光纤通信实验报告3模拟信号光纤传输系统

光纤通信实验报告-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII光纤通信实验报告课程名称光纤通信实验实验一光源的P-I特性、光发射机消光比测试一、实验目的1、了解半导体激光器LD的P-I特性、光发射机消光比。

2、掌握光源P-I特性曲线、光发射机消光比的测试方法。

二、实验器材1、主控&信号源模块、2号、25号模块各一块2、23号模块（光功率计）一块3、FC/PC型光纤跳线、连接线若干4、万用表一个三、实验原理数字光发射机的指标包括：半导体光源的P -I 特性曲线测试、消光比（EXT ）测试和平均光功率的测试。

1、半导体光源的P-I 特性I(mA)LD 半导体激光器P-I 曲线示意图半导体激光器具有高功率密度和极高量子效率的特点，微小的电流变化会导致光功率输出变化，是光纤通信中最重要的一种光源，激光二极管可以看作为一种光学振荡器，要形成光的振荡，就必须要有光放大机制，也即启动介质处于粒子数反转分布，而且产生的增益足以抵消所有的损耗。

半导体激光器的输出光功率与驱动电流的关系如上图所示，该特性有一个转折点，相应的驱动电流称为门限电流（或称阈值电流），用I th 表示。

在门限电流以下，激光器工作于自发辐射，输出（荧光）光功率很小，通常小于100pW ；在门限电流以上，激光器工作于受激辐射，输出激光功率随电流迅速上升，基本上成直线关系。

激光器的电流与电压的关系类似于正向二极管的特性。

该实验就是对该线性关系进行测量，以验证P -I 的线性关系。

P -I 特性是选择半导体激光器的重要依据。

在选择时，应选阈值电流I th 尽可能小，没有扭折点， P-I 曲线的斜率适当的半导体激光器：I th 小，对应P 值就小，这样的激光器工作电流小，工作稳定性高，消光比大；没有扭折点，不易产生光信号失真；斜率太小，则要求驱动信号太大，给驱动电路带来麻烦；斜率太大，则会出现光反射噪声及使自动光功率控制环路调整困难。

XX学号时间地点实验题目半导体激光器P-I特性测试实验一、实验目的1、学习半导体激光器发光原理和光纤通信中激光光源工作原理2、了解半导体激光器平均输出光功率与注入驱动电流的关系3、掌握半导体激光器P（平均发送光功率）-I（注入电流）曲线的测试方法二、实验内容1、测量半导体激光器输出功率和注入电流，并画出P-I关系曲线2、根据P－I特性曲线，找出半导体激光器阈值电流，计算半导体激光器斜率效率三、实验仪器1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱1台2、FC接口光功率计1台3、FC-FC单模光跳线 1根4、万用表1台5、连接导线 20根四、实验步骤1、用导线连接电终端模块T68(M)和T94(13_DIN)。

