【正文】 率中心最大，沿纖芯半徑方向逐漸減小。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。但單模光纖由于模間色散很小，所以單模光纖都采用突變型。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(diǎn)的時(shí)間也不相同，因而產(chǎn)生時(shí)延差，使光脈沖受到展寬。這種光纖纖芯的折射率是均勻的，包層的折射率稍低一些。 ? （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。 ? 每種光纖都有特定的工作波長(zhǎng)，當(dāng)注入光信號(hào)的波長(zhǎng)等于工作波長(zhǎng)時(shí)，光纖損耗最小，反之光纖損耗增大。這一段短光纖長(zhǎng)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。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配置的光纖外套是黃色的和白色的為單模。 ? 第三種方法是從光纖外套的顏色上識(shí)別。 ? 其次是從光纖的纖芯直徑去識(shí)別。 ? ? 識(shí)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(hào)中去了解。因此，長(zhǎng)距離大容量的長(zhǎng)途通信干線及跨洋海底光纜線路全部采用單模光纖。但是由于纖芯直徑很小，對(duì)于光纖與光源的耦合及光纖之間的接續(xù)將帶來(lái)明顯困難。 ? ? 用來(lái)傳輸單一基模光波的光纖稱為單模光纖，它要求入射光的波長(zhǎng)大于光纖的截止波長(zhǎng)，單模光纖的纖芯直徑很小，一般為 510μ m。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)。 ? 突變型多模光纖的纖芯部分折射率保持不變，而在纖芯與包層的界面折射率發(fā)生突變。多模光纖的纖芯直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單模光纖，一般為 50200μ m。 ? ? 用來(lái)傳輸多種模式光波的光纖稱為多模光纖，模式的數(shù)目取決于芯徑、數(shù)值孔徑（接收角）、折射率分布特性和波長(zhǎng)。它們的結(jié)構(gòu)不同，因而各具不同的特性與用途。外護(hù)套 ? 圖 層絞式光纜結(jié)構(gòu) 外護(hù)套 包帶 光纖 加強(qiáng)心 ? （二）光纖的分類 ? 光纖有很多種分類方法。光纜中的鋼質(zhì)加強(qiáng)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。 外套涂敷層包層區(qū)纖芯區(qū) ? 圖 光纖結(jié)構(gòu)示意圖 外套涂敷層 包層區(qū) 纖芯區(qū) ? 為了便于工程上的安裝和敷設(shè)，常常將若干根光纖組合成光纜。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(hù)層，用于抵制外界水氣的侵蝕和機(jī)械的擦傷，同時(shí)加強(qiáng)光纖的機(jī)械強(qiáng)度。圖 。 ?第一章 光纖通信認(rèn)知實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 1 光纖、光纜的識(shí)別實(shí)驗(yàn) ? 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ? ； ? 、多模光纖的識(shí)別方法； ? 。 ? 6. 若不作特殊說(shuō)明，本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)輸出的串行數(shù)字序列，低位在前，高位在后。若不作特殊說(shuō)明，白色開(kāi)關(guān)往上，對(duì)應(yīng)的輸出序列為 1；白色開(kāi)關(guān)往下，對(duì)應(yīng)的輸出序列為0。纖芯斷開(kāi)或出現(xiàn)傷痕，光信號(hào)的功率將嚴(yán)重衰耗，出現(xiàn)斷路或增加誤碼等情況。 ? 3. 光器件連接：在摘掉光接口保護(hù)套前，請(qǐng)確保實(shí)驗(yàn)臺(tái)板面清潔，注意收集好接口保護(hù)套；光接頭連接時(shí)，請(qǐng)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(shí)，注意不要過(guò)度彎曲（直徑不得小于 4cm）、扭曲、擠壓或拉扯光纖。 ? 2. 進(jìn)行鉚孔連接時(shí)，連接線接頭插入鉚孔后，輕輕旋轉(zhuǎn)一個(gè)小角度，接頭將和鉚孔鎖死；拔出時(shí)，回轉(zhuǎn)一個(gè)小角度即可輕松拔出，切勿使用莽力，以免插頭針斷在鉚孔中。 ? 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(tái) ? 解放軍理工大學(xué) ? 南京潤(rùn)眾科技公司 ? “開(kāi)始”鍵： ? 1：碼型變換實(shí)驗(yàn) ? 2：光纖傳輸實(shí)驗(yàn) ? 3：光纖測(cè)量實(shí)驗(yàn) ? 4：光纖系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) ? 子菜單： ? 1：碼型變換實(shí)驗(yàn) ? 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?cái)?