【正文】 。漸變型多模光纖（GradedIndex Fiber,GIF），這種光纖纖芯直徑一般為50μm，特點(diǎn)是信號(hào)畸變小。這些光纖的主要特征如下。包層纖芯 光纖的外形光纖的種類很多，這里只介紹作為信息傳輸波導(dǎo)用的由高純度石英（SiO2）制成的光纖。 平時(shí)使用時(shí)，注意保持光纖插頭前端纖芯表面的清潔，避免碰撞、摩擦，如發(fā)現(xiàn)有污物時(shí)，可用軟緞或棉扦沾無水乙醇輕輕擦拭干凈。 光纖部件屬于易損、嬌貴器件，應(yīng)輕拿輕放，避免使用蠻力徑向用勁拽拉光纖或使光纖彎曲弧度過小，造成光纖芯線折斷。另外，還有光纖準(zhǔn)直器、光環(huán)行器等等，其功能和和性能不再一一贅述，可參見相關(guān)教材。對(duì)于光頻穩(wěn)定性要求高的光纖通信系統(tǒng)(如相干光通信系統(tǒng)，密集波分復(fù)用或光頻分復(fù)用系統(tǒng)等)，這部分返回光可能影響光源的工作穩(wěn)定性，進(jìn)而影響到系統(tǒng)的正常工作。例如，光發(fā)射機(jī)中光源所發(fā)出的信號(hào)光，通常是以活動(dòng)連接器的形式耦合到光纖線路中去的。(五) 光隔離器光隔離器是光單向傳輸?shù)囊环N非互易性器件，即光的單向器。半導(dǎo)體光波導(dǎo)開關(guān)：基于電光效應(yīng)——電場(chǎng)引起折射率變化、填充帶效應(yīng)或載流子注入感生折射率變化以及量子限制Stark效應(yīng)場(chǎng)感生折射率變化制作成光開關(guān)。其光開關(guān)優(yōu)點(diǎn)具有重復(fù)性好、開關(guān)速度快、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、尺寸小等。其光開關(guān)優(yōu)點(diǎn)具有插入損耗小、串?dāng)_低；缺點(diǎn)是速度慢，易磨損，容易受振動(dòng)和沖擊的影響。通常，可將光開關(guān)概括為三類，每一類又有多種具體形式。一個(gè)性能良好的光開關(guān)應(yīng)具備插入損耗低、轉(zhuǎn)換重復(fù)性好、開關(guān)速度快、使用壽命長(zhǎng)以及結(jié)構(gòu)緊湊等。 表 法蘭式光可調(diào)衰減器技術(shù)性能參數(shù)參 數(shù)單 位指 標(biāo)工作波長(zhǎng)nm1310或1550附加損耗dB≤衰減量dB0～25輸入/輸出形式FC外形尺寸mmФ19溫度范圍℃40～＋80(四) 光開關(guān)光開關(guān)是使傳輸通路中的光路控制器件，起著控制光信號(hào)通、斷或轉(zhuǎn)換光路的作用。使光纖中的光信號(hào)功率衰減的辦法很多，因此衰減器的原理和結(jié)構(gòu)形式也多種多樣。光衰減器可大致分為固定和可變兩類。熔融拉錐法的工藝相當(dāng)成熟，這種方法己成為當(dāng)前制作光耦合器的主要方法。研磨結(jié)束后，在磨面上加入一小滴匹配液，再將光纖拼接，做成光纖耦合器。因此制作光耦合器的方法主要有：側(cè)面研磨法和熔融拉錐法。插入損耗：是指某一輸出端口的光功率（）與全部輸入光功率（）的比的分貝數(shù)，表示為：功率耦合系數(shù)：定義為耦合臂輸出功率()與輸入光功率()之比，表示為：分光比：定義為耦合器各輸出端口輸出功率()與總輸出功率的比值，表示為：隔離度：是指光耦合器的某一光路對(duì)其他光路中的光信號(hào)的隔離能力。實(shí)際上，對(duì)于路數(shù)較多的合／分路器完全可以采取和墾形粥合器一樣的工藝，如熔融技術(shù)。我們通常又將與波長(zhǎng)無關(guān)的耦合器稱為合／分路器；而將與波長(zhǎng)有關(guān)者又稱為波分復(fù)用器。根據(jù)不同的情況有不同的分類方法。光耦合器在光纖局域網(wǎng)、光纖有線電視網(wǎng)、干涉型光纖傳感器和某些測(cè)量?jī)x表(如光時(shí)域反射計(jì))中有廣泛的應(yīng)用。(二) 耦合器件光耦合器是一種用于傳送和分配光信號(hào)的無源器件。溫度性能：是指連接器能夠正常使用的溫度范圍。使用壽命（插拔次數(shù)）：反映連接器滿足技術(shù)參數(shù)范圍內(nèi)插拔次數(shù)的多少。互換性是指連接器各部件互換時(shí)插入損耗的變化，也用分貝(dB)表示。重復(fù)性和互換性：重復(fù)性和互換性指標(biāo)是對(duì)活動(dòng)連接器而言的。其典型值應(yīng)不小于25dB。插入損耗（Insertion Loss）：即連接損耗，是指光纖中的光信號(hào)通過光纖連接器，其輸出光功率()與輸入光功率()的比的分貝數(shù)，表示為：插入損耗越小越好。連接技術(shù)所造成的損耗往往是主要的，其中軸心錯(cuò)位和間隙造成損耗占有較大的比例。前者主要有軸心錯(cuò)位、有折角、間隙以及端面不完整等造成光損耗。它的特點(diǎn)主要是使用非常方便。按其插針端面形狀也分為平面接觸SC、球面接觸的SC/PC和斜球面接觸的SC/APC幾種結(jié)構(gòu)。SC矩形光纖連接器可以是單纖連接器也可以是多纖連接器。插針套管是氧化鋯整體型，將其端面研磨成凸球面。 SC（矩形）光纖連接器是一種直接插拔耦合式連接器，不用旋轉(zhuǎn)，可自鎖和開啟，為非螺旋卡口型。