【正文】 。漸變型多模光纖（GradedIndex Fiber,GIF），這種光纖纖芯直徑一般為50μm，特點是信號畸變小。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。 平時使用時，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，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，進而影響到系統(tǒng)的正常工作。例如，光發(fā)射機中光源所發(fā)出的信號光，通常是以活動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)場感生折射率變化制作成光開關(guān)。其光開關(guān)優(yōu)點具有重復(fù)性好、開關(guān)速度快、可靠性高、使用壽命長、尺寸小等。其光開關(guān)優(yōu)點具有插入損耗小、串?dāng)_低；缺點是速度慢，易磨損，容易受振動和沖擊的影響。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，起著控制光信號通、斷或轉(zhuǎn)換光路的作用。使光纖中的光信號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其他光路中的光信號的隔離能力。實際上，對于路數(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無關(guān)的耦合器稱為合／分路器；而將與波長有關(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量儀表(如光時域反射計)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?；Q性是指連接器各部件互換時插入損耗的變化，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)是對活動連接器而言的。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，其中軸心錯位和間隙造成損耗占有較大的比例。前者主要有軸心錯位、有折角、間隙以及端面不完整等造成光損耗。它的特點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)簡單、操作方便、制造容易的優(yōu)點。對中套筒是保證插針套管精確對準(zhǔn)的定位機構(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格低廉等優(yōu)點。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、探測器以及各類光儀器進行連接的器件，稱為裸光纖轉(zhuǎn)接器。在實際使用中，往往會遇到這種情況，即手頭上有某種型號的插頭，而設(shè)備或儀器上是另一種信號的插頭或變換器，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，也可以是不同的型號；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。兩個插頭在插入轉(zhuǎn)換器或變換器后可以實現(xiàn)光纖之間的對接。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驗系統(tǒng)”。各學(xué)?？筛鶕?jù)自己教學(xué)的需要和開設(shè)特殊實驗內(nèi)容的要求，在本實驗箱基礎(chǔ)上添置更多的光“無源器件”，增加新的實驗內(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的不可缺少的器件。 光器件基礎(chǔ)知識一、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現(xiàn)光纖與光纖之間或光纖與光端機之間的連接、耦合、合／分路、線路倒換以及保護等多種功能。由圖1－3可以看出，為了滿足不同學(xué)校對光纖通信教學(xué)實驗方面要求，我們的ZH7002型光纖通信多功能綜合實驗系統(tǒng)共有三種配置方式。 模擬圖像傳輸系統(tǒng)信號的基本流程為：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→電視機這樣設(shè)計實驗系統(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)實驗內(nèi)容，加強學(xué)生的動手能力，便于將各測試模塊放在不同系統(tǒng)中進行測試、比較，加強學(xué)生對各模塊在系統(tǒng)中的地位、作用、性能的掌握，使學(xué)生對通信系統(tǒng)有一個較全面的了解，同時老師可以根據(jù)實驗實際課時對實驗項目進行組織和優(yōu)化。該系統(tǒng)主要有兩路信號流程： 數(shù)字傳輸系統(tǒng)信號的基本流程，以電話業(yè)務(wù)為例，發(fā)送支路為：電話機→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）（在實驗箱左端的信號輸入接頭）“ZH7002型光纖通信多功能綜合實驗系統(tǒng)”。 J002（時鐘測試信號輸入），用于向ZH7002型光纖通信多功能綜合實驗系統(tǒng)中送入各種測試信號。 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）檢測模塊(3) PCM語音編譯碼模塊(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)送定時模塊二、實驗系統(tǒng)對外連接方式“ZH7002型光纖通信多功能綜合實驗系統(tǒng)”通過下面幾個端口與外部通信終端或測量設(shè)備進行連接： 電話接口：連接自動電話機，與對端用戶進行通話實驗及測量。