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(shí)驗(yàn) ? 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(cè)量實(shí)驗(yàn) ? 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(cè)試） ? 收數(shù)據(jù)： ? 誤碼數(shù)： ? 04誤碼 1/10000（誤碼測(cè)試） ? 收數(shù)據(jù)： ? 誤碼數(shù)： ? 4：光纖系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)（數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)） 時(shí)隙 1 時(shí)隙 2 時(shí)隙 3 時(shí)隙 4 時(shí)隙 5 時(shí)隙 6 時(shí)隙 7 時(shí)隙 8 幀頭 PCM1 PCM2 空 空 設(shè)置 信令 數(shù)據(jù) ? 六、使用注意點(diǎn) ? 1. 進(jìn)行鉚孔連接時(shí)，務(wù)必注意鉚孔標(biāo)注的箭頭方向：指向鉚孔，說(shuō)明此鉚孔為信號(hào)輸入孔；背離鉚孔，說(shuō)明此鉚孔為信號(hào)輸出孔。 ? 五、液晶顯示菜單 ? 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)置的菜單顯示如下。光輸入、輸出接口設(shè)計(jì)朝外，方便連接其它光器件。 ? 4．電端機(jī)部分功能強(qiáng)大，電話交換系統(tǒng)，多種線路編碼，完善的數(shù)字時(shí)分復(fù)接系統(tǒng)，功能可定制升級(jí)。適應(yīng)各種實(shí)驗(yàn)需求。各模塊功能既可單獨(dú)做實(shí)驗(yàn)又可組合完成系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。 ? 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(jì)算機(jī)；光功率計(jì)、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(duì)、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(huì)影響一些光器件的測(cè)試實(shí)驗(yàn)）； ? 可選配儀器 ： ? ①外置誤碼測(cè)試儀 ? ②光纜施工工具箱、光纖熔接機(jī)、穩(wěn)定光源、光時(shí)域反射儀等。 ? ? 此模塊主要配合液晶顯示模塊工作，通過(guò)上、下、確認(rèn)等鍵選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)。完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的控制協(xié)調(diào)功能，如測(cè)量信號(hào)的輸入、輸出控制、功能選擇、工作狀態(tài)檢測(cè)等。本模塊為 選配 ?？蓚鬏斈M和數(shù)字信號(hào)，測(cè)試 LED的 PI曲線，具有視頻圖像傳輸?shù)裙δ?。激光管的輸出和光探測(cè)器的輸入連接至固定于地板上的法蘭，方便連接其它光器件。可傳輸模擬和數(shù)字信號(hào)，測(cè)試 LD的 PI曲線，具有無(wú)光告警、自動(dòng)功率控制 APC等功能。一般情況下，一體化數(shù)字光端機(jī)的輸入電平調(diào)節(jié)電位器，都右旋到底。半導(dǎo)體激光二極管LD、工作波長(zhǎng) 1550nm，頻帶為 DC到 5MHZ，方便配套低端測(cè)量?jī)x器使用。 ? ? 此模塊產(chǎn)生輸出頻率、幅度可調(diào)的正弦波、三角波、方波信號(hào)。 ? ? 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(cè)等功能。 ? 數(shù)據(jù)的復(fù)接：多種類型數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)分復(fù)接輸出。 ? ? 此模塊主要完成各種測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生、各種線路編碼、數(shù)據(jù)復(fù)接及一些輔助性功能。 ? ? 此模塊由 USB和 RS232串口兩通信接口組成，完成計(jì)算機(jī)與本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換傳輸功能。實(shí)際應(yīng)用中，一片 MT8870可以最多接入檢測(cè) 16路用戶電路的 DTMF信號(hào)。 ? ? 此模塊采用專用芯片 TP3057來(lái)實(shí)現(xiàn) PCM編譯碼功能，可完成用戶A、 B兩路話音信號(hào)的編譯碼功能。其各項(xiàng)性能指標(biāo)符合郵電部制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 ? 一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 ? 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可分為電端機(jī)模塊、光通信模塊、管理控制模塊、電源供給模塊等四大功能模塊，每個(gè)功能模塊又是由許多子模塊組成： ? （一）電端機(jī)模塊 ? ? 此模塊為電話輸入、輸出接口，由電話專用接口芯片 PBL38710實(shí)現(xiàn)。