06級光纖通信實驗講義

1、光纖通信原理與應用實驗講義南陽師范學院物理與電子工程學院編訂人：海濤目 錄實驗一 雙光纖通信傳輸認識1實驗二 激光器PN特性曲線測量8實驗三 自動功率控制(APC)原理12實驗四 光接收機電路原理20實驗五 數(shù)字信號電光、光電傳輸24實驗六 模擬信號電光、光電傳輸26實驗七 光纖通信線路碼29實驗八 波分復分(WDM)光纖通信35實驗九 電話語音光傳輸42實驗十 二八臺計算機單/雙光纖全雙工通信傳輸46實驗一 雙光纖通信傳輸認識光纖通信是近代通信發(fā)展的一個重要部分，初步了解光纖通信的基本組成，建立光纖通信的基本概念。一、實驗目的 1了解雙光纖通信傳輸實驗箱的結(jié)構(gòu)。 2了解各模塊的功能和作用。

2、3了解雙光纖通信傳輸實驗的特點。 二、實驗內(nèi)容 1熟悉雙光纖通信傳輸實驗箱各模塊的功能和作用。 2熟悉雙光纖通信傳輸實驗箱的使用與操作。3了解雙光纖通信的波分復用傳輸方法。 三、實驗儀器THKEGC-2 型實驗箱一臺、FC/PC 連接器一只、1310nm/1550nm 波分復用器兩只(接頭類型：FC/PC)、示波器一臺。 四、實驗箱結(jié)構(gòu)、特點 (一) 結(jié)構(gòu)簡介 實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖 1-1 所示。光纖通信傳輸實驗系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，分為左右兩大模塊(兩套光纖發(fā)送接收系統(tǒng))，每一個模塊中又由許多子模塊組成： 圖 1-1 雙光纖通信傳輸實驗箱模塊結(jié)構(gòu)圖11310nm 光發(fā)送接收系統(tǒng) 1）固定速率時

3、分復用/解復用模塊 復接模塊：三路串行數(shù)據(jù)輸入接口，一路串行數(shù)據(jù)輸出接口。完成將三路串行數(shù)據(jù)打包成一路串行數(shù)據(jù)，結(jié)合解復用模塊及光纖收發(fā)模塊即可完成三路串行數(shù)據(jù)的單光纖傳輸。 解復用模塊：一路串行數(shù)據(jù)輸入接口，二路并行數(shù)據(jù)(三路數(shù)據(jù)中的一路是幀信號)直接輸出到 LED 燈顯示。完成將一路串行數(shù)據(jù)還原成二路并行數(shù)據(jù)，結(jié)合復接模塊及光纖收發(fā)模塊即可完成三路串行數(shù)據(jù)的單光纖傳輸。接口參數(shù)：三路輸出數(shù)據(jù)的速率：64Kbps 接口類型：NRZ。 固定速率數(shù)據(jù)信號源模塊 此模塊產(chǎn)生三路速率為 64K 的單極性不歸零碼(NRZ)，數(shù)據(jù)信號幀長為 8 位，其中兩路可作為數(shù)據(jù)信息，每路 8 位，另外 8 位中的

4、 7 位可作為集中插入幀同步碼。通過拔動開關(guān)，可以很方便地改變碼信息，并由發(fā)光二極管指示。 固定速率時分復用復接模塊此模塊將固定速率數(shù)據(jù)信號源模塊產(chǎn)生的三路 NRZ 碼復接成一路速率為 128K 的信號，該信號由 24 位信息組成，其中 16 位為數(shù)據(jù)信息，另外 8 位作為幀同步碼。 固定速率時分復用分接模塊 此模塊將固定速率時分復用復接模塊產(chǎn)生的信號分接，還原成與固定速率數(shù)據(jù)信號源模塊拔動開關(guān)相對應的并行數(shù)據(jù)信息，并通過發(fā)光二極管指示。 2） 變速率時分復用/解復用模塊 復接模塊：四路串行數(shù)據(jù)輸入接口，一路串行數(shù)據(jù)輸出接口。完成將四路串行數(shù)據(jù)打包成一路串行數(shù)據(jù)，配合解復用模塊及光纖收發(fā)模塊即

