系统中不同的光信号进行转换、分发和管理，实现不同光纤之间的通信和交换。

以上是光纤通信系统的主要组成部分，其中光纤传输介质是光纤通信系统的核心，其他组件都是为了实现光信号的传输、转换和管理等功能而存在的。

随着技术的不断发展，光纤通信系统将会变得更加智能化、高速化和可靠化。

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光纤通信重要知识点总结第一章1.任何通信系统追求的最终技术目标都是要可靠地实现最大可能的信息传输容量和传输距离。

通信系统的传输容量取决于对载波调制的频带宽度，载波频率越高，频带宽度越宽。

2.光纤：由绝缘的石英（2）材料制成的，通过提高材料纯度和改进制造工艺，可以在宽波长范围内获得很小的损耗。

3.光纤通信系统的基本组成:以光纤为传输媒介、光波为载波的通信系统，主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。

光纤通信系统既可传输数字信号也可传输模拟信号。

输入到光发射机的带有信息的电信号，通过调制转换为光信号。

光载波经过光纤线路传输到接收端，再由光接收机把光信号转换为电信号。

系统中光发送机的作用是将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤。

光发送机一般由驱动电路、光源和调制器构成，如果是直接强度调制，可以省去调制器。

光接收机的作用是将光纤送来的光信号还原成原始的电信号。

它一般由光电检测器和解调器组成。

光纤的作用是为光信号的传送提供传送媒介，将光信号由一处送到另一处。

中继器分为电中继器和光中继器（光放大器）两种，其主要作用就是延长光信号的传输距离。

为提高传输质量，通常把模拟基带信号转换为频率调制、脉冲频率调制或脉冲宽度调制信号，最后把这种已调信号输入光发射机。

还可以采用频分复用技术，用来自不同信息源的视频模拟基带信号（或数字基带信号）分别调制指定的不同频率的射频电波，然后把多个这种带有信息的信号组合成多路宽带信号，最后输入光发射机，由光载波进行传输。

在这个过程中，受调制的电波称为副载波，这种采用频分复用的多路电视传输技术，称为副载波复用技术。

目前大都采用强度调制与直接检波方式。

又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重，所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。

数字光纤通信系统基本上由光发送机、光纤与光接收机组成。

发送端的电端机把信息进行模数转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件，则就会发出携带信息的光波，即当数字信号为“1”时，光源器件发送一个“传号”光脉冲；当数字信号为“0”时，光源器件发送一个“空号”。

光纤通信系统的基本概念、组成及特点。

光纤通信系统是以光为载波，利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介，通过光电变换，用光来传输信息的通信系统。

光纤通信系统由三部分组成：光发射机、光接收机和光纤链路。

光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。

模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。

光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。

光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。

光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。

光检测器将光信号转化为电流信号。

然后再通过电流—电压转换器,变成电压信号输出。

模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。

光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继器等组成。

光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。

光纤通信系统的特点有：1.频带宽、传输容量大，损耗小、中继距离长，重量轻、体积小，抗电磁干扰性能好，泄漏小、保密性好，节约金属材料，有利于资源合理使用。

2.传输损耗小：在光纤通信系统中，由于采用了石英等材质作为光纤材料，其传输损耗比普通金属线要小得多。

3.传输容量大：由于光纤通信系统采用光信号传输，因此其传输容量比普通金属线要大得多。

4.抗电磁干扰性能好：由于光纤通信系统采用光信号传输，因此其抗电磁干扰性能比普通金属线要好得多。

5.保密性好：由于光纤通信系统采用光信号传输，因此其保密性比普通金属线要好得多。

6.节约金属材料：由于光纤通信系统采用石英等材质作为光纤材料，因此可以节约大量的金属材料。

7.易于安装和维护：由于光纤通信系统采用光信号传输，因此其安装和维护相对容易。

8.适用于远距离传输：由于光纤通信系统采用石英等材质作为光纤材料，因此可以适用于远距离传输。

9.适用于大规模网络：由于光纤通信系统采用光信号传输，因此可以适用于大规模网络。

光纤通信系统中光发射机的设计作者：汪杰君来源：《现代电子技术》2008年第01期摘要：光发射机功能是将AV信号接收、调制后，把电信号变换成光信号，经光纤发射出去。

