【正文】 光性能方面的要求，主要是插入損耗和回波損耗這兩個最基本的參數(shù)。永久性的接續(xù)，大多采用熔接法、粘接法或固定連接器來實現(xiàn)；活動性接續(xù)，一般采用活動連接器來實現(xiàn)。 ? 在本章節(jié)中，將對下列常用光無源器件的指標(biāo)進(jìn)行測量，實驗內(nèi)容根據(jù)實際配置的光器件有所調(diào)整 。 ? 第三、高可靠性。 ? 在光纖傳輸系統(tǒng)中，設(shè)計光無源器件時，應(yīng)注意下面四個問題： ? 第一、使用方便。 ? 第三章 常用光無源器件測試實驗 ? 在光纖傳輸系統(tǒng)中，使用的光無源器件大體上可分下面兩類。上面實驗參數(shù)，驗證了 APC電路對光功率突然變大的影響。 3．加電后即可開始實驗。當(dāng)光發(fā)端機發(fā)出的功率變小時，光檢測器輸出的電流減小，經(jīng) APC電路控制后使驅(qū)動電路電流增大，從而使輸出光功率增大。 ? 二、實驗儀器 ? （激光 /探測器性能測試模塊） ? ? ?三、實驗原理 ? 在光纖通訊系統(tǒng)中，光發(fā)送電路主要由光源驅(qū)動器、光源（主要是半導(dǎo)體光源，包括 LED、 LD等）、光功率自動控制電路（ APC）、檢測器、溫度自動控制（ ATC）以及告警電路等部分組成。 8．測試完畢后，關(guān)閉系統(tǒng)電源，拆除各光器件并套好防塵帽，插好 K0 K02 跳線器。 4．將 K01跳線器拔掉，加電后即可開始實驗。 電 光 測試 數(shù)據(jù) 光發(fā)射 端 機 P201 P FC頭細(xì)尾纖 圖 PI曲線測試連接示意圖 I K02 TP202 0 TP203 四、實驗步驟 ，按照圖 /探測器性能測試模塊、光功率計、電流表連接好。一般用注入電流值來標(biāo)定，也即閥值電流 Ith，當(dāng)輸入電流小于 Ith時，其輸出光為非相干的熒光，類似于 LED發(fā)出光，當(dāng)電流大于 Ith時，則輸出光為激光，且輸入電流和輸出光功率成線性關(guān)系。斜率太小。在門限電流以下，激光器工作于自發(fā)輻射，輸出熒光，功率很小，通常小于 100pw；在門限電流以上，激光器工作于受激輻射，輸出激光，功率隨電流迅速上升，基本上成直線關(guān)系。 ? 五、實驗結(jié)果 ? ，標(biāo)上必要的實驗說明。讀出此時光功率 P0,即為激光器對應(yīng)于全“ 0”碼的輸出光功率。 ? （二） 1310nm激光器消光比測量 ? 1．關(guān)閉系統(tǒng)電源，將 1310nm激光器的 TX1310法蘭接口、 FCFC單模尾纖、光功率計連接好（ TX1310法蘭輸出通過尾纖接到光功率計），注意收集好器件的防塵帽。 ? SW101設(shè)置為 00000000， W205保持不變，記錄碼型和對應(yīng)的輸出光功率 P0。 ? P101鉚孔波形，確認(rèn)有相應(yīng)的波形輸出。因此我們可以采用，當(dāng)激光器電流最小時 (對應(yīng)全“ 0”)，測出此時的光功率 P0。 ? 1550數(shù)字光端機實驗測量結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示： 0110 PE X T L g P?電 光 自編數(shù)據(jù)序列 光發(fā)射 端 機 TX1550 P FCFC 全 0 全 1 圖 平均光功率測試結(jié)構(gòu)示意圖 ? 本實驗主要對激光 /探測器的消光比進(jìn)行測量。 ? 五、實驗結(jié)果 ? ，標(biāo)上必要的實驗參數(shù)說明，歸納出光發(fā)射機輸出的光功率與輸入電信號的那些參數(shù)有關(guān)。 ? W205值，以同樣的方法測試，記錄 TX1550點信號電平值和對應(yīng)的輸出光功率，得出你的結(jié)論。 ? 5. 調(diào)節(jié)光功率計工作波長“ 1550nm”、單位“ dBm”，讀取此時光功率P，即為 1550nm光發(fā)射端機在正常工作情況下，對于撥碼器設(shè)置 32K的 10001000序列的平均光功率，記錄碼型和光功率 ? 6. 撥碼器設(shè)置其它序列組合， W205保持不變，記錄碼型和對應(yīng)的輸出光功率，得出你的結(jié)論。 ? ，液晶菜單選擇“碼型變換實驗 CMI碼設(shè)置” 確認(rèn)，即在 P101鉚孔輸出 32KHZ的 SW101撥碼器設(shè)置的 8比特周期性序列，如10001000。 實驗 1 數(shù)字光發(fā)端機的平均光功率測量 ? 一、實驗?zāi)康? ? ； ? 。 ? 第二章 光發(fā)射端機指標(biāo)測試實驗 ? 在光纖通信中，首先要將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?，最常用的光源是半?dǎo)體激光器和發(fā)光二極管。 ? 注： 本實驗也可選擇工作波長為 1310nm和擴展模塊的光信道。改變SW101撥碼器設(shè)置（往上為 1，往下為 0），以同樣的方法測試，驗證P204和 TX1550測試點波形是否跟著變化。 ? 4. 用信號連接線連接 P10 P203兩鉚孔，示波器 A通道測試 TX1550測試點，確認(rèn)有相應(yīng)的波形輸出，調(diào)節(jié) W205即改變送入光發(fā)端機信號（ TX1550）幅度，最大不超過 5V。一體化數(shù)字光端機的結(jié)構(gòu)示意圖如下： ? 圖 一體化數(shù)字光端機結(jié)構(gòu)示意圖 P204 P203 TX 光接收輸入 光發(fā)射輸出 光纖 ?四、實驗步驟 ? 1. 關(guān)閉系統(tǒng)電源，將光跳線分別連接 TX1550、 RX1550兩法蘭接口（選擇工作波長為 1550nm的光信道）， 注意收集好器件的防塵帽 。電端機又分為電信號發(fā)射和電信號接收兩子部分，光信道又可分為光發(fā)射端機、光纖、光接收端機三個子部分。當(dāng)彎曲半徑大 ? 5～ 10cm時，由彎曲造成的損耗可以忽略。 ? 這是單模光纖的另一重要參數(shù)，也稱為光點尺寸。這樣可以推算出由于彎曲增加的衰耗，而有效截止波長就是這樣定義的，在截止波長下由于彎曲增加的損耗是 。 ? 6. 有效截止波長。 ? 5. 帶寬 ? 帶寬是光纖的一個重要參數(shù)，它使?jié)u變型光纖像一個低通濾波器一樣，對光發(fā)射機的功率調(diào)制產(chǎn)生影響。對于拉得好或質(zhì)量高的光纖，基本上可以忽略這種損耗。 ? (3) 波導(dǎo)散射損耗 ? 這是由于交界面隨機的畸變或粗糙所產(chǎn)生的散射，實際上它是由表面畸變或粗糙所引起的模式轉(zhuǎn)換或模式耦合。 光纖材料在加熱過程中，由于熱騷動，使原子得到的壓縮性不均勻，使物質(zhì)的密度不均勻，進(jìn)而使折射率不均勻。對于純石英光纖，雜質(zhì)引起的損耗影響可以不考慮。另一個物質(zhì)固有吸收帶在紫外波段，吸收很強時，它的尾巴會拖到～ m波段里去?？梢钥闯?，光在漸變光纖中會自覺地進(jìn)行調(diào)整，從而最終到達(dá)目的地，這叫做自聚焦。同樣的過程不斷發(fā)生，直至光在某一折射率層產(chǎn)生全反射，使光改變方向，朝中心較高的折射率層行進(jìn)。