5、可完成四路串行數(shù)據(jù)的單光纖傳輸。 解復用模塊：一路串行數(shù)據(jù)輸入接口，四路串行數(shù)據(jù)輸出接口。完成將一路串行數(shù)據(jù)還原成四路串行數(shù)據(jù)，配合復接模塊及光纖收發(fā)模塊即可完成四路串行數(shù)據(jù)的單光纖傳輸。 接口參數(shù)：四路輸入數(shù)據(jù)的速率：064Kbps 接口類型：RS232、NRZ 等。 3）CMI 編譯碼模塊 編碼模塊：將輸入的數(shù)字信號進行 CMI 編碼。譯碼模塊：將輸入的 CMI 碼進行譯碼。由CPLD(EPM3256)完成。 4）電話接口模塊 此模塊為獨立的電話輸入、輸出接口，通過專用電話接口芯片實現(xiàn)。 5）PCM 編譯碼模塊 此模塊通過專用芯片來實現(xiàn) PCM 編譯碼電路，可同時完成兩路信號的編譯碼。PC

6、M 模塊可以實現(xiàn)傳輸兩路語音信號的功能，采用 TP3067 編譯碼芯片。 6）可調(diào)信號源模塊 此模塊能輸出三種模擬信號：方波、正弦波、三角波。頻率(0.510KHz)可調(diào)。正弦波幅度可調(diào)。 7）四個串行通信接口模塊 此模塊配有 RS232 接口和信號端口 TXD(發(fā)送)和 RXD(接收)。與變速率時分復用/解復用模塊及光纖收發(fā)模塊結(jié)合，可實現(xiàn)自發(fā)自收通信實驗、兩臺計算機、四臺計算機之間的全雙工數(shù)據(jù)光纖通信實驗。 若再與兩種波長的光纖收發(fā)模塊結(jié)合可完成二八臺計算機之間的全雙工數(shù)據(jù)通信實驗。 8）1310nm 波長光發(fā)送模塊 主要完成電光信號的轉(zhuǎn)換，即可傳輸模擬信號(包括視頻、音頻信號)，又可傳輸

7、數(shù)字信號，同時具有無光告警及光器件損壞告警指示。它主要有模擬調(diào)制模塊和數(shù)字調(diào)制模塊(包括：自動功率控制電路(APC)、無光檢測電路、光器件損壞檢測電路等)組成。配有視頻專用接口。 9）1310nm 波長光接收模塊 主要完成光電信號的轉(zhuǎn)換，小信號的檢測與信號的恢復放大等功能。它主要有光檢測電路、濾波電路、第一放大電路、第二放大電路、判決電平調(diào)節(jié)電路、整形電路等組成。配有視頻專用接口。 21550nm 光發(fā)送接收系統(tǒng) 1550nm 光發(fā)送接收系統(tǒng)中的模塊與 1310nm 光發(fā)送接收系統(tǒng)的功能一樣。主要是波長不一樣。 (二) 系統(tǒng)特點 1 采用對稱模塊化雙光端機設(shè)計，體現(xiàn)了現(xiàn)代性(如新型器件 CPL

8、D)和系統(tǒng)性(各模塊既可單獨做實驗又可靈活組合做系統(tǒng)實驗)。 2光器件全外置設(shè)計。 3每個光端機自帶數(shù)字信號源和終端顯示模塊，無示波器也可觀測實驗現(xiàn)象與結(jié)果。 4包含雙三路固定速率時分復用模塊。 5包含雙四路固定速率時分復用模塊。 6采用高可靠性的接插件，靈活搭線，性能穩(wěn)定。 7系統(tǒng)自帶兩片 CPLD 芯片，并有下載接口和下載線，可進行二次開發(fā)。 3雙光纖通信的波分復用傳輸以模擬信號、數(shù)字信號雙向通信的波分復用傳輸為例，介紹雙光纖通信傳輸實驗箱的特點。由實驗老師進行演示。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1-2所示。圖 1-2 模擬信號、數(shù)字信號的波分復用傳輸模擬信號源（可以是實驗箱自帶的信號源；也可以采用模擬攝