在光纤通信系统的原理下，对光发射机的主要组成部分电源、调频电路及锁相器在原理和实现电路上进行设计,使信号源发出的信号经过光发射机后信号失真小、信噪比高，满足信号传输高质量的要求，实现低成本高质量的AV传输解决方案。

关键词：光发射机;变容二极管;调频;锁相环中图分类号：TN929 1 文献标识码：B文章编号：1004373X(2008)0106803Design on Optical Transmitter in Optical Fiber Communication SystemWANG Jiejun(Electronic Engineering College,Guilin University of ElectronicTechnology,Guilin,541004,China)Abstract：The function of optical transmitter is to translate the electric signals into optical ones after the AV signals being received and modulated and transmit them through the optical source.On the theory of optical fiber communication system,the main parts of optical transmitter which are power supply,frequency modulation circuit andphase-locked loop are designed in theory and realization circuit.After passing through the optical transmitter,the signal which come from signal source could fulfill the requirements of high quality of signal transmission with a smaller distortion and a higher Signal-to-Noise in the new design，This design scheme is a low-cost and good-quality one to AV transmission.Keywords：optical transmitter；variable capacitance diode；frequency modulation；phase-locked loop随着信息技术的发展，与人们的生活密切相关的数据、图像及声音等信号都需要进行传输。

光发射机的关键指标光发射机是一种用于将电信号转换为光信号并发射出去的设备。

它是光纤通信系统中的重要组成部分，其关键指标直接影响着光通信的传输性能和质量。

本文将从光发射机的关键指标出发，依次介绍其作用、分类、参数以及对光通信系统的影响。

一、作用光发射机是将电信号转换为光信号的关键设备之一。

它的主要作用是将来自光源的电信号转换为光脉冲信号，并通过光纤传输到目标处。

光发射机作为光信号的发射源，直接决定了光通信系统的传输距离、传输速率以及抗干扰能力等重要性能指标。

二、分类根据不同的光源类型和工作原理，光发射机主要分为激光器发射机和 LED发射机两大类。

激光器发射机采用激光二极管作为光源，具有窄谱、高相干性和较高功率输出的特点，适用于高速、长距离的光通信传输；而LED发射机则采用发光二极管作为光源，具有较宽的光谱带宽和较低的功率输出，适用于短距离、低速的光通信传输。

三、关键指标1. 光发射功率：光发射功率是指光发射机发射的光信号的功率大小。

它直接决定了光信号在光纤中的传输损耗和接收端的接收灵敏度。

通常以毫瓦（mW）为单位进行表达。

2. 发射波长：发射波长是光发射机发射的光信号的波长。

不同的光纤通信系统对发射波长有不同的要求，常见的波长有850纳米（nm）、1310纳米（nm）和1550纳米（nm）。

发射波长的选择要根据光纤的材料和传输距离来确定。

3. 光发射机的调制方式：光发射机的调制方式决定了光信号的调制方式。

常见的调制方式有直接调制、外调制和内调制等。

不同的调制方式对光信号的传输速率和带宽有不同的要求。

4. 光发射机的频率响应：光发射机的频率响应是指光发射机对输入电信号的频率响应能力。

它直接影响着光信号的调制速率和带宽。

频率响应越宽，光发射机的传输速率和带宽就越高。

5. 发射端的光纤耦合效率：发射端的光纤耦合效率是指光发射机将发射的光信号有效地耦合到光纤中的能力。

它受到发射端光源的束缚效果、耦合器件的质量和光纤连接质量等因素的影响。

数字光纤通讯系统基本构成20 世纪 70 年月末，光纤通讯开始进入适用阶段，各样光纤通讯系统先后成立起来，但当前强度调制－直接检测 (IM-DD) 系统是最常用、最主要的方式，下边就我所理解的光纤系统做一下简要介绍。

