光纤通信实验指导书1

《光纤技术实验》（一）武汉理工大学物理系2006－2－10目录ZY12OFCom23BH1光纤通信原理实验系统简介 (I)光纤实验箱使用注意事项 (V)无源器件简介 ............................................................................................................. V I 上篇光纤光学实验一光纤光学基本知识演示实验 (2)实验二光纤与光源耦合方法实验 (4)实验三多模光纤数值孔径（NA）测量实验 (7)实验四多模光纤插入损耗测试实验 (10)实验五单模光纤弯曲损耗测试实验 (13)实验六光纤活动连接器损耗测试实验 (16)实验七分路器插入损耗和分光比测试实验 (19)实验八波分复用器插入损耗和光串扰测试实验 (22)实验九光纤隔离器参数测量实验 (25)下篇光纤通信原理与技术实验一半导体激光器P-I特性测试实验 (28)实验二发光二极管P-I特性测试曲线 (32)实验三模拟信号光纤传输实验 (35)实验四数字信号光纤传输实验 (39)实验五电话光纤传输系统实验 (42)实验六图像光纤传输系统实验 (45)实验七系统眼图、抖动测试实验 (48)实验八时分复用解复用实验 (53)实验九波分复用技术实验 (57)实验十光纤线路接口码型HDB3编译码实验 (60)实验十一数字光接收机性能测试实验 (66)ZY12OFCom23BH1光纤通信原理实验系统简介本实验箱是为配合《光纤通信》课程的理论教学，结合目前光纤通信工程技术最新进展，为了提高大专院校学生实际操作和动手能力而研制开发的。

一、产品的系统特点光纤H1型实验箱注重产品的系统和功能组成，产品的设计着重体现系统性、先进性、实用性，并根据市场及客户实际需求，充分考虑工艺外观结构、产品的功能和性价比。

整个系统分电接口终端、光接口终端和光传输三大部分，各自独立又相互关联，所有模块在单独进行实验同时又可系统集联，实验灵活丰富，可设计、可比较、可操作、可观测性强。

光纤通信系统实验指导书光纤通信系统实验指导书桂林电子科技大学信息科技学院二零零九年三月目录实验一数字光纤传输测试系统实验 (2)实验二SDH点对点组网2M配置实验 (9)实验三SDH 链型组网配置实验 (17)实验四SDH 环形组网配置实验 (27)实验一数字光纤传输测试系统实验概述光纤通信是利用光波作为载波，以光纤作为传输媒质实现信息传输，是一种最新的通信技术。

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。

通信发展过程是以不断提高载频频率来扩大通信容量，光是一种频率极高的电磁波（3×1014HZ），因此用光作载波进行通信容量极大，是过去通信方式的千百倍，具有极大的吸引力，是通信发展的必然方向。

光纤通信有许多优点：首先它有极宽的频带。

目前我国已完成了10Gbps的光纤通信系统，这意味着在125um的光纤中可以传输大约11万路电话。

其次，光纤的传输损耗很小，传统的同轴电缆损耗约在5dB/Km以上，站间距离不足10Km；而工作在1.55um的光纤最低已达到0.2dB/Km的损耗，站间无中继传输可达100Km以上。

另外，光纤通信还具有抗电磁干扰、抗腐蚀、抗辐射等特点，它。

在地球上有取之不尽，用之不竭的光纤原材料—SiO2光纤通信可用于市话中继线，长途干线通信，高质量彩色电视传输，交通监控指挥，光纤局域网，有线电视网和共用天线（CATV）系统。

波分复用技术（WDM）的出现，使光纤传输技术向更高的领域发展，实现信息宽带、高速传输。

光纤通信将会在光同步数字体系（SDH）、相干光通信、光纤宽带综合业务数字网（B—ISDN）、用户光纤网、ATM及全光通信有进一步发展。

光纤通信系统主要由三部分组成：光发射机、传输光纤和光接收机。

光纤通信原理与技术实验指导书实验一模拟（音频）信号的调制、传输和解调实验目的和要求1、光纤端面的处理和夹持；2、了解模拟信号的光纤调制方法；3、学会已调信号的解调技术；4、观看已调波和调制波的波形；5、光纤折射率的时刻法求解。