9、像頭，對應的示波器改為監(jiān)視器。）接入 1310nm 光端機部分的模擬信號輸入端口，通過光發(fā)送器件轉(zhuǎn)換為光信號發(fā)送，經(jīng)光纖和波分復用器傳輸后，由 1550nm 光端機部分光接收器件轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)模擬信號輸出端口輸出，由示波器（監(jiān)視器）顯示。數(shù)字信號源（R_D1、R_D2 等）接入 1550nm 光端機部分的數(shù)字信號輸入端口，通過光發(fā)送器件轉(zhuǎn)換為光信號發(fā)送，經(jīng)光纖和波分復用器傳輸后，由 1310nm 光端機部分光接收器件轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)數(shù)字信號輸出端口輸出，由示波器或終端顯示模塊顯示。 五、實驗注意事項 1波分復用器屬易損器件，應輕拿輕放。 2光器件連接時，注意要用力均勻。 六、演示實驗步驟 1

10、了解雙光纖通信傳輸實驗箱的結(jié)構(gòu) 對照圖 1-1 了解雙光纖通信傳輸實驗箱的結(jié)構(gòu)及各功能模塊所在區(qū)域。了解各信號輸入/輸出端口的位置和意義。 2模擬信號、數(shù)字信號的波分復用傳輸（由實驗老師演示） 1) 電氣實驗導線的連接： 關(guān)閉系統(tǒng)電源，將 1310nm 光端機的模擬信號源正弦波輸出端 L_SINE（或模擬攝像頭）與1310nm 光發(fā)送模塊的模擬信號輸入端口 L_AIN 相連，將開關(guān) S71 撥向右邊 (傳輸模擬信號)；將 1550nm 光端機的固定速率數(shù)據(jù)信號源輸出端 R_D1 與 1550 nm 光發(fā)送模塊的數(shù)字信號輸入端口 R_DIN 相連，將開關(guān) S91 撥向左邊 (傳輸數(shù)字信號)。 2

11、) 光路部分的連接： 取下 1310nm 光發(fā)/光收端口上的紅色橡膠保護套。 取一只波分復用器，取下其雙光纖端的兩根光纖的橡膠保護套。 將波分復用器的 1310nm 端與 1310nm 光發(fā)送端口(1310nm TX)的連接器對接，即：將光纖小心地插入連接器，在插入的同時保證光纖的凸起部分與連接器的凹槽完全吻合，然后擰緊固定帽即可。 同樣將波分復用器的 1550nm 端與 1310nm 光接收端口(1310nm RX)的連接器對接。 用同樣的方法將另一只波分復用器的 1550nm 端與 1550nm 光發(fā)送端口(1550nm TX)的連接器對接；同樣將波分復用器的 1310nm 端與 1550

12、nm 光接收端口(1550nm RX)的連接器對接。 取一只連接器，取下其兩端的保護套；取下兩只波分復用器單光纖端的保護套，分別將它們與連接器連接好。 3) 模擬信號的觀測： 開啟系統(tǒng)電源，分別用示波器（或監(jiān)視器）觀察 1310nm 光發(fā)端機的模擬信號輸入端 L_AIN與 1550nm 光收端機模擬信號輸出端 R_AOUT 的波形?？烧{(diào)節(jié)電位器改變模擬信號源的頻率和幅度。調(diào)節(jié)電位器 W73 順時針旋轉(zhuǎn)到底，使偏置電流最大。分別調(diào)節(jié)電位器 W71(輸入模擬信號衰減)和 WA 1 (增益調(diào)節(jié))使示波器上看到不失真的波形。改變模擬信號源的頻率，觀察波形。 4) 數(shù)字信號的觀測： 開啟系統(tǒng)電源，分別用

13、示波器觀察1310nm光收端機的數(shù)字信號輸出端L_DOUT與1550nm光發(fā)端機數(shù)字信號輸入端 R_DIN 的波形。調(diào)節(jié)電位器W81(增益調(diào)節(jié))，使輸出波形與信碼一致。通過拔動開關(guān)改變數(shù)字信號源的碼型，觀察波形。 七、實驗報告要求 1 畫出雙光纖通信傳輸實驗箱模塊結(jié)構(gòu)圖。 2 對光纖傳輸系統(tǒng)的認識和體會。 實驗二 激光器PI特性曲線測量一、實驗目的1了解半導體激光器的發(fā)光原理。2了解半導體激光器平均輸出光功率與驅(qū)動電流的關(guān)系。3掌握半導體激光器P-I 曲線的測試及繪制方法。二、實驗內(nèi)容測量半導體激光器的功率和驅(qū)動電流，并畫出P-I 關(guān)系曲線。三、實驗儀器示波器一臺、THKEGC-2 型實驗箱一