2、将开关BM1拨为1310nm,将开关K43拨为“数字”，将电位器W44逆时针旋转到最小。

3、旋开光发端机光纤输出端口（1310nm T）防尘帽，用FC-FC光纤跳线将半导体激光器与光功率计输入端连接起来，并将光功率计测量波长调整到1310nm档。

4、用万用表测量T97（TV+）和T98(TV-)之间的电阻值（电阻焊接在PCB板的反面），找出所测电压与半导体激光器驱动电流之间的关系（V＝IR110）。

5、将电位器W46（阈值电流调节）逆时针旋转到底。

6、打开交流电源，此时指示灯D4、D5、D6、D7、D8亮7、用万用表测量T97（TV+）和T98(TV-)两端电压（红表笔插T97，黑表笔插T98）。

8、慢慢调节电位器W44（数字驱动调节），使所测得的电压为下表中数值，依次测量对应的光功率值，并将测得的数据填入表格中，精确到0.1uW。

9、做完实验后先关闭交流电开关。

10、拆下光跳线与光功率计，用防尘帽盖住实验箱半导体激光器光纤输出端口，将实验箱还原。

五、实验报告结果1、根据测试结果，算出半导体激光器驱动电流，画出相应的光功率与注入电流的关系曲线。

2、根据所画的P-I特性曲线，找出半导体激光器阈值电流的大小。

福建农林大学金山学院信息工程类实验报告课程名称：光纤通信姓名：系：信息与机电工程系专业：电子信息工程年级：2011学号：指导教师：职称：2014年12月29日实验项目列表福建农林大学金山学院信息工程类实验报告实验一固定速率时分复用解复用实验1．实验目的1）熟悉集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。

2）掌握固定速率时分复用的数字分接原理。

3)掌握帧同步码的识别原理。

2．实验内容1)用使用固定速率信号源、固定速率时分复用复接端接口及固定速率时分复用分接端接口三个模块连成一个理想信道时分复用数字通信系统，使系统正常工作。

2)用示波器观察集群信号（FY_OUT）、位同步信号（BS）及帧同步信号（FS），熟悉它们的对应关系。

3)阅读实验指导，学习简单时分复用的数字分接原理。

4)观察信号源发光管与终端发光管的显示对应关系，观察直接时分复用与解复用的实验效果。

3．实验仪器示波器，RC-GT-II型光纤通信实验系统。

4．基本原理（一）数字分接的基本组成：在实际应用中，通常总是把数字复接器和数字分接器装在一起做成一个设备，称为复接分接器(缩写为Muldex)。

在这里我们继续讨论数字分接器。

数字分接器的基本组成如图2-1所示。

数字分接器的作用是把一个合路数字信号分解为原来支路的数字信号。

数字分接器由同步、定时、分接和恢复单元所组成。

定时单元的作用是为分接和恢复单元提供基准时间信号，它只能由接收的时钟来推动。

同步单元的作用是为定时单元提供控制信号，使分接器的基准时间与复接器的基准时间信号保持正确的相位关系，即保持同步。

分接单元与复接单元相对应，分接单元的作用是把输入的合路数字信号(高次群)实施时间分离。

分接器的恢复单元与复接器的调整单元相对应，恢复单元的作用是把分离后的信号恢复成为原来的支路数字信号。

图2-1 数字分接器的基本组成（二）所用实验模块的结构原理：本实验使用固定速率信号源、固定速率时分复用复接端接口及固定速率时分复用分接端接口三个模块。

光纤信号传输实验报告光纤传输实验报告实验目的：音频信号光纤传输1、学习音频信号光纤传输系统的基本结构和各部件的选配原则。

2、熟悉光纤传输系统中电光/光电转换器件的基本性能。

3、训练如何在音频信号光纤传输系统中获得较好的信号传输质量。

实验仪器TKGT-1型音频信号光纤传输实验仪信号发生器双踪示波器实验原理光纤，又名光导纤维，是20世纪70年代为光通信而发展起来的一种新型材料，具有损耗低、频带宽、耐高温、绝缘性好、抗电磁干扰、光学特性好等优点。

1970年，美国康宁公司率先研制出了世界上第一根传输衰减损耗小于20dB/km的石英光纤。

目前，普通单模光纤的传输损耗在工作波长为1550纳米窗口损耗小于0.2dB/km，在1310纳米窗口小于0.3 dB/km。

目前商用光纤制作工艺多为渐变折射率芯层光纤。

从传输模式来说，光纤分为单模和多模两种；从结构上来说，分为普通光纤和特殊光纤，普通光纤包括单模和多模光纤，特殊光纤包括保偏光纤、单偏振光纤和塑料光纤等。

普通光纤的外径为125微米，单模光纤芯径为5-10微米，多模光纤芯径为50、62.5、80、100微米，加护套总直径约为1毫米。

目前通信干线用光纤一般为单模光纤，光纤工作波长为1550纳米。

一般光纤的结构是由导光的纤芯和周围包覆的涂层组成。

光纤的工作基础是光的全反射。

由于纤芯的折射率大于涂层的折射率，当光从纤芯射向涂层，且入射角大于临界角，则射入的光在界面上产生全反射，成“之”字形前进，传播到圆柱形光纤的另一端而发射出去，这就是光纤的传光原理。