光纖中心芯到玻璃包層的折射率是逐漸變小，可使高次模的光按正弦形式傳播，這能減少模間色散，提高光纖帶寬，增加傳輸距離，但成本較高，現(xiàn)在的多模光纖多為漸變型光纖。這種光纖的傳輸模式很多，各種模式的傳輸路徑不一樣，經(jīng)傳輸后到達(dá)終點的時間也不相同，因而產(chǎn)生時延差，使光脈沖受到展寬。 ? （三）一般成品光纖的主要參數(shù) ? 1. 光纖的 纖芯 折射率分布 ? 纖芯折射率分布一般分為兩類，即梯度型和階躍型。這一段短光纖長度為 3米或 5米、 10米，因其位置處于光纖線路的尾部，故常稱為尾纖。 ? 第三種方法是從光纖外套的顏色上識別。 ? ? 識別單模光纖與多模光纖的基本方法是從光纖的產(chǎn)品規(guī)格代號中去了解。但是由于纖芯直徑很小，對于光纖與光源的耦合及光纖之間的接續(xù)將帶來明顯困難。常做成大芯徑（例如 100μ m）、大數(shù)值孔徑（例如 NA大于 ）光纖，提高光源與光纖的耦合效率，適用于短距離、小容量的系統(tǒng)。多模光纖的纖芯直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單模光纖，一般為 50200μ m。它們的結(jié)構(gòu)不同，因而各具不同的特性與用途。光纜中的鋼質(zhì)加強心，一方面是為了提高其抵抗張力的能力；另一方面由于鋼質(zhì)心的熱膨脹系數(shù)小于塑料，所以它能抵制塑料的伸縮從而使光纜的溫度特性有所改善。纖心由高度透明的材料制成；包層的折射率略小于纖心，從而造成一種光波導(dǎo)效應(yīng)，使大部分的光波被束縛在纖心中傳輸；涂敷層作為光纖的保護層，用于抵制外界水氣的侵蝕和機械的擦傷，同時加強光纖的機械強度。 ?第一章 光纖通信認(rèn)知實驗 實驗 1 光纖、光纜的識別實驗 ? 一、實驗?zāi)康? ? ； ? 、多模光纖的識別方法； ? 。若不作特殊說明，白色開關(guān)往上，對應(yīng)的輸出序列為 1；白色開關(guān)往下，對應(yīng)的輸出序列為0。 ? 3. 光器件連接：在摘掉光接口保護套前，請確保實驗臺板面清潔，注意收集好接口保護套；光接頭連接時，請預(yù)先了解接頭的結(jié)構(gòu)，手持接頭金屬部分，按接口的軸線方向輕插輕拔，防止損壞纖芯； ? 4. 使用光纖時，注意不要過度彎曲（直徑不得小于 4cm）、扭曲、擠壓或拉扯光纖。 ? 詳細(xì)菜單顯示如下： ? “復(fù)位”鍵： ? 歡迎使用 ? 光纖通信系統(tǒng)平臺 ? 解放軍理工大學(xué) ? 南京潤眾科技公司 ? “開始”鍵： ? 1：碼型變換實驗 ? 2：光纖傳輸實驗 ? 3：光纖測量實驗 ? 4：光纖系統(tǒng)實驗 ? 子菜單： ? 1：碼型變換實驗 ? 01 CMI碼 PN（固定碼型、速率的 m序列，下同） ? 02 CMI碼設(shè)置（由 SW101撥碼器設(shè)置的 8比特數(shù)據(jù)，下同） ? 03 5B1P碼設(shè)置 ? 04 5B6B碼設(shè)置 ? 05 擾碼 PN ? 06 擾碼設(shè)置 ? 07 HDB3碼 PN ? 08 HDB3碼設(shè)置 ? 09 AMI碼 PN ? 0A AMI碼設(shè)置 ? 2：光纖傳輸實驗 ? 01 窄脈沖（頻率 256K，脈寬： 15ns） ? 02 USB數(shù)據(jù) ? 03 串口數(shù)據(jù) ? 04 PCM數(shù)據(jù)（ A/D轉(zhuǎn)換） ? 05 E1數(shù)據(jù)傳輸（標(biāo)準(zhǔn)的 ） ? 3：光纖測量實驗 ? 01 平均發(fā)光功率 ? 02 接收靈敏度 ? 正常 /誤碼 ? 03誤碼 0/10000（誤碼測試） ? 收數(shù)據(jù)： ? 