14、臺、光功率計一只、萬用表一只、FC-ST 光跳線一根。四、基本原理1半導體激光器的功率特性及伏安特性。半導體激光器的輸出光功率與驅(qū)動電流的關(guān)系如圖2-1 所示，該特性有一個轉(zhuǎn)折點，相應的驅(qū)動電流稱為門限電流(或稱閥值電流)，用Ith 表示。在門限電流以下，激光器工作于自發(fā)發(fā)射，輸出熒光功率很小，通常小于100puW；在門限電流以上，激光器工作于受激發(fā)射，輸出激光，功率隨電流迅速上升，基本上成直線關(guān)系。激光器的電流與電壓的關(guān)系相似于正向二極管特性，如圖2-2 所示，由于包含兩個PN 結(jié)，所以在正常工作電流下激光器兩極間的電壓約為1.2V。圖2-1 激光器的功率特性 圖2-2 激光器的伏安特性閾值

15、條件就是光諧振腔中維持光振蕩的條件。設(shè)受激發(fā)射所產(chǎn)生的光介質(zhì)的平均增益系數(shù) (單位長度上的增益)為g ，光介質(zhì)的平均損耗系數(shù)為a ，則光諧振腔產(chǎn)生和維持光振蕩的條件為光子在光諧振腔中來回反射一次所產(chǎn)生的光能增益大于或等于光能的損耗，用公式表示為： （2-1）式中L 為光諧振腔的長度，r1、r2 分別為光諧振腔兩端鏡面的反射系數(shù)(0<<1、0< <1)。從式(2-1)解得門限狀態(tài)下的增益系數(shù)為 （2-2）為門限狀態(tài)下驅(qū)動有源區(qū)的電流密度。 為平均增益因子，其值取決于激光器的材料與結(jié)構(gòu)。電流密度Jth 按下式可決定門限電流。式中b 為有源區(qū)寬度， >1 為電流側(cè)向擴展

16、因子。采用BH，DC-PBH 和RWG 激光器結(jié)構(gòu)，可使 接近于1，故能獲得小的門限電流。激光器功率特性的線性程度對模擬光纖傳輸系數(shù)的非線性失真指標影響很大。半導體激光二極管(LD)或簡稱半導體激光器與發(fā)光二極管LED 不同，它通過受激輻射發(fā)光，是一種閥值器件。由于受激與自發(fā)輻射的本質(zhì)不同，導致了半導體激光器不僅能產(chǎn)生高功率(10mW)輻射，而且輸出光發(fā)散角窄(垂直發(fā)散角為3050º，水平發(fā)散角為030º)，與單模光纖的耦合效率高(約30%50%)，輻射光譜線窄(A 入=0.11.0nm)，適用于高比特工作，載流子復合壽命短，能進行高速(>20GHz)直接調(diào)制，非常適

17、合于作高速遠距離光纖通信系統(tǒng)的光源。對于線性度良好的半導體激光器，輸出功率可以表示為：其中這里的量子效率int(表征驅(qū)動電子通過受激輻射轉(zhuǎn)化為光子的比例)。在高于閥值區(qū)域，大多數(shù)半導體激光器的int 近于1。(2-3)式表明，激光輸出功率決定于內(nèi)量子效率和光腔損耗，并隨著電流而增大，當驅(qū)動電流I>Ith 時，輸出功率與I 成線性關(guān)系。其增大的速率即P-I 曲線的斜率，稱為斜率效率。P-I 特性是選擇半導體激光器的重要依據(jù)。在選擇時，應選閥值電流Ith 盡可能小，Ith 對應P 值小，而且沒有扭折點的半導體激光器，這樣的激光器工作電流小，工作穩(wěn)定性高，消光比大，而且不易產(chǎn)生光信號失真。且要

18、求P-I 曲線的斜率適當。斜率太小，則要求驅(qū)動信號小，給驅(qū)動電路帶來麻煩：斜率太大，則會出現(xiàn)光反向噪聲和自動光功率控制環(huán)路調(diào)整困難。半導體激光器具有高功率密度和極高量子效率的特點，微小的電流變化會導致光功率輸出變化，是光纖通信中重要的一種光源，激光二極管可以看作為一種光學振蕩器，要形成光的振蕩，就必須要有光放入機制，也即激活介質(zhì)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，而且產(chǎn)生的增益足以抵消所有的損耗。將開始出現(xiàn)凈增益的條件稱為閥值條件。一般用驅(qū)動電流值來標定閥值條件，也即閥值電流Ith，當輸入電流小于Ith 時，其輸出光為非相干的熒光，類似于LED 發(fā)出的光，當電流大于Ith 時，則輸出光為激光，且輸入電流和輸出