附：光的全反射原理根据光的反射和折射定律，即?11 n1sin?1?n2sin?2 若n1n2，横线上为2，下为1介质，即光由光密介质射入光疏介质，且入射角大于临界角，即c时，就发生光的全反射现象。

由于在临界状态下，22，代入上式，则?c?arcsin??n2n1 ，称为全反射临界角。

?光波在光纤中传输，可以用两种不同的理论来解释。

光纤信号传输实验报告光纤信号传输实验报告引言：随着科技的不断进步，光纤通信作为一种高速、大容量、低损耗的传输方式，已经成为现代通信领域的重要组成部分。

本实验旨在通过搭建光纤传输系统，探究光纤信号传输的原理和性能。

一、实验目的本实验的主要目的有三点：1.了解光纤传输的基本原理和结构；2.掌握光纤传输系统的搭建和调试方法；3.研究光纤传输的性能指标，如传输距离、带宽等。

二、实验器材和原理1.实验器材：本实验所需的器材包括：光纤、光纤收发器、光源、光功率计、信号发生器等。

2.实验原理：光纤传输是利用光的全内反射原理，将信息通过光的折射和反射在光纤中传输的技术。

光纤由芯和包层组成，芯是光信号传输的主要通道，包层则用于保护和引导光信号。

光纤传输的基本原理是利用光的全内反射现象，当光线从光纤的一端入射时，当入射角小于临界角时，光线会发生全内反射，从而沿着光纤传输。

光纤传输的距离和传输质量受到多种因素的影响，如光纤的损耗、色散、衰减等。

三、实验步骤1.搭建光纤传输系统：首先，将光纤收发器分别连接到光源和光功率计上，然后将光纤的一端连接到光纤收发器的发射端，另一端连接到接收端。

接下来，将信号发生器连接到光源上，通过调节信号发生器的频率和幅度，产生不同的信号。

2.调试光纤传输系统：通过调节光源和光功率计之间的距离，观察光功率计的读数变化，确定最佳传输距离。

同时，通过调节信号发生器的参数，观察信号的传输质量，如是否出现失真、噪声等现象。

3.测量光纤传输性能：利用光功率计测量光纤传输系统的光功率损耗，通过改变传输距离和光纤的类型，比较不同条件下的光功率损耗情况。

此外，还可以利用频谱分析仪测量光纤传输的带宽，了解光纤传输系统的传输能力。

四、实验结果与分析通过实验，我们得到了以下结果：1.在调试光纤传输系统时，我们发现光功率计的读数随着光源和光功率计之间的距离增加而减小，当距离过远时，光功率计无法读取到信号，说明光纤传输存在传输距离限制。