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、制造容易的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)中套筒是保證插針套管精確對(duì)準(zhǔn)的定位機(jī)構(gòu)。FC型光連接器制造中的主要工藝是高精度插針套管和對(duì)中套筒的加工。FC型連接器結(jié)構(gòu)采用插頭——轉(zhuǎn)接器——插頭的螺旋耦合方式。 FC型（平面對(duì)接型）連接器是一種采用卡口螺紋方式連接。不管何種連接器，都必須具備損耗低、體積小、重量輕、可靠性高、便于操作、重復(fù)性和互換性好以及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。因此彼此是可以結(jié)合和分離的。裸光纖轉(zhuǎn)接器：將裸光纖與光源、探測(cè)器以及各類光儀器進(jìn)行連接的器件，稱為裸光纖轉(zhuǎn)接器。在實(shí)際使用中，往往會(huì)遇到這種情況，即手頭上有某種型號(hào)的插頭，而設(shè)備或儀器上是另一種信號(hào)的插頭或變換器，彼此配接不上，不能工作。轉(zhuǎn)換器又稱法蘭盤。跳線的兩頭可以是同一型號(hào)，也可以是不同的型號(hào)；可以是單芯的，也可以是多芯的。光纖跳線：將一根光纖兩頭都裝上插頭，稱為跳線。兩個(gè)插頭在插入轉(zhuǎn)換器或變換器后可以實(shí)現(xiàn)光纖之間的對(duì)接。這是用于連接兩根光纖或光纜形成連續(xù)光通路的可以可拆卸重復(fù)使用的光“無源器件”，被廣泛應(yīng)用在光纖傳輸線路、光纖配線架和光纖測(cè)試儀器、儀表中，也是目前使用數(shù)量最多的光無源器件。 “ZH7002型光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”。各學(xué)?？筛鶕?jù)自己教學(xué)的需要和開設(shè)特殊實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的要求，在本實(shí)驗(yàn)箱基礎(chǔ)上添置更多的光“無源器件”，增加新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。它的作用概括起來主要是：連接光波導(dǎo)或光路；控制光的傳播方向；控制光功率的分配；控制光波導(dǎo)之間、器件之間和光波導(dǎo)與器件之間的光耦合；以及合波和分波等作用。無源器件的種類繁多，功能及形式各異，但在光纖通信網(wǎng)絡(luò)里是一種使用性很強(qiáng)的不可缺少的器件。 光器件基礎(chǔ)知識(shí)一、無源光器件在光纖通信的傳輸系統(tǒng)中，除了必備的光終端設(shè)備、電終端設(shè)備和光纖之外，在傳輸線路中還需要各種輔助器件以實(shí)現(xiàn)光纖與光纖之間或光纖與光端機(jī)之間的連接、耦合、合／分路、線路倒換以及保護(hù)等多種功能。由圖1－3可以看出，為了滿足不同學(xué)校對(duì)光纖通信教學(xué)實(shí)驗(yàn)方面要求，我們的ZH7002型光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)共有三種配置方式。 模擬圖像傳輸系統(tǒng)信號(hào)的基本流程為：攝像頭→基帶處理→放大→光發(fā)送模塊→（光器件）→光接收模塊→放大→基帶處理→電視機(jī)這樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的目的是為了在不增加成本的條件下最大限度的增加系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，便于將各測(cè)試模塊放在不同系統(tǒng)中進(jìn)行測(cè)試、比較，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)各模塊在系統(tǒng)中的地位、作用、性能的掌握，使學(xué)生對(duì)通信系統(tǒng)有一個(gè)較全面的了解，同時(shí)老師可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)實(shí)際課時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行組織和優(yōu)化。該系統(tǒng)主要有兩路信號(hào)流程： 數(shù)字傳輸系統(tǒng)信號(hào)的基本流程，以電話業(yè)務(wù)為例，發(fā)送支路為：電話機(jī)→用戶電話接口→話音編碼→E1復(fù)接→光終端HDB3編、譯碼→數(shù)據(jù)擾碼→CMI／5B6B編碼→電光轉(zhuǎn)換→光纖。 TP002（地）（在實(shí)驗(yàn)箱左端的信號(hào)輸入接頭）“ZH7002型光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”。 J002（時(shí)鐘測(cè)試信號(hào)輸入），用于向ZH7002型光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中送入各種測(cè)試信號(hào)。 尾纖FC連接端口：分別在光纖收發(fā)模塊UE0UE02的左、右端。