19、光功率成線性關(guān)系，該實驗就是對該線性關(guān)系進行測量，以驗證P-I 的線性關(guān)系。在實驗中所用到的半導體激光器輸出波長分別為1310nm、1550nm，F(xiàn)C 接口。圖2-3半導體激光器P-I 曲線示意圖五、實驗步驟以1310nm 光發(fā)端機(1550nm 光發(fā)端機與其相同)為例，即實驗箱左邊的模塊。1）電氣實驗導線的連接： 關(guān)閉系統(tǒng)電源，將光發(fā)送模塊中的可調(diào)電位器W73 逆時針旋轉(zhuǎn)到底，將輸入模擬信號幅度調(diào)節(jié)電位器W71 逆時針旋轉(zhuǎn)到底，使模擬驅(qū)動電流和輸入信號幅度達到最小值。 將開關(guān)S71 撥向右邊 (傳輸模擬信號)。 將短路帽J71 撥出，使其處于斷開狀態(tài)，在測量點TP71 和TP72 之間串接一

20、外置的直流電流表。2）光路部分的連接：用一段短光纖(光跳線)將光功率計的輸入端連接到“1310nmTX”端，同時打開光功率計電源開關(guān)。3）打開實驗箱電源。4）緩慢調(diào)節(jié)電位器W73，依次測量電流和對應的光功率值。并將測得的數(shù)據(jù)填入下表。5）參照上述步驟，測量1550nm 光端機的P-I 曲線。6）實驗完畢，關(guān)閉實驗箱電源。7）拆下光跳線、電流表、實驗導線，整理實驗器件與導線。六、實驗報告要求整理實驗數(shù)據(jù)。分別畫出1310nm 激光器和1550 激光器的P-I 曲線，找出規(guī)律并比較其異同點。實驗三 自動功率控制(APC)原理一、實驗目的1了解光發(fā)送的電路原理。2了解光發(fā)送各模塊的功能。3掌握自動功

21、率控制電路的工作原理。二、實驗內(nèi)容1學習自動功率控制電路的工作原理。三、實驗儀器示波器一臺，THKEGC-2 型實驗箱一臺，光功率計一只，萬用表一只、FC-ST 光跳線一根。四、基本原理1電路方框圖LD 數(shù)字光發(fā)送電路方框圖如圖3-1 所示。它由B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7 組成。B1是接口及電平移動電路，由集成電路U72 等組成。B2 是驅(qū)動電路，由三極管Q74、Q75 等組成。B3 是LD 激光器(LD71)，它把碼型速率為04096kb/s 的信息碼流變?yōu)楣庑盘柡笊淙牍饫w。B4 為監(jiān)測電路，采用PIN 二極管對激光器的工作情況進行監(jiān)測。B5 為自動功率控制電路(APC)，設(shè)置

22、APC 的目的是為了得到穩(wěn)定的光功率輸出。APC 由U71 中的三只運算放大器及相關(guān)電路組成。無光告警電路由U71D、Q73 及紅色發(fā)光二極管組成。損壞告警電路由U74、Q77 和紅色發(fā)光二極管組成。圖3-1 LD 數(shù)字光發(fā)電路原理框圖2電路原理(見圖3-6)1) 接口及電平移動電路由相應電路送來的NRZ 信碼由數(shù)字信號輸入端口加入本模塊。接口及電平移動電路由U72等組成。U72 是電平轉(zhuǎn)換電路，它的作用是將TTL 電平轉(zhuǎn)換成ECL。電阻R77 和R710、R75和R79 既是U72 的負載電阻，又起電平的移動作用。將U72 輸出的ECL 向負方向移動，以保證驅(qū)動電路工作在開關(guān)狀態(tài)。設(shè)置TTL