实验装置和仪器：GX1000光纤实验仪；半导体激光器；激光功率计；光纤刀；光学实验导轨；光纤调整架；光纤；示波器；音频信号发生器（或收音机）。

实验原理：激光器的输出特性（I—P）特性激光器的光输出特性(P—J特性)是表示注入电流与激光器输出功率之间的关系曲线。

如图1所示。

当注入电流增加时．由于自发辐射量增加，输出功率也会增加，但增加得较慢。

当光辐射量超过PN结中的吸取损耗，增益超过损耗时，激光器就开始振荡，因此光输出功率随注入电流的增加而急剧增加。

图1光的调制将调制信号加在激光器上，操纵激光器的电流，则激光器的输出功率随调制信号而改变。

如图2所示。

光通信系统图3是典型的光纤通信系统。

电信号加在激光器的偏置电路上，操纵激光器的注如电流，从而使激光器的输出光功率随外加信号变化，达到对输出光进行调制．经调制的光由光纤（光纤通信）或空间（空间光通信）传输到光电探测器，探测器将光信号转变为电信号，后续电路检波解调复原所加的电信号。

图2图3 图4实验内容及步骤：（一）光纤端面的处理1、用光纤剥皮钳剥去光纤两端的涂覆层，长度约10mm。

如图5在5mm出用光纤刀刻划一下。

用力不要太大，以不使光纤断裂为限。

在刻划处轻轻弯曲纤芯，使之断裂。

处理过的光纤端面不应再被触摸，以免损坏和污染。

将光纤的一端小心放入光纤夹中，伸出长约10mm，用簧片压住，放入三维光纤架中，用锁紧螺钉锁住。

将光纤的另一端放入光纤座上的刻槽中，伸出约10mm ,用磁吸压住。

光纤的耦合将实验仪置于直流挡。

调整激光的工作电流，使激光不太明亮，用一张白纸在激光器前后移动，确定激光焦点的位置。

通过移动三维光纤调整架和调整Z轴旋钮，使光纤端面尽量靠近焦点。

光纤通信原理实验教程（第二版）唐修连编著江苏盛泰信通科技发展有限公司光纤通信原理实验教程（第二版）唐修连编著江苏盛泰信通科技发展有限公司前言为了配合有关《光纤通信系统原理》等课程的教学和实验需要，我们研制开发的光纤通信系统原理综合实验箱。

共收入了8个实验，如果实验室配备有光纤通信常用的仪表，还可在此基础上开设更复杂的实验7个。

与该书配套的光纤通信系统原理综合实验箱，置于一个便携式的实验箱内，该系统的突出优点有：1、该实验箱采用模块化设计，波形测试点多，调节点多，有利于学生动手操作实验。

2、系统采用硬件和软件、分列元件和集成器件相结合，有利于对原理的理解。

3、该实验箱还可根据实验者自己的设计来控制，组合各模块完成不同的实验项目。

本实验教程由同完成，由于水平有限，书中缺漏难免，欢迎使用者批评指正。

编著者2000.11目录第一章光纤通信实验系统总体介绍 (1)第二章光纤通信基础实验 (10)实验一、光纤通信实验系统信号发生器单元实验 (10)实验二、中央处理器（CPU）单元实验 (15)实验三、码型变换（CMI）实验 (23)实验四、光发送系统实验 (29)实验五、光接收系统实验 (37)实验六、PCM话路光传输系统实验 (43)实验七、变速率数据光传输实验 (46)实验八、模拟和数字光纤系统综合实验 (51)第三章光纤通信加强实验 (57)实验九、数字光发送接口指标测试实验 (57)1、消光比EXT测试2、平均发送光功率实验十、数字光接收接口指标测试实验 (60)1、灵敏度测试2、动态范围测试实验十一、PCM话路特性测试实验 (62)实验十二、光纤传输特性测量实验 (63)1、光纤损耗的插入测试法2、多模光纤带宽的时域测试法实验十三、光纤无源器件特性测试实验 (65)1、光纤活动连接器2、Y型分路器3、星型耦合器实验十四、图像光纤传输系统实验........ (66)实验十五、波分复用（WDM）光纤通信系统实验 (67)第四章常用光纤通信仪表简介 (69)5.1 光功率计 (69)5.2 稳定光源 (70)5.3 光时域反射仪（OTDR） (74)5.4 误码测试仪 (75)5.5 光纤熔接机 (79)5.6 PCM终端测试仪 (81)第五章光纤通信实验原理电路 (83)第一章光纤通信实验系统总体介绍一、概述本实验系统根据光纤通信系统原理的主要知识点进行实验，结合电子技术和微处理器技术，针对光纤通信系统的典型应用可进行8项实验或示教，实验内容重点突出，内容丰富，有重点的培养实验者的动手能力。