实验地点：信息楼10314在实验过程中注意以下几点：1、在实验过程中切勿将光纤端面对着人，切勿带电进行光纤的连接。

2、光电器件是静电敏感器件，请不要用于触摸。

3、做完实验后请将光纤用相应的防尘帽罩住。

4、在使用信号连接导线时应捏住插头的头部进行插拔，切勿直接拽线。

5、不能带电进行信号连接导线的插拔！6、光纤器件属易损件，应轻拿轻放，插光纤的时候要先对准，用力要轻，切忌倾斜、用力过大或弯折。

7、实验完成后整理好设备、接线。

实验光接收机的动态范围及眼图观测一、实验目的1.了解光收端机动态范围的指标要求。

2.掌握光收端机眼图的观测方法。

二、实验内容1.了解光收端机眼图的观测方法。

2.用示波器观察眼图。

三、实验仪器1.光纤通信实验系统1台。

2.示波器1台。

3.万用表1部。

4.光纤跳线1根。

四、实验原理（一）动态范围在实际的光纤通信线路中，光接收机的输入光信号功率是固定不变的，当系统的中继距离较短时，光接收机的输入光功率就会增加。

一个新建的线路，由于新器件和系统设计时考虑的富余度也会使光接收机的输入光功率增加。

为了保证系统的正常工作，对输入信号光功率的增加必须限制在一定的范围内，因为信号功率增加到某一数值时将对接收机性能产生不良影响。

在模拟通信系统中，输入信号过大将使放大器超载，输出信号失真，降低信噪比。

在数字通信系统中，当输入信号功率增加到某一数值时，将使系统出现误码。

应该指出，在 数字通信系统中，放大器输出信号的失真在测试时应与模拟系统区别开来。

为了保证数字通信系统的误码特性，光接收机的输入光信号只能在某一定范围内变化， 光接收机这种能适应输入信号在一定范围内变化的能力称为光接收机的动态范围，它可以表 示为：D = 10lg —max（dB ）min 式中，Pmax 是光接收机在不误码条件下能接收的最大信号平均光功率；Pmin 是光接收 机的灵敏度，即最小可接收光功率。

一般来说，要求光接收机的动态范围大一点较好，但如 果要求过大则会给设备的生产带来一些困难。

光纤传输实验报告(共8篇)
1. 实验目的
通过本次实验，我们的目的是了解光纤传输的基本原理、结构和特点，并熟悉光纤通信系统的构成，掌握光纤传输实验的基本操作和注意事项。

2. 实验器材和材料
主要器材有：激光器、偏振器、光纤发射机、光纤接收机、光功率计、光纤、电缆等。

主要材料有：测试记录表格、实验手册等。

3. 实验原理
光纤传输是指利用光纤作为信号传输中介的通信方式。

光纤是一种用玻璃、塑料、石英等物质制成的细长、柔韧可弯曲的导光体，通过对光的全内反射来实现信号的传输。

在光纤传输中，激光作为载荷被发射机转换成光信号，经过光纤的传播和干扰、衰减和扩散、噪声和失真等影响后，到达接收机进行解码并转换为电信号输出。

4. 实验步骤
（1）接通设备并拟定实验计划：先接通激光器、光纤发射机和光纤接收机等设备，确定实验计划和实验要求。

（2）调整偏振器和测试光功率：首先需要调整偏振器并测量测试光功率，确保光信号的输出和传输。

（3）连接光纤并测试网络质量：将光纤连接到发射机或接收机并测试网络质量，计算信号的传输速度和误码率等参数。

（4）记录数据并分析结果：将实验过程中的数据记录下来，并进行数据分析和统计，得出结论并进行总结。

5. 实验注意事项
（1）实验操作时需严格遵守操作规程和安全规范，避免任何不必要的事故和安全隐患。

（2）实验时需认真检查设备连接，确保连接正确和稳定，以免出现信号的传输失败和误差。

（3）实验过程中需注意环境干扰和噪声干扰，以免影响实验结果和数据测量的准确性。

（4）实验结束后需及时关闭设备并整理实验器材、材料、记录表格等，保持实验室的整洁和安全。

实验四模拟信号光纤传输系统实验一、实验目的1、了解发送光端机的发光管特性；2、掌握如何在光纤信道中高性能传输模拟信号；3、掌握发送光端机中传输模拟信号驱动电路的设计；4、了解光检测器的原理；5、光接收机的组成；二、预备知识1、光端机发光管特性；2、信道的非线性；3、光电转换特性；4、弱信号检测；三、实验仪器1、Z H5002(II)型“光纤发送模块”、“光纤接收模块”一套；2、20MHz示波器一台；3、低频信号源一台；4、光功率计一台；四、实验原理1、模拟光纤传输系统的主要技术指标：模拟光纤传输系统有两个关键性的质量指标：（1）信噪比S/N（2）信道线性度（非线性失真度）信噪比S/N与信道线性度分别表达噪声大小和线性好坏，这两个指标的数值依据传输的实际用途而定。