23、/ECL 電平轉(zhuǎn)換電路是由于LD 的正極接外殼(接地)，所以驅(qū)動電路必須采用負電源，而輸入信碼是TTL 電平，不適宜直接驅(qū)動，必須轉(zhuǎn)換成ECL 電平，即轉(zhuǎn)換成以-0.8V 為邏輯“1”，-1.6V 為邏輯“0”的電平，再經(jīng)過電阻R77 和R710、R75 和R79 進行電平移動，將“1”移到-2.56V，將“0”移到-3.04V，作為Q74、Q75 基極電平，其射極電平-3.25V。這樣就可以保證Q74、Q75 在非飽和態(tài)與非深截止狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。2) LD 驅(qū)動電路LD 驅(qū)動電路由晶體管Q74、Q75 組成的耦合電流開關(guān)電路構(gòu)成。激光器LD 的正極接地，負極經(jīng)電阻R723 接到Q75 的集電

24、極。R724、R725 為LD 提供偏流。U72 輸入端的信碼流設(shè)為Vin，U72 的反相端(2)經(jīng)電阻R75 連接到Q75 的基極，電壓設(shè)為Vsc ，同相端(1)經(jīng)電阻R77 連接到Q74 基極，電壓設(shè)為VSC ，當輸入Vin 為高電平“1”時， Vsc 為低電平“0”，而VSC 為高電平“1”，這樣Q74 基極電位高于Q75 的基極電位，Q74 導通， Q75 截止，集電極無電流輸出，LD 不發(fā)出激光。反之，當輸入Vin 為低電平“0”時，VSC 為高電平“1”；而VSC 為低電平“0”，這樣Q75 基極電位高于Q74 的基極電位，Q75 導通，Q74截止，Q75 集電極輸出的數(shù)字脈沖電流

25、驅(qū)動LD，直接驅(qū)動LD 發(fā)出激光。3) 偏置電路因為LD 是閥值元件，閥值為Ith，如圖3-2 所示。通常設(shè)置預偏置電流Ib(Ib 略小于Ith)。設(shè)置Ib 的理由是：如果不設(shè)置Ib，而直接用調(diào)制信號Id 來進行調(diào)制的話，則需要提供幅度變化較大的電流；有了Ib 后，相當于減小了Id 的變化范圍，這樣有利于提高調(diào)制速度。當驅(qū)動電流較低時，只有自發(fā)幅射存在，這時半導體激光器發(fā)射的是熒光，相當于發(fā)光二極管的情況。當驅(qū)動電流達到Ith 時，輸出功率急增，這時LD 發(fā)射的是激光。圖3-2 LD 的調(diào)制示意圖由于這些理由，就在LD 上加一個預偏置電流Ib，再疊加上Id。即用I=Id+Ib 進行調(diào)制，LD的

26、預偏置電路如圖3-3 所示。由R725、C77、Q76、Q78、R743 組成。R725 用于限制Ib 的最大值，C77 為濾波電容，用來進一步濾除交流分量。Q76 用來構(gòu)成APC 電路，Q76 的基極受APC電路控制。圖3-3 LD 的預偏置電路4) 自動光功率控制電路(APC)APC是Automatic Power Control 的縮寫。設(shè)置自動功率控制APC 的因素有兩個：一是因為LD 的閥值電流隨溫度的影響變化很大，如圖3-4 所示，由圖看出，當溫度由20升高到50時，由于Ith 增大得過多，LD 根本不能工作，此時無激光發(fā)出；二是因為P-I 曲線的斜率隨使用時間的增長而減小，即電光

27、轉(zhuǎn)換效率降低。如圖3-5 所示是一典型的LD 損壞試驗的P-I曲線，每隔100200h 測一條曲線，當使用時間達1700h 時，LD 不能連續(xù)使用。為了穩(wěn)定輸出光功率必須設(shè)置APC 電路。本機有自動功率控制電路，采用背向光反饋自動偏置控制方式，即用半導體激光器組件中的PIN 光二極管監(jiān)測激光器背向輸出光功率。因為背向輸出光功率與前向輸出光功率是跟蹤變化的，所以通過閉環(huán)控制系統(tǒng)，就可自動調(diào)節(jié)激光器的電流，達到穩(wěn)定輸出光功率的目的。 圖3-4 LD 閥值和P-I 特性隨溫度 圖3-5 LD P-I 特性使用時間變化的典型曲線 變化的典型曲線自動功率控制電路原理圖如圖3-6 所示。由運算放大器U71