《—光纤通信原理—》实验指导书刘伟群编写适用专业:计算机网络计算机应用湖南人文科技学院计算机科学技术系2008年9 月前言光纤通信是大容量信息传输的主要手段,光纤通信技术是信息产业的主要支柱技术之一,光纤网络已经遍布全球。

为了满足社会对人才的需求,各大学的许多专业(如电子与通信工程、光电子技术、电子信息工程和计算机应用等纷纷开设了有关光纤通信技术的专业理论课程,以培养这方面的专业人才。

由于光纤通信是一门实验性很强的技术,除了课堂理论学习外,还需要实验性环节与之配合,否则学习效果会受到很大的影响。

由于种种原因,光纤实验课程的开设很困难,许多学校只停留在课堂的理论教学。

为了克服这些不足,我们经过多年的研究,研制成功了这个光纤通信实验平台,多次获军内外教学成果奖,现已广泛用于我们和兄弟院校的教学,取得了良好的教学效果,为光纤通信实验课程的开设提供了一种全新的实验教学模式。

该实验平台可置于一个便携式的实验箱内,配合常用的电子信号源、示波器和常用的光纤通信仪表就可以开设光纤通信系统原理的相关实验。

其突出的优点为:1、平台紧扣光纤通信系统的知识点,实验内容丰富,波形测试点多。

2、采用了模块化设计思想和数字化、软件化的实现手段,性能稳定可靠。

3、具有友好的人机界面,操作维护方便。

4、具有专业的指导老师进行实验箱的培训和实验课的指导。

5、具有配套的实验教材和光盘,由人民邮电等出版社正式出版。

由于实验课的开设与理论课相比,存在的问题较多,加上我们的经验和水平有限,肯定存在许多不足,欢迎与我们交流共同开设好实验课,让学生满意。

2008.6目录实验一:光纤损耗特性测量 (1实验二:光源P-I曲线测试 (1实验三:光纤机械接续与熔接 (1实验四:线路码型实验 (5实验五:光接收机灵敏度测试 (112M (11实验六:模拟话音光传输实验 (14实验七:2M数字光纤通信系统实验 (18实验八:计算机串口数据光纤传输实验 (24实验一:光纤损耗特性测量实验学时:2 实验类型:验证实验要求:必修一、实验目的1、理解光纤的损耗2、光纤损耗的常用测试方法3、插入法测试实验二、实验内容插入法原理上类似于截断法,只不过用带活接头的连接软线代替短纤进行参考测量,计算在预先相互连接的注入系统和接收系统之间(参考条件由于插入被测光纤引起的功率损耗。

（通信企业管理）光纤通信实验指导书目录系统简介 (2)实验部分实验一数字信源及其光纤传输实验 (5)实验二 HDB3编译码及其光纤传输实验 (11)实验三 CMI编译码及其光纤传输实验 (20)实验四光发送模块实验 (28)实验五光接收模块实验 (35)实验六数字信号电—光、光—电转换传输实验 (39)1）方波信号和NRZ码传输；2）CMI码传输；3）HDB3码传输；实验七波分复用（WDM）光纤通信系统实验 (43)主要由以下功能模块组成：1.数字信号源单元:此单元产生码速率为170.5K的单极性不归零码（NRZ），数字信号帧长为24位，其中包括两路数字信息，每路8位，另外8位中的7位为集中插入帧同步码。

通过拨码开关，可以很方便地改变要传送的码信息并由发光二极管显示出来。

2.AMI（HDB3）编译码单元:此单元将数字信号源单元产生的NRZ码进行编码，通过专用芯片转换成HDB3码或AMI码通过切换开关切换，然后将编码后的信号又经过译码单元还原成NRZ码。

