光发射机与光接收机

实验一 光发射机指标测试一、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.绘制数字光发端机的P-I 特性曲线二、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三、实验仪器：LTE-GX-02E 型光纤通信实验系统、示波器、光功率计、万用表、FC-FC 光跳线。

四、实验原理：光发射机的指标包括：半导体光源的P-I 特性曲线、消光比（EXT ）和平均光功率。

1.半导激光器的P-I 特性曲线测试半导体激光器的输出光功率与驱动电流的关系如下图所示，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Ith 表示。

当输入电流小于Ith 时，其输出光为非相干的荧光，类似于LED 发出光，当电流大于Ith 时 ，则输出光为激光，且输入电流和输出光功率成线性关系，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．图 1 半导体激光器P-I 曲线示意图2．消光比（EXT ）的测试光比定义为： ，式中00P是光发射机输入全“0”时输出的平均光功率即无输入信号时的输出光功率。

是光发射机输入全“1”时输出的平均光功率。

当输入信号为“0”时，光源的输出光功率为00P ,它将由直流偏置电流b I 来确定。

无信号时光源输出的光功率对接收机来说是一种噪声，将降低光接收机的灵敏度。

因此，从接收机角度考虑，希望消光比越小越好。

但是，应该指出，当b I 减小时，光源的输出功率将降低，光源的谱线宽度增加，同时，还会对光源的其他特性产生不良影响，因此，必须全面考虑b I 的影响，一般取b I =(0.7～0.9)Ith (Ith 为激光器的阈值电流)。

001110lgP EXT P 11P bI3．平均光功率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。

实验二光发射机与光接收机实验学号：XXX 姓名：XXX一、实验目的1.了解光源的调制的原理2.学习光发送模块的电路原理3.了解光接收机的组成4.了解光收端机灵敏度的指标要求二、实验内容1.介绍光源的调制方法2.介绍光发射电路的框图3.了解光接收机的组成三、实验仪器1.光纤通信实验系统1 台2.示波器1台3.光纤跳线1根4.万用表5.光功率计四、实验原理1、光发射机、光调制。

根据调制与光源的关系，光调制可以分为直接调制和间接调制两大类。

直接调制方法仅适用于半导体光源（LD和LED），这种方法是把要传送的信息转变为电信号注入LD或LED，从而获得相应的光信号，所以是采用电源调制方法。

直接调制后的光波电场振幅的平方与调制信号成一定比例关系，是一种光强度调制（IM）的方法。

间接调制是利用晶体的光电效应、磁光效应、声光效应等性质来实现对激光辐射的调制，这种调制方式既适应于其他类型的激光器。

间接调制最常用的外调制的方法，即在激光形成以后加载调制信号。

对某些类型的激光器，间接调制也可以采用内调制的方法，即在激光器的谐振腔内放置调制元件，用调制信号控制调制元件的物理性质，将改变谐振腔的参数，从而改变激光输出特芯以实现其调制。

光源的调制方法及所利用的物理效应如下表所示。

光源的各种调制方法本实验系统采用的是直接调制的方法。

2、模拟信号调制与数字信号调制模拟信号调制是直接用连续的模拟信号（如话音、电视等信号）对光源进行调制从而使LED 或LD的输出光功率跟随模拟信号变化，如下图所示：由于光源，尤其是激光器的非线性比较严重，所以目前模拟光纤通信系统仅仅用于对线性要求较低的地方，要实现大容量的频分复用还比较困难，仅自一些小系统中使用。