這套系統(tǒng)采用功能模塊化設(shè)計(jì)，各模塊對(duì)外開(kāi)放。 RZ8644型 光 纖 實(shí) 驗(yàn) 系 統(tǒng) 南京潤(rùn)眾科技有限公司 前 言 ? RZ8644型光纖實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是為了配合 《 光纖通信系統(tǒng) 》 的理論教學(xué)而設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。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(shí)際應(yīng)用狀況。除了配合完成理論教學(xué)外，還可以訓(xùn)練增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，完成模塊的二次性開(kāi)發(fā)。它包含向用戶話機(jī)恒流饋電、向被叫用戶話機(jī)饋送鈴流、用戶摘機(jī)后自行截除鈴流，摘掛機(jī)的檢測(cè)及音頻或脈沖信號(hào)的識(shí)別，用戶線是否有話機(jī)的識(shí)別，語(yǔ)音信號(hào)的 2/4線混合轉(zhuǎn)換，外接振鈴繼電器驅(qū)動(dòng)輸出等功能。 ? 本模塊分為用戶 A， B兩個(gè)模塊，默認(rèn)號(hào)碼為 4 49。 ? ? 此模塊由專用芯片 MT8870來(lái)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。 ? ? 此模塊主要完成局內(nèi)、局間電話用戶撥叫號(hào)碼的識(shí)別、交換控制功能。也為學(xué)生開(kāi)發(fā)上層通信軟件提供了良好的硬件平臺(tái)。 ? 產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)有：各種頻率的時(shí)鐘、方波、 M序列、矩形窄脈沖等、 ? 線路編碼功能有： AMI碼、 HDB3碼、 CMI碼、 5B6B碼、 5B1P碼、擾碼等。 ? ? 此模塊主要完成接收數(shù)據(jù)的時(shí)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。 ? ? 此功能由多個(gè)模塊組成，完成通信線路的誤碼測(cè)試功能，各測(cè)試參數(shù)可設(shè)。 ? （二） 光通信模塊 ? 1．光信道一 ? 一體化數(shù)字光端機(jī)，包括光發(fā)射端機(jī)和光接收端機(jī)。 ? 光端機(jī)的光輸入、輸出接口都由單模尾纖引出至固定于底板的法蘭，方便連接其它光器件。 ? 2．光信道二及 LD性能測(cè)試模塊 ? 由激光管、光探測(cè)器及外圍電路構(gòu)成的光發(fā)射端機(jī)和光接收端機(jī)，關(guān)鍵電氣參數(shù)都可調(diào)節(jié)。激光管工作波長(zhǎng)為 1310nm，頻帶為 DC到 3MHz。 ? 3． LED+多模光纖傳輸擴(kuò)展模塊 ? 由發(fā)光二極管、光檢測(cè)器及外圍電路構(gòu)成的光發(fā)射端機(jī)和光接收端機(jī)，關(guān)鍵電氣參數(shù)都可調(diào)節(jié)。發(fā)光二極管發(fā)光波長(zhǎng)為 850nm，頻帶為 DC到 1GHZ。 ? （三） 管理控制模塊 ? ? 此模塊主要由單片機(jī) 89C51/52編程實(shí)現(xiàn)。 ? ? 此模塊主要完成工作狀態(tài)的顯示，誤碼測(cè)試數(shù)據(jù)的顯示等功能，屬字符型液晶。 ? （四） 電源供給模塊 ? 提供 +12V、 +5V、 +、 5V、 12V、 24V 48V等直流電源。 ? 三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 電話用戶 A PCM編譯碼 記發(fā)器 DTMF檢測(cè) 電話用戶 B PCM編譯碼 數(shù)據(jù)發(fā)送單元 數(shù)字信號(hào)發(fā)生器 線路編碼器 數(shù)據(jù)復(fù)接 數(shù)據(jù)接收單元 時(shí)鐘提取、再生 線路譯碼器 數(shù)據(jù)解復(fù)接 USB接口 RS232串口 中央處理器 功能擴(kuò)展口 模擬信號(hào)源 LD光端機(jī) 工作波長(zhǎng) 1550nm LD激光 /探測(cè)器 工作波長(zhǎng) 1310nm 鍵 盤 液晶顯示 電源 模塊 圖 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 ? 四、系統(tǒng)特點(diǎn) ? 1．采用模塊化設(shè)計(jì)信號(hào)接口開(kāi)放。 ? 2．自帶數(shù)字信號(hào)源、模擬信號(hào)源，可外加信號(hào)，配有計(jì)算機(jī)串口、 USB接口。 ? 3．采用液晶鍵盤顯示管理實(shí)驗(yàn)參數(shù)，取代原有的接插件，實(shí)驗(yàn)方便直觀。 ? 5．電信號(hào)、光信號(hào)均由實(shí)驗(yàn)者連接。 ? 6．整板采用有機(jī)玻璃覆蓋保護(hù)，便于實(shí)驗(yàn)室管理。 ? 按 “ ”、“ ” 鍵即可選擇不同的菜單；按“確認(rèn)”鍵，即進(jìn)入箭頭指向的下一級(jí)菜單；按“返回”鍵，即返回上一級(jí)菜單，如此類推。請(qǐng)勿將兩輸出鉚孔短接。使用方法可參考光盤中的影象片段。因?yàn)槔w芯玻璃細(xì)纖維，非常的脆弱，使用時(shí)請(qǐng)務(wù)必注意。 ? 5. 數(shù)據(jù)發(fā)送單元的 SW101紅色撥碼器，有 8位