誤碼數(shù)： ? 04誤碼 1/10000（誤碼測試） ? 收數(shù)據(jù)： ? 誤碼數(shù)： ? 4：光纖系統(tǒng)實驗（數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)） 時隙 1 時隙 2 時隙 3 時隙 4 時隙 5 時隙 6 時隙 7 時隙 8 幀頭 PCM1 PCM2 空 空 設(shè)置 信令 數(shù)據(jù) ? 六、使用注意點 ? 1. 進(jìn)行鉚孔連接時，務(wù)必注意鉚孔標(biāo)注的箭頭方向：指向鉚孔，說明此鉚孔為信號輸入孔；背離鉚孔，說明此鉚孔為信號輸出孔。光輸入、輸出接口設(shè)計朝外，方便連接其它光器件。適應(yīng)各種實驗需求。 ? 二、配套儀器 ? 最低配置儀器 ： 20M通用雙蹤示波器或虛擬儀器，單模尾纖 ? 建議配置器件 ：計算機；光功率計、多種接口標(biāo)準(zhǔn)的光跳線（法蘭）、波分復(fù)用 /解復(fù)用器一對、光可調(diào)衰減器、光固定衰減器、光分路器、光隔離器等，根據(jù)學(xué)校情況選配（會影響一些光器件的測試實驗）； ? 可選配儀器 ： ? ①外置誤碼測試儀 ? ②光纜施工工具箱、光纖熔接機、穩(wěn)定光源、光時域反射儀等。完成整個實驗系統(tǒng)的控制協(xié)調(diào)功能，如測量信號的輸入、輸出控制、功能選擇、工作狀態(tài)檢測等?？蓚鬏斈M和數(shù)字信號，測試 LED的 PI曲線，具有視頻圖像傳輸?shù)裙δ??？蓚鬏斈M和數(shù)字信號，測試 LD的 PI曲線，具有無光告警、自動功率控制 APC等功能。半導(dǎo)體激光二極管LD、工作波長 1550nm，頻帶為 DC到 5MHZ，方便配套低端測量儀器使用。 ? ? 此模塊主要完成調(diào)節(jié)接收電路均衡特性、接收數(shù)字序列的眼圖觀測等功能。 ? ? 此模塊主要完成各種測試信號產(chǎn)生、各種線路編碼、數(shù)據(jù)復(fù)接及一些輔助性功能。實際應(yīng)用中，一片 MT8870可以最多接入檢測 16路用戶電路的 DTMF信號。其各項性能指標(biāo)符合郵電部制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這套系統(tǒng)采用功能模塊化設(shè)計，各模塊對外開放。它一方面結(jié)合了當(dāng)今光纖通信原理課程的教學(xué)與改革，另一方面結(jié)合了當(dāng)今光纖通信發(fā)展方向和工程實際應(yīng)用狀況。它包含向用戶話機恒流饋電、向被叫用戶話機饋送鈴流、用戶摘機后自行截除鈴流，摘掛機的檢測及音頻或脈沖信號的識別，用戶線是否有話機的識別，語音信號的 2/4線混合轉(zhuǎn)換，外接振鈴繼電器驅(qū)動輸出等功能。 ? ? 此模塊由專用芯片 MT8870來完成 DTMF分組濾波和 DTMF譯碼功能，輸出相應(yīng) 16種 DTMF頻率組合的 4位并行二進(jìn)制碼。也為學(xué)生開發(fā)上層通信軟件提供了良好的硬件平臺。 ? ? 此模塊主要完成接收數(shù)據(jù)的時鐘提取再生、各種線路編碼的譯碼、復(fù)用數(shù)據(jù)的分解及一些輔助性功能。 ? （二） 光通信模塊 ? 1．光信道一 ? 一體化數(shù)字光端機，包括光發(fā)射端機和光接收端機。 ? 2．光信道二及 LD性能測試模塊 ? 由激光管、光探測器及外圍電路構(gòu)成的光發(fā)射端機和光接收端機，關(guān)鍵電氣參數(shù)都可調(diào)節(jié)。 ? 3． LED+多模光纖傳輸擴展模塊 ? 由發(fā)光二極管、光檢測器及外