对一些容量较大、通信距离较长的系统，多采用对半导体激光器进行数字调制的方式。

数字调制主要是用数字信号的“1”和“0”来控制激光的“有”和“无”，如下图所示：与LED 相比，LD 的调制问题要复杂得多。

光发射机及回传光接收机的测试方法光发射机及回传光接收机的测试方法光发射机及回传光接收机的测试是用于通信系统中的高精度检测，主要检测其能力和性能。

光发射机及回传光接收机的测试方法有多种，根据不同的需求而定，主要分为现场测试、室内测试和实验室测试三种，以下简要介绍一下这三种测试方法。

一、现场测试现场测试是在实际环境中进行的，可以及时发现实际环境中出现的问题，反映实际环境下系统的性能。

对光发射机及回传光接收机的现场测试主要检测其发送功率、接收功率、接收灵敏度以及温度、电压等环境参数的变化情况。

在现场测试中，首先应检查光发射机及回传光接收机的状态，包括外观状况、连接端子、安装位置是否正确等，并确保其工作正常，如果出现异常现象，应及时采取纠正措施。

接着，将应用于现场测试的仪器设备连接好，使其能与光发射机及回传光接收机相连接，并依据操作规程进行设置，然后开始测试。

在现场测试中，应检测光发射机及回传光接收机的发射功率、接收功率以及接收灵敏度等，并随机测试其在不同环境中的温度、电压等参数的变化情况，确保其具有良好的稳定性。

二、室内测试室内测试也是对光发射机及回传光接收机性能进行检测，其优点是不受外界环境影响，能获得较准确的测试结果。

室内测试主要检测光发射机及回传光接收机的发射功率、接收功率、接收灵敏度以及光纤损耗等性能指标。

在室内测试中，首先应将检测设备连接好，然后将光发射机及回传光接收机连接到设备上，确保其与设备正确连接，并依据操作规程进行设置，然后开始测试。

室内测试要求测试设备、光发射机及回传光接收机均在室内，环境条件保持稳定，在测试过程中不受外界环境影响，以确保测试结果的准确性。

在室内测试中，应检测光发射机及回传光接收机的发射功率、接收功率以及接收灵敏度等，并确保光纤损耗等指标符合规定要求。

三、实验室测试实验室测试是在专业的实验室中进行的，可以获得较准确的测试结果。

实验室测试主要检测光发射机及回传光接收机的发射功率、接收功率、接收灵敏度以及光纤损耗等性能指标。

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。

光纤tx和rx的正常数值光纤传输是一种基于光信号传输的通信方式，其中TX（Transmitter）是光发射机，TX模块发射光信号给光纤，而RX（Receiver）是光接收机，RX模块接收光纤传输的信号。

TX和RX的正常数值取决于各种因素，包括光纤规格、距离、信号强度等。

首先，我们来谈谈光纤的规格。

光纤按照不同的模式分成单模光纤（Single Mode Fiber, SMF）和多模光纤（Multimode Fiber, MMF）。

SMF是一种只允许一条光线在其中传输的光纤，而MMF则允许多条光线在其中传输。

由于SMF的传输距离较长，衰减较小，因此通常用于长距离传输。

而MMF适用于短距离传输，因为它的衰减较大。

对于单模光纤而言，TX的典型数值为1310nm或1550nm。

这意味着TX模块会发射波长为1310nm或1550nm的光信号。

这些波长的选择是基于它们在光纤中传输时的最佳性能，包括衰减和色散等方面。

从标准的或典型的数值来看，TX的输出功率通常在0到-10 dBm之间（dBm是一种用于表示光功率的单位）。

RX的数值取决于光纤接收机的灵敏度。

灵敏度是指光接收器能够接收的最小光功率。

如果光信号的功率小于灵敏度，则光信号无法正确被接收。

对于单模光纤而言，常见的灵敏度为-24至-20 dBm之间。

换句话说，平均灵敏度通常在-24 dBm到-20 dBm之间。

当然，要了解TX和RX的正常数值，我们还需要考虑传输距离和信号强度等因素。

一般而言，随着传输距离的增加，信号强度也会下降。

在传输过程中，光信号经历衰减和色散等损耗。

因此，为了确保正常的光纤传输，我们需要通过合适的光纤衰减补偿模块来保持信号强度和质量。

此外，值得注意的是，光纤传输的数值还取决于具体应用场景和所使用的光纤设备。

不同的设备和应用可能有不同的要求和标准。

因此，在实际应用中，需要根据具体的光纤网络设备和要求来确定TX和RX的正常数值。

综上所述，光纤传输中TX和RX的正常数值取决于多种因素，包括光纤规格、距离、信号强度等。

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。