数字光纤通讯系统的基本框图以下列图所示。

光发射端机光接收端机光缆光中继器光缆输入接口输出接口备用系统电发射机电接收机协助系统用户用户一、电发射机通讯中传输的很多信号都是模拟信号，如语音信号、图像信号等，电发射机的任务就是把模拟信号变换为数字信号（ A/D 变换），并用时分复用的方式把多路信号复接、合群，进而输出高比特率的数字信号。

PCM 包含抽样、量化、编码、传输、解码、低通等过程。

二、光发射机电发射机的输出电信号经输入接口进入光发射机。

输入接口的作用是保证电、光端机间信号的幅度、阻抗般配，还要进行合适的码型变换，以合适光发射机的要求。

如 PDH 的一、二、三次群 PCM 复接设施的输出码型是 HDB3 码，四次群是 CMI 码，在光发射机中，需要先变换成 NRZ 码。

光发射端机的构成以下列图所示。

数字信号线路编码调制电路光源光信号控制电路1、线路编码线路编码的作用是将传递码流变换成便于在光纤中传输接收及监测的线路码型。

线路编码的种类有：①扰码；②mBnB 码；③插入码。

我国 3 次群和 4 次群光纤通讯系统最常用的线路编码是5B6B 码。

2、调制电路光源的调制方式分直接调制和间接调制。

直接调制仅合用于半导体光源（ LD 和 LED ），它是把要传递的信息转变成电流信号注入 LD 和 LED ，进而获取相应的光信号，是一种电源调制方式。

直接调制分模拟调制和数字调制，模拟调制一般只好使用 LED ，数字调制可使用 LED 也可使用 LD 。

间接调制是利用晶体的电光效应、磁光效应、声光效应等性质来实现对激光辐射的调制，它既合用于半导体激光器，也适于其余种类激光器。

间接调制最常用的是外调制，即在激光形成此后加载调制信号，详细方法是在激光器谐振腔外的光路上搁置调制器。

1、光纤通信的优缺点是什么？优点:通信容量大；中继距离长；抗电磁干扰；传输误码率低；适应能力强；保密性好；使用寿命长。

缺点：有些光器件比较昂贵；光纤的机械强度差；不能传送电力。

2、光纤通信系统有哪几部分组成？简述各部分作用。

光纤通信由光发射机、接收机和光纤三个部分组成。

发射机又分为电发射机和光发射机，相应的，接收机也分为光接收机和电接收机。

电发射机的作用是将信源发出的基带信号变换为适合于信道传输的电信号，包括多路复接、码型变换等；光发射机的作用是把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度的注入光纤线路。

光纤线路把来自于光发射机的光信号以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收机。

光接收机把从光纤线路输出的产生畸变和衰减的微弱光信号还原为电信号。

电接收机的作用一是放大，而是完成与电发射机相反的变换，包括码型反变换和多路分接等。

3、目前光纤通信为什么采用以下三个工作波长：λ1=0.85μm，λ2=1.31μm，λ3=1.55μm？答：λ1=0.85μm，λ2=1.31μm，λ3=1.55μm附近是光纤损耗较小或最小的波长“窗口”，相应的损耗分别为2~3dB/km、0.5dB/km、0.2dB/km，而且在这些波段前有成熟的光器件。

4、光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展？答：长波长、单模光纤比短波多模光纤具有更好的传输特性。