電終端主要由下列功能模塊組成：(1) 用戶電話接口模塊(2) 雙音多頻（DTMF）檢測(cè)模塊(3) PCM語(yǔ)音編譯碼模塊(4) 幀傳輸復(fù)接模塊（E1成形模塊）(5) 幀傳輸解復(fù)接模塊（E1解復(fù)接模塊）(6) 發(fā)送定時(shí)模塊二、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)外連接方式“ZH7002型光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”通過下面幾個(gè)端口與外部通信終端或測(cè)量設(shè)備進(jìn)行連接： 電話接口：連接自動(dòng)電話機(jī)，與對(duì)端用戶進(jìn)行通話實(shí)驗(yàn)及測(cè)量。光終端機(jī)主要由下列功能模塊組成：(1) AMI/HDB3線路編解碼模塊(2) 同步數(shù)據(jù)接口模塊(3) CMI編碼模塊(4) CMI譯碼模塊(5) 5B6B編碼模塊(6) 5B6B譯碼模塊 ZH7002型光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)布局圖視頻輸出視頻輸入計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2CMI編碼模塊CMI譯碼模塊5B6B編碼模塊5B6B譯碼模塊解復(fù)接模塊復(fù)接模塊PCM模塊DTMF模塊用戶接口模塊誤碼測(cè)試模塊接收定時(shí)模塊加擾模擬模塊HDB3編譯碼模塊數(shù)據(jù)接口模塊解擾模塊光收發(fā)模塊光收發(fā)模塊波分復(fù)用器：合波器波分復(fù)用器：分波器(7) 加擾碼模塊(8) 解擾碼模塊(9) 光纖收發(fā)模塊（單模）(10) 接收定時(shí)模塊（含數(shù)字、模擬鎖相環(huán)模塊）(11) 誤碼測(cè)試模塊 電終端首先把各路基帶信號(hào)復(fù)接為E1標(biāo)準(zhǔn)的群路電信號(hào)，通過光終端發(fā)送電路變換為光信號(hào)，然后經(jīng)光纖傳輸?shù)浇邮斩?。它由?shù)字光纖信道、直通信道和接口電路組成。計(jì)算機(jī)2可把數(shù)據(jù)通過直通信道，傳送到計(jì)算機(jī)1。 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是一個(gè)雙向雙工的不對(duì)稱信道。經(jīng)過光纖傳輸，進(jìn)入光接收模塊進(jìn)行視頻基帶處理后，由監(jiān)視器顯示來自發(fā)端的視頻信號(hào)。 光無源器件主要由兩個(gè)波分復(fù)用器，一個(gè)分路器，一個(gè)衰減器，兩個(gè)連接器和六根尾纖（包括一根多模和五根單模光纖），用這些器件可以構(gòu)成單芯雙向光纖通信系統(tǒng)以及波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)等。每個(gè)測(cè)試模塊既能單獨(dú)開設(shè)實(shí)驗(yàn)，又能連成系統(tǒng)開設(shè)實(shí)驗(yàn)，老師可以靈活的組織與實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)。為便于學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)，在“ZH7002型光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”中，各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均以模塊進(jìn)行劃分，在PCB板上均由白色細(xì)線條將其明顯分割開來，各大部分在PCB板上則由白色粗線條明顯劃分開來。“ZH7002型光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”給學(xué)生和老師提供了完備的實(shí)驗(yàn)資料（實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書與實(shí)驗(yàn)電原理圖），同時(shí)配備了可靠的電路板保護(hù)膜，為建立開放型的一流實(shí)驗(yàn)室提供了必備的基本條件。 實(shí)用性：使用兩臺(tái)“ZH7002型光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”通過一根光纖就可以構(gòu)成一個(gè)雙向的、遠(yuǎn)距離的（＞50Km）臨時(shí)應(yīng)急通信系統(tǒng)，可傳輸PCM電話、同步數(shù)據(jù)（速率：），計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)、模擬圖像等業(yè)務(wù)。電路功能是按各個(gè)電路測(cè)試模塊進(jìn)行劃分，通過對(duì)這些模塊的測(cè)試，可以讓學(xué)生對(duì)每一種電路模塊的功能和性能有一個(gè)全面的理解；同時(shí)，每個(gè)電路測(cè)試模塊可接入多個(gè)不同系統(tǒng)中進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)，形成一個(gè)較完整的光纖通信系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)。 