28、 和Q76 等組成控制環(huán)路。反饋取自LD 的背向光，由PIN 檢出并轉(zhuǎn)換成相應的電流，經(jīng)E73 濾波后加到U71C 運算放大器， U71C 實際上是并聯(lián)反饋放大器，電位器W74 用來調(diào)節(jié)增益，以適應靈敏度不同的PIN 管，使得在相同光功率時輸出電壓(U2)基本不變，并加于U71B 的反相端，U71B 是比較積分放大器，在理想情況下積分器的輸出電壓為：這里R734、E75 的乘積稱為積分器的時間常數(shù)。U3 經(jīng)二極管D73 和電阻R712 加于Q76的基極，以控制基極電流，進而控制預置電流Ib。從而構(gòu)成反饋控制回路?？刂七^程如下：當某種原因使LD 輸出光功率降低時，背向光減弱，PIN 輸出電流減小

29、，U1 是運算放大器U71C 的輸入電壓，由于運算放大器U71C 的輸出電壓U2 與輸入電壓U1 成比例，所以運算放大器輸出電壓U2 也減小。U2 加于比較積分放大器U71B 的反相輸入端，所以U71B 的輸出電壓U3 增加，預置電流Ib 增大，使LD 的輸出光功率增大，從而維持輸出光功率不變。U71A 用來引入?yún)⒖夹盘枴71A 的同相輸入端引入直流參考電壓。直流參考電壓由-5V電源經(jīng)R727 和W75 取得。引入直流參考電壓的目的是為了實現(xiàn)用人工的辦法來調(diào)節(jié)偏流，調(diào)節(jié)電位器W75，即可實現(xiàn)人工調(diào)節(jié)偏流。在U71A 的反相輸入端引入數(shù)字信號作參考。引入數(shù)字參考信號的作用是防止控制電路在無信號

30、輸入或輸入長連“0”時，偏流自動增大并使激光器工作，毫無意義的消耗光能量并造成誤碼，甚至因發(fā)出過高的直流光而燒毀LD。由圖中看出，加于驅(qū)動電路Q74 基極的是來自U72 同相端的Uin，加于Q75 基極的信號是來自U72 反相端的/Uin，加于U71A 反相端的數(shù)字參考信號來自U72 的反相端/Uin。當輸入信號消失或送入長連“0”時，如果沒有引入數(shù)字信號，因Uin 為“0”，Id 減小并實施負反饋調(diào)節(jié)的結(jié)果，使Ib 上升。當引入數(shù)字參考信號后，因Uin 為低電平，使得/Um 為高電平。Uin 的低電平，U3、Ib 增大；/Uin 的高電平，使U71A 的輸出為低電平，使U71B 同相端的電位

31、下降，并使U3 下降，Ib 減小，結(jié)果保持Ib 不增大。R738、C79 是Ib 慢啟動電路，開機后，Ib 緩慢增大，以避免LD 受到大電流的沖擊而損壞， Q78 為偏流的限流保護。當Ib 達到一定值時，R743 上的電壓加大，Q78 的基極電位升高，Q78導通；使Q76 的基流被分流，限制了Ib 的增加。Q78 與R724、R725 均起到對Ib 的限流作用。五、實驗步驟以1310nm 光發(fā)端機(1550nm 光發(fā)端機與其相同)為例，即實驗箱左邊的模塊。1）電氣實驗導線的連接： 關(guān)閉系統(tǒng)電源，將L_FY_OUT(L_FY_OUT 碼型為10101010、10101010、10101010)數(shù)

32、字信號作為光發(fā)送端的數(shù)字輸入信號。將開關(guān)S71 撥向左邊 (數(shù)傳輸字信號)。2）光路部分的連接： 取下光發(fā)端口上的紅色橡膠保護套。 取一根FC-ST 的光跳線，取下其兩端的保護套。 將光跳線的A 端1310nm 光發(fā)送端口(1310nm TX)的連接器對接。 將光跳線的B 端與光功率計端口的連接器對接。3）調(diào)節(jié)電位器W75 (APC 控制器人工偏流調(diào)節(jié))，使光功率為-2.5dBm。4）將J72 短路帽拿掉，串接一個直流電流表測量電流Ib。5）改變輸入信號的碼型（改變碼元中1 的個數(shù)），依次減少一個“1”碼即增大光功率，根據(jù)下表分別記錄光功率和電流Ib。6）完成實驗后，先關(guān)閉系統(tǒng)電源，再拆下光路

