光纤通信实验报告华北电力大学概要.doc

实验名称 实验一：光纤衰减系数的测量、LED的P-I 特性测量 实验仪器 He-Ni激光器、光功率计、五维微调架、扰摸器、光纤、直流电流源、LED光源 同组人 实 验 目 的 1、了解光纤损耗的定义。 2、学会用截断法测量光纤的损耗。 3、熟悉半导体光源输出光功率与输入电流的关系。 4、掌握P—I曲线的测试方法。 实 验 原 理 1、如输入于光纤的光功率为P1（W），而经过光纤传输后输出的光功率为P2（W），则从两者的比值便可得知传输过程中损耗了多少。因此光纤损耗的定义为： (dB) 如果输入和输出光功率直接以dBm给出，则 (dB)。 用截断法测量光纤损耗的方框图如下图所示，图中扰模器的作用是使模功率分布在光纤的输入端就达到稳定状态。 2、半导体发光二极管（LED）的P—I特性曲线如下图所示，发光二极管不是阈值器件，它的输出功率基本上与注入电流成正比。 实 验 内 容 与 步 骤 一、（一）光纤衰减系数的试验内容 光纤损耗的截断法测量 （二）光纤衰减系数的测量步骤 1、按上图截断法损耗测试方框图连接好光源、光功率计、待测光纤及扰模器，测出光功率P1。 2、在距离光源2米处剪断光纤，测出光功率P2。 3、光纤的损耗系数为： (dB/km) 如果输入和输出光功率直接以dBm给出，则 (dB/km)。 二、(一) LED的P-I 特性测量的实验内容 平均发送光功率的测试 （二）LED的P-I 特性测量步骤 1、用误码仪的码型发生器自A点给数字光发端机送入伪随机二进制序列作为测试信号。 2、从光发端机输出端连接器S中取出光纤插头，用光纤跳线分别插入光发送输出端连接器与光功率计连接器，将光发端机的光输出端与光功率计相连接，此时从光功率计读出的功率P就是光发射端机的平均发送光功率P0。 3改变R406的阻值，在记录上绘出P—I曲线。 实 验 结 果 及 分 析 1、在光纤衰减系数的测量中： 光纤长度为：1.832km ≈2km 全长时输入光功率为：P1= —54dBm (直接以dBm给出) 在距离光源2米处剪断光纤，测出光功率P2= —45dBm 当输入和输出光功率直接以dBm给出，则利用公式 (dB/km)计算光纤衰减系数为： 分析：由结果利用截断法得出的光纤衰减系数误差偏大，主要原因是光纤的纯度不够和仪器的老化引起的，另外就是人为的操作和读数时有偏差，但是基本上可以得出正确的结论。 2、LED的P-I 特性测量 I (mA) 10 20 30 40 50 P 130.3nW 368.9nW 656.5nW 1009nW 1.339μW I (mA) 60 70 80 90 100 P 1.797μW 2.141μW 2.568μW 2.951μW 3.492μW 分析：实验数据值与标定值相近，但是有一定的误差，可能原因是仪器的老化。 思 考 题 解 答 1.讨论截断损耗测试法的误差有哪些？ 答：（1）测量长度时可能测量不精确； （2）光功率计、扰模器等仪器存在一定的噪声和干扰。 2.分析平均光发送功率的测试误差来源。 答：（1）光纤可能会有一定的损耗； （2）光源有一定的寿命，经过很长一段时间的使用，光源会产生一定的误差； （3）测试过程中各种噪声产生的误差； （4）测试仪器本身有一定的误差。 讨 论 与 结 论 这次实验在老师的指点下取完成得不错，在允许的误差范围内达到了试验目的，测出了光线的衰减系数，说明了各种功能的使用方法，并且给出了功率图形。其中，光纤接合的实验老师讲解详细，让我们进一步了解了高科技的应用。 实验名称 实验二：光纤通信系统的码型变换、光纤通信系统眼图测试 实验仪器 光纤通信原理实验箱、示波器 同组人 实 验 目 的 1、了解光纤通信采用的线路码型。 2、掌握CMI码的特点。 3、了解CMI的编解码实现方法。 4、了解光检测模块的光电变换原理。 5、掌握光收端机的功能及电路工作原理。 实 验 原 理 一、码型变换 1、数字光纤通信传输信道中，对于低速率系统采用CMI码，即传号翻转码，即“1”交替地用“00”和“11”表示，而“0”则固定用“01”表示，因此相同的时间内CMI编码器输入1bit输出为2bit，故属于二点平的不归零（RNZ）的1B2B码型，这种码的特点是：1）不连续出现4个以上的“0”码或“1”，易于定时提取。2）电路简单易于实现。3）有一定的纠错能力。4）有恒定的直流成分，低频分量小，频带较宽。5）传输速率为编码前的2倍，适用于低速率的光线传输系统。 2、