系統(tǒng)性：系統(tǒng)概念突出、完整、清晰是該設(shè)備的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)。 基礎(chǔ)性：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與當(dāng)今光纖通信原理課程和教學(xué)大綱結(jié)合緊密，具有完善的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。如：激光發(fā)送器的PI特性、光鏈路連接、光接收器的眼圖觀測(cè)等等 多功能：本實(shí)驗(yàn)箱集成了光纖線路設(shè)備（光無源器件）、數(shù)字光纖通信系統(tǒng)、模擬 圖像光纖傳輸系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)光纖傳輸系統(tǒng)、誤碼在線測(cè)試以及二次開發(fā)等多種技術(shù)?！癦H7002型光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”所涉及的技術(shù)在光無源器件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)有波分復(fù)用、擾模器、回波損耗、插入損耗等技術(shù)；模擬圖像傳輸系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)有模擬圖像傳輸和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸與接口等技術(shù)；在光終端機(jī)部分有：HDB3編譯碼、同步數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)擾碼與解擾碼、CMI編譯碼、5B6B編譯碼、誤碼檢測(cè)、光終端定時(shí)和單芯雙向光路傳輸?shù)燃夹g(shù)；在電終端機(jī)部分有：2／4線用戶接口、DTMF檢測(cè)、PCM編碼、數(shù)字復(fù)接解復(fù)接（E1傳輸技術(shù)）和電終端定時(shí)技術(shù)等。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜉^全面的掌握光纖通信的系統(tǒng)組成、基本原理、關(guān)鍵技術(shù)以及主要技術(shù)指標(biāo)的測(cè)量方法?！癦H7002型光纖通信多功能綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”為各高校通信專業(yè)光纖通信課程的教學(xué)提供了先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)手段。五、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告分析總結(jié)各項(xiàng)測(cè)量結(jié)果。正確連接后，在電視屏幕上可以看到圖像且5B6B編碼模塊輸入數(shù)據(jù)測(cè)試點(diǎn)TPB01和5B6B譯碼模塊的譯碼輸出測(cè)試點(diǎn)TPC03顯示的m序列應(yīng)一致，否則，重新檢查連接是否正確。光器件各部件插頭都帶有保護(hù)套，使用時(shí)拔下保護(hù)套，并保存好，便于在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)重新套上。記錄測(cè)量結(jié)果。記錄測(cè)量結(jié)果，填入表格，計(jì)算WDM器件在1550nm波長(zhǎng)時(shí)插入損耗值。(2) 斷開波長(zhǎng)1310nm的光源。對(duì)應(yīng)端口輸出功率（dBm）隔離端口輸出功率（dBm）端口隔離度（dB）（1310nm）：（1310nm）：：（1550nm）：（1550nm）：：（二）合波器測(cè)量（） WDM器件插入損耗測(cè)量(1) 用光功率計(jì)測(cè)量1310nm光源經(jīng)尾纖輸出在“a”點(diǎn)的光功率，然后將信號(hào)從WDM的對(duì)應(yīng)輸入端口（1310nm）送入波分復(fù)用器；用光功率計(jì)測(cè)量“c”點(diǎn)光功率（1310nm）。(2) 將1550nm波長(zhǎng)光源的輸出信號(hào)從“a”點(diǎn)送入波分復(fù)用器，用光功率計(jì)測(cè)量對(duì)應(yīng)輸出端口“c”點(diǎn)光功率，然后快速測(cè)量隔離端口“b”點(diǎn)光功率。輸入功率（dBm）輸出功率（dBm）插入損耗（dB）（1310nm）：（1310nm）：（1310nm）：（1550nm）：（1550nm）：（1550nm）： WDM器件隔離度測(cè)量(1) 將1310nm波長(zhǎng)光源的輸出信號(hào)從“a”點(diǎn)送入波分復(fù)用器，用光功率計(jì)測(cè)量對(duì)應(yīng)輸出端口“b”點(diǎn)光功率，然后快速測(cè)量隔離端口“c”點(diǎn)光功率。(2) 用光功率計(jì)測(cè)量1550nm光源輸出的光功率（1550nm），并從“a”點(diǎn)送入波分復(fù)用器；用光功率計(jì)測(cè)量對(duì)應(yīng)端口（1550nm）“c”點(diǎn)光功率（1550nm）。（一）分波器測(cè)量（