3.电话接口单元此单元有两路独立的电话输入接口、输出接口，通过专用电话接口芯片实现语音的全双工通信。

自带馈电电源。

4.PCM&CMI编译码单元；此单元采用CPLD来实现PCM&CMI编译码电路，可同时完成两路信号的编译码工作。

PCM模块可以实现传输两路语音信号，采用TP3057编译器。

5.可调信号源单元:此单元包括两路频率800HZ—2KHZ可调的方波、正弦波、三角波。

6.串行RS232接口单元:此单元配有RS232接口及信号端口TX和RX，可实现自发自收通信实验，两台计算机间的全双工光纤通信实验。

7.1310波长光发送单元:PHLC-1310nmFP同轴激光二极管。

8.1550波长光发送单元:PHLC-1310nmFP同轴激光二极管。

9.1310波长光接受单元:10.1550波长光接受单元:主要完成光电信号的转换，小信号的检测与信号的恢复放大等功能。

光纤通信实习指导书信息工程系2010 年11月光纤通信实习指导书（适用于08级通信技术专业）一、实习目的和任务光纤通信实习是通信技术专业的重要实践环节。

通过该实习加深学生对光纤通信系统的网络结构、网络组成、网络设备的认识并了解光纤宽带接入的形式；对光纤通信常用光端机、传输设备、开关电源系统等的安装、维护和操作进一步了解；了解和掌握光纤、光源和光检测器、光无源器件和光纤通信系统特性参数的测量方法；掌握常用光纤通信测试仪表的功能和使用方法；掌握常见光纤通信测试工具的使用；设计和优化某地区的光纤通信系统工程，使同学们掌握中小型光纤通信系统的规划和优化方法、步骤以及方案设计。

同时通过实习树立正确的劳动观念，发扬理论联系实际、精益求精的科学作风和实事求是的工作态度，为今后从事相应工作打下良好的基础。

二、实习的基本内容和要求（一）常用光纤通信系统的网络结构、网络组成、网络设备的认识及光纤宽带接入方式通过到移动、电信、网通等通信运营商中小型局域网网管中心参观和技术人员的讲解，结合自学和资料查找，达到以下要求：1、对光纤通信系统的网络结构、网络组成、网络设备等有比较深刻的感性认识；2、对光纤通信网管中心的布局、选址等有所了解；3、对光纤通信网管中心的动力供电、通风照明、温湿度控制等设计方案和设计文件有所了解；4、对机房的工作地、电源地和防雷保护地的制作安装等有所了解；5、能读懂与光纤通信网管中心设计有关的技术文件和技术图纸，并能进行简单的网管中心技术方案和技术文件设计，为后续实习打下基础。

6、了解现在的光纤宽带接入方案。

（二）光纤通信系统常用电源、光端机、网管中心设备等的安装、维护和操作通过到移动、电信、网通等通信运营商中小型局域网网管中心实地参观和技术人员的讲解，结合自学和资料查找，达到以下要求：1、对珠江、艾默生、华为、中兴等通信电源的特性、安装、维护和供电、断电等操作有比较清楚的了解；2、对蓄电池的特性、安装、维护有比较清楚的了解；3、对电源部布线有比较清楚的认识和了解；4、对华为、中兴、Alcatel等光传输设备的的特性、安装、维护和操作步骤等有比较清楚的认识和了解；5、对华为、中兴、诺基亚、Alcatel、爱立信等移动通信基站和交换设备的的特性、安装、维护和操作步骤等有比较清楚的认识和了解；6、对光传输设备的组网有比较清楚的认识和了解；7、能读懂与光传输网络设计、安装有关的技术文件和技术图纸，为后续实习和工作打下基础；（三）掌握常见光纤通信系统测试工具、仪器仪表的使用了解和掌握常见光纤通信系统测试工具、仪器仪表的使用方法、步骤和注意事项。

光纤通信实验指导书指导老师：刘红2008年3月第一部分光纤通信无源光器件连接实验实验一连接器和光纤跳线性能测试实验一、实验仪器1、J H5002型光纤通信原理综合实验系统二台2、J H5002B型光纤光无源器件连接实验箱一台3、光功率计一台二、实验目的1、使学生2、深入了解光连接器和光纤跳线器的各种特性3、熟悉光连接器和光纤跳线器的应用方法三、实验内容准备工作：使用两台发送波长分别为1310nm和1550nm 的“JH5002型光纤通信原理综合实验系统”作为1310nm和1550nm光源。

设置两台“JH5002型光纤通信原理综合实验系统”线路编码工作方式为5B6B、输入数据为m序列。

按图1.1.1连接好测试设备，连接尾纤、连接器和光无源部件时注意定位销方向。

连接器跳线图1.1.1 光连接器和跳线性能测试连接示意1、插入损耗测量1）用光功率计测量1310nm光源经尾纤输出在“a”点的光功率P a；然后将信号接入连接器的输入端口；用光功率计测量经一对光连接器和光纤跳线器输出“b”点光功率P b。