光終端機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驗系統(tǒng)布局圖視頻輸出視頻輸入計算機1計算機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試模塊接收定時模塊加擾模擬模塊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) 接收定時模塊（含數(shù)字、模擬鎖相環(huán)模塊）(11) 誤碼測試模塊 電終端首先把各路基帶信號復(fù)接為E1標(biāo)準(zhǔn)的群路電信號，通過光終端發(fā)送電路變換為光信號，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。計算機2可把數(shù)據(jù)通過直通信道，傳送到計算機1。 計算機數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是一個雙向雙工的不對稱信道。經(jīng)過光纖傳輸，進入光接收模塊進行視頻基帶處理后，由監(jiān)視器顯示來自發(fā)端的視頻信號。 光無源器件主要由兩個波分復(fù)用器，一個分路器，一個衰減器，兩個連接器和六根尾纖（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。每個測試模塊既能單獨開設(shè)實驗，又能連成系統(tǒng)開設(shè)實驗，老師可以靈活的組織與實施實驗教學(xué)。為便于學(xué)習(xí)和實驗，在“ZH7002型光纖通信多功能綜合實驗系統(tǒng)”中，各項實驗內(nèi)容均以模塊進行劃分，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?！癦H7002型光纖通信多功能綜合實驗系統(tǒng)”給學(xué)生和老師提供了完備的實驗資料（實驗指導(dǎo)書與實驗電原理圖），同時配備了可靠的電路板保護膜，為建立開放型的一流實驗室提供了必備的基本條件。 實用性：使用兩臺“ZH7002型光纖通信多功能綜合實驗系統(tǒng)”通過一根光纖就可以構(gòu)成一個雙向的、遠(yuǎn)距離的（＞50Km）臨時應(yīng)急通信系統(tǒng)，可傳輸PCM電話、同步數(shù)據(jù)（速率：），計算機數(shù)據(jù)、模擬圖像等業(yè)務(wù)。電路功能是按各個電路測試模塊進行劃分，通過對這些模塊的測試，可以讓學(xué)生對每一種電路模塊的功能和性能有一個全面的理解；同時，每個電路測試模塊可接入多個不同系統(tǒng)中進行綜合實驗，形成一個較完整的光纖通信系統(tǒng)測試平臺。 系統(tǒng)性：系統(tǒng)概念突出、完整、清晰是該設(shè)備的一個突出優(yōu)點。 基礎(chǔ)性：實驗內(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，具有完善的實驗指導(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等等 多功能：本實驗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)、計算機數(shù)據(jù)光纖傳輸系統(tǒng)、誤碼在線測試以及二次開發(fā)等多種技術(shù)。“ZH7002型光纖通信多功能綜合實驗系統(tǒng)”所涉及的技術(shù)在光無源器件實驗平臺有波分復(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)與計算機數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)有模擬圖像傳輸和計算機數(shù)據(jù)傳輸與接口等技術(shù)；在光終端機部分有：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、光終端定時和單芯雙向光路傳輸?shù)燃夹g(shù)；在電終端機部分有：2／4線用戶接口、DTMF檢測、PCM編碼、數(shù)字復(fù)接解復(fù)接（E1傳輸技術(shù)）和電終端定時技術(shù)等。學(xué)生通過實驗?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)的測量方法?！癦H7002型光纖通信多功能綜合實驗系統(tǒng)”為各高校通信專業(yè)光纖通信課程的教學(xué)提供了先進的實驗手段。五、 實驗報告分析總結(jié)各項測量結(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)測試點TPB01和5B6B譯碼模塊的譯碼輸出測試點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套，使用時拔下保護套，并保存好，便于在實驗結(jié)束時重新套上。記錄測量結(jié)果。記錄測量結(jié)果，填入表格，計算WDM器件在1550nm波長時插入損耗值。(2) 斷開波長1310nm的光源。對應(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）合波器測量（） WDM器件插入損耗測量(1) 用光功率計測量1310nm光源經(jīng)尾纖輸出在“a”點的光功率，然后將信號從WDM的對應(yīng)輸入端口（1310nm）送入波分復(fù)用器；用光功率計測量“c”點光功率（1310nm）。(2) 將1550nm波長光源的輸出信號從“a”點送入波分復(fù)用器，用光功率計測量對應(yīng)輸出端口“c”點光功率，然后快速測量隔離端口“b”點光功率。輸入功率（dBm）輸出功率（dBm）插入損耗（dB）（1310nm）：（1310nm）：（1310nm）：（1550nm）：（1550nm）：（1550nm）： WDM器件隔離度測量(1) 將1310nm波長光源的輸出信號從“a”點送入波分復(fù)用器，用光功率計測量對應(yīng)輸出端口“b”點光功率，然后快速測量隔離端口“c”點光功率。(2) 用光功率計測量1550nm光源輸出的光功率（1550nm），并從“a”點送入波分復(fù)用器；用光功率計測量對應(yīng)端口（1550nm）“c”點光功率（1550n