（1）单模光纤没有模式色散，不同成分光经过单模光纤的传播时间不同的程度显著小于经过多模光纤时不同的程度。

（2）有光纤损耗和波长的关系曲线知，随着波长增大，损耗呈下降趋势，且在1.55μm处有最低损耗值：而且1.13μm和1.55μm处的色散很小。

故目前长距离光纤通信一般都工作在1.55μm。

5、光纤色散产生的原因及其危害是什么？答：光纤色散是由光纤中传输的光信号的不同成分的光的传播时间不同而产生的。

危害：若信号是模拟调制的，色散将限制带宽；若信号是数字脉冲，色散将使脉冲展宽，限制系统传输速率。

光发射机和光接收机工作原理光发射机和光接收机是光通信系统中的重要组成部分，它们通过光信号的发送和接收实现了光通信的功能。

下面我将从工作原理的角度来详细解释光发射机和光接收机的工作原理。

首先，让我们来看看光发射机的工作原理。

光发射机通常由激光二极管或者激光器组成。

当电流通过激光二极管或激光器时，它们会产生光子。

这些光子被激发到一个能量级别，然后被释放出来，形成了光信号。

这个光信号经过光纤或者空气传输到远端的光接收机。

接下来，让我们来看看光接收机的工作原理。

光接收机通常由光探测器组成，光探测器可以是光电二极管或者光电探测器。

当光信号到达光接收机时，光信号被光探测器接收，然后被转换成电信号。

这个电信号经过放大和处理后，就可以被解码成原始的数据信号。

总的来说，光发射机的工作原理是将电信号转换成光信号，而光接收机的工作原理是将光信号转换成电信号。

这样就实现了光通信系统中的信号发送和接收功能。

这种光通信系统具有传输速度快、抗干扰能力强等优点，因此在现代通信系统中得到了广泛的应用。

除此之外，光发射机和光接收机的工作原理还涉及到光学器件的选择、电路设计、信号处理等方面的知识。

例如，光发射机需要考虑激光二极管或激光器的工作参数选择，光接收机则需要考虑光探测器的灵敏度和带宽等参数。

同时，光通信系统中的光纤传输、光信号调制解调等技术也是光发射机和光接收机工作原理的重要组成部分。

综上所述，光发射机和光接收机是光通信系统中的重要组成部分，它们通过光信号的发送和接收实现了光通信的功能。

光发射机将电信号转换成光信号，而光接收机将光信号转换成电信号，从而实现了光通信系统中的信号发送和接收功能。

希望这个回答能够全面地解释了光发射机和光接收机的工作原理。

光发射机的技术指标光发射机是一种用于光纤通信的设备，它的技术指标直接决定了通信系统的性能和稳定性。

在本文中，我们将详细介绍光发射机的几个重要技术指标。

我们来看光发射机的发射功率。

发射功率是指光发射机输出的光信号的强度，通常以毫瓦（mW）为单位。

发射功率的大小直接影响信号的传输距离和接收端的灵敏度。

一般来说，发射功率越大，信号传输的距离就可以越远。

我们需要关注光发射机的中心波长。

中心波长是指光发射机输出的光信号的波长，通常以纳米（nm）为单位。

在光纤通信系统中，不同的波长对应着不同的信道，而信道的选择又会受到光纤本身的特性和设备的兼容性限制。

因此，光发射机的中心波长应该与系统要求相匹配，以确保信号的传输质量和稳定性。

光发射机的频率偏移也是一个重要的技术指标。

频率偏移是指光发射机输出的光信号的频率与理想频率之间的差值，通常以赫兹（Hz）为单位。

频率偏移的大小直接影响着光信号的稳定性和抗干扰能力。

因此，光发射机应该具备较小的频率偏移，以确保信号的传输质量和稳定性。

光发射机的调制速度也是一个关键指标。

调制速度是指光发射机输出的光信号的变化速度，通常以兆比特每秒（Mbps）为单位。

调制速度的快慢直接影响着信号的传输速率和带宽。

在高速数据传输的应用场景中，光发射机的调制速度应该足够快，以满足系统的需求。

我们来看光发射机的光谱宽度。

光谱宽度是指光发射机输出的光信号的频谱范围，通常以纳米（nm）为单位。

光谱宽度的大小直接影响着信号的传输容量和抗多径干扰能力。

在高密度光纤通信系统中，光发射机的光谱宽度应该足够宽，以支持大容量的数据传输。

光发射机的技术指标包括发射功率、中心波长、频率偏移、调制速度和光谱宽度等。

这些指标直接影响着光纤通信系统的性能和稳定性。

在选择和应用光发射机时，我们应该根据实际需求，合理选择具备适当技术指标的光发射机，以确保通信系统的正常运行和高质量的数据传输。