记录测量结果，填入表格，计算一对光连接器和光纤跳线器插入损耗值。

2）可以在“b”点之后，再接入一对光连接器和光纤跳线器，测量输出“c”点光功率P c，观测大致的误差偏离值。

2、回波损耗被测件（连接器+跳线器）的回波损耗是指正向入射到被测件的光功率和沿着输入路径返回被测件入口端的光功率比。

实验步骤如下：（1）测量1550nm光分路器（3dB耦合器）的实际分光数值，按图1.1.2连接。

在不连接被测件条件下，测量3dB耦合器a、b两路输出的功率P a和P b。

图1.1.2 3dB耦合器特性测量（2）测量光分路器（3dB耦合器）两路输出的隔离度A ab，按图1.1.3连接。

在耦合器输出端之一的a点输入功率P c dBm，测量耦合器另一输出端b点的输出功率P c,dBm则a，b两点的隔离度A ab=P c- P c, dB。

光纤通信系统实验指导书桂林电子科技大学信息科技学院二零零九年三月目录实验一数字光纤传输测试系统实验 (2)实验二SDH点对点组网2M配置实验 (9)实验三SDH 链型组网配置实验 (17)实验四SDH 环形组网配置实验 (27)实验一数字光纤传输测试系统实验概述光纤通信是利用光波作为载波，以光纤作为传输媒质实现信息传输，是一种最新的通信技术。

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。

通信发展过程是以不断提高载频频率来扩大通信容量，光是一种频率极高的电磁波（3×1014HZ），因此用光作载波进行通信容量极大，是过去通信方式的千百倍，具有极大的吸引力，是通信发展的必然方向。

光纤通信有许多优点：首先它有极宽的频带。

目前我国已完成了10Gbps的光纤通信系统，这意味着在125um的光纤中可以传输大约11万路电话。

其次，光纤的传输损耗很小，传统的同轴电缆损耗约在5dB/Km以上，站间距离不足10Km；而工作在1.55um的光纤最低已达到0.2dB/Km的损耗，站间无中继传输可达100Km以上。

另外，光纤通信还具有抗电磁干扰、抗腐蚀、抗辐射等特点，它。

在地球上有取之不尽，用之不竭的光纤原材料—SiO2光纤通信可用于市话中继线，长途干线通信，高质量彩色电视传输，交通监控指挥，光纤局域网，有线电视网和共用天线（CATV）系统。

波分复用技术（WDM）的出现，使光纤传输技术向更高的领域发展，实现信息宽带、高速传输。

光纤通信将会在光同步数字体系（SDH）、相干光通信、光纤宽带综合业务数字网（B—ISDN）、用户光纤网、ATM及全光通信有进一步发展。

光纤通信系统主要由三部分组成：光发射机、传输光纤和光接收机。

其电/光和光/电变换的基本方式是直接强度调制和直接检波。

实验1 电光、光电转换传输实验一、实验目的1.了解本实验系统的基本组成结构；2.初步了解完整光通信的基本组成结构；3.掌握光通信的通信原理。

二、实验仪器1.光纤通信实验箱2.20M双踪示波器3.FC-FC单模尾纤 1根4.信号连接线 2根三、基本原理本实验系统重要由两大部分组成：电端机部分、光信道部分。

电端机又分为电信号发射和电信号接受两子部分，光信道又可分为光发射端机、光纤、光接受端机三个子部分。

实验系统基本组成结构（光通信）如下图所示：图1.2.1 实验系统基本组成结构在本实验系统中，电发射部分可以是M 序列，可以是各种线路编码（CMI 、5B6B 、5B1P 等），也可以是语音编码信号或者视频信号等，光信道可以是1550nmLD+单模光纤组成，可以是1310nm 激光/探测器组成，也可以是850nmLED+多模光纤（选配）组成。

本实验系统中提供的1550nmLD 光端机是一体化结构，光端机涉及光发射端机TX （集成了调制电路、自动功率控制电路、激光管、自动温度控制等），光接受端机RX （集成了光检测器、放大器、均衡和再生电路）。

其数字电信号的输入输出口，都由铜铆孔开放出来，可自行连接。

一体化数字光端机的结构示意图如下：图1.2.2 一体化数字光端机结构示意图四、实验环节1. 关闭系统电源，将光跳线分别连接TX1550、RX1550两法兰接口（选择工作波长为1550nm 的光信道），注意收集好器件的防尘帽。

2. 打开系统电源，液晶菜单选择“码型变换实验—CMI 码PN ”。

确认，即在P101铆孔输出32KHZ 的15位m 序列。

3. 示波器测试P101铆孔波形，确认有相应的波形输出。

4. 用信号连接线连接P101、P203两铆孔，示波器A 通道测试TX1550测试点，确认有相应的波形输出，调节W205即改变送入光发端机信号（TX1550）幅度，最大不超过P204光接受输入光发射输出5V。

即将m序列电信号送入1550nm光发端机，并转换成光信号从TX1550法兰接口输出。