一般地说高质量的电视传输（例如演播室图象传输）要求信噪比S/N达到56dB，差分增益ΔG=0.3dB（差分增益是用于表示在不同输入信号电平上所引起增益的差值，即通道的线性度）。

对于数字载波传输系统（模拟信号传输），所需信噪比S/N和通道线性度一般比这要求低，可根据实际系统指标的分配决定。

2、模拟光纤传输系统的噪声来源噪声问题是模拟光纤系统最重要的问题之一，系统的任何组成部分包括有源部件和无源部件都可产生噪声，并叠加在传输信号之上。

在模拟传输系统中，主要由光发射机、传输光纤、光接收机和各类连接器所组成。

在光接收机中光检测器又由光检二极管和前置放大器组成。

模拟光纤传输链路中的噪声主要来源于以下几个方面：（1）光发射机中激光器光强的涨落,即相对强度噪声。

在模拟光纤系统中，激光器的直流偏置点是置于线性范围的中间，即在高于激光器阀值电流I th的某一电流I处。

相对强度噪声随着激光器的偏置不同而变化，在阀值附近，其达到最大，随着偏置增加，•即激光器输出功率增加，其会下降。

相对强度噪声和激光器的工作频率亦有关系，一般在低频时较小，而在高频时相对强度噪声则明显增加。

课程名称：光纤通信实验名称：实验3 接收机灵敏度和动态范围测量实验姓名：班级：学号：实验时间：指导教师：得分：一、实验目的1、了解和掌握光收端机灵敏度的指标要求和测试方法。

2、掌握误码仪的使用方法。

二、实验器材主控&信号源模块25 号光收发模块23 号光功率计 & 误码仪模块三、实验原理光接收机的性能指标主要包括灵敏度和动态范围。

（1）灵敏度灵敏度是光端机的重要特性指标之一，它表示了光接收机接收微弱信号的能力，是系统设计的重要依据。

光接收机灵敏度的定义是：在给定误码率或信噪比条件下，光接收机所能接收的最小平均光功率。

在测灵敏度时应注意 3 点：1、在测量光接收机灵敏度时，首先要确定系统所要求的误码率指标。

对不同长度和不同应用的光纤数字通信系统，其误码率指标是不一样的。

例如，在短距离光纤数字通信系统中，要求误码率一般为，而在 420km 数字段中，则要求每个中继器的误码率为。

对同一个光接收机来说，当要求的误码率指标不同时，其接收机的灵敏度也就不同。

要求误码率越小，则灵敏度就越低，即要求接收的光功率就越大。

因此，必须明确，对某一接收机来说，灵敏度不是一个固定不变的值，它与误码率的要求有关。

测量时，首先要确定系统设计要求的误码率，然后再测该误码率条件下的光接收机灵敏度的数值。

2、要注意光接收机灵敏度定义中的光功率是指最小平均光功率，而不是指任何一个在达到系统要求的误码率时所对应的光功率。

因此，要特别注意“最小”的概念。

所谓“最小”，就是指当接收的光功率只要小于此值，误码率立即增加而达不到要求。

应该指出，对某一接收机来说，光功率只要在它的动态范围内变化，都能保证系统要求的误码率。

但灵敏度只有一个，即接收机所能接收的最小光功率。

3、灵敏度指的是平均光功率，而不是光脉冲的峰值功率。

这样，光接收机的灵敏度就与传输信号的码型有关。

码型不同，占空比不同，平均光功率也不同，即灵敏度不同。

在光纤数字传输系统中常用的 2 种码型 NRZ 码和 RZ 码的占空比分别为100%和 50%。