33、的連接(注意輕拆輕放)，最后拆下電路的連接線，整理好實驗箱。六、實驗報告要求將實驗過程中記錄的各種數(shù)據(jù)結(jié)合原理進行分析，加深理解自動功率控制的原理實驗四 光接收機電路原理 光接收電路是光纖通信結(jié)構(gòu)中重要的一部分內(nèi)容，它的作用是把光信號轉(zhuǎn)換電信號，還原出有用的信號。一、實驗目的 1了解光接收端機的功能。 2掌握光接收端機的電路結(jié)構(gòu)原理。 二、實驗內(nèi)容學習光接收機的電路組成原理。 三、實驗儀器THKEGC-2 型實驗箱一臺、示波器一臺、FC/PC 光纖跳線兩根。 四、基本原理光接收機是把光纖送來的光信號變換為電信號，經(jīng)過均衡放大，箝位，電位調(diào)整，整形后，送出相應的模擬或數(shù)字信號。 圖 4-1 光接

34、收電路原理方框圖光接收機的電路組成如圖4-1 所示。光接收機電路原理圖如圖 4-2 所示。光接收電路的功能是把來自光纖的光脈沖信號轉(zhuǎn)換為電脈沖信號，并給予足夠的放大，輸出一個適合定時判決的脈沖信號到判決電路。光電檢測前置放大級： 光電檢測器的功能是把光信號轉(zhuǎn)換為電信號。前置放大器是光接收機的關(guān)鍵器件之一，它直接影響接收機的靈敏度。光接收機的質(zhì)量指標就是接收機的靈敏度。所謂接收靈敏度就是在保證特定的誤碼率條件下所需的最小輸入光功率。一般輸入光功率(即接收光功率)是指整個碼流平均的光功率，前置放大器提供優(yōu)良的信噪比，將來自光電檢測器的微弱電信號進行放大。由 A1、A2、A3 組成。A1 為光電檢測

35、器，采用飛通公司的光深測器件，對應于電原理圖中的 PIN81。 A2 為前置放大器一，由三級管 Q82 及相關(guān)元件組成。 A3 為前置放大器二，由線性集成放大器 MAX4113 組成，對應于電原理圖中的 U81。 A4 為寬頻放大器一，由三級管 Q83、Q81 及相關(guān)元件組成。 A5 為箝位電路：信號經(jīng)射極跟隨器 Q84 后，送到二極管箝位電路。箝位電路由電容 C818、二極管 D81、電位器 W82、電阻 R811 和 Q85 等組成。箝位電路的作用是將信號的底部箝位在由電位器 W82 調(diào)定的電位 E 上，以消除輸入信號基線漂移。 A6 為幅度判決電路：幅度判決電路的作用是識別信號是“1”還

36、是“ 0”，并形成數(shù)字信號。五、實驗步驟 以 1310nm 光端機(1550nm 光端機與其相同)為例，即實驗箱左邊的模塊。 1）光路部分的連接 取下光發(fā)/光收端口上的紅色橡膠保護套； 取一根 FC-FC 的光跳線，取下其兩端的保護套。 將光跳線的 A 端與光發(fā)送端口的連接器對接，即：將光跳線小心地插入連接器，在插入在同時保證光跳線的凸起部分與連接器凹槽完全吻合，然后擰緊固定帽即可； 將光跳線的 B 端與光接收端口的連接器對接，方法同上。 2）數(shù)字信號的接收 關(guān)閉系統(tǒng)電源，用實驗導線將數(shù)字信號 L_D1(01100010)接入光發(fā)模塊的數(shù)字輸入端口L_DIN。 圖 4-2 光接收機電路原理圖

37、將開關(guān) S71 撥向左邊(傳輸數(shù)字信號)。 打開電源，將示波器 CH1 接在光發(fā)模塊的數(shù)字輸入端口 L_DIN，CH2 接在光收模塊的數(shù)字輸出端口 L_DOUT。 調(diào)節(jié)光接收模塊的可調(diào)電位器 W81(放大器增益調(diào)節(jié))或電位器 W82(判決電平調(diào)節(jié))，觀察光接收端輸出波形和占空比的變化。 3）模擬信號的接收 關(guān)閉系統(tǒng)電源，用實驗導線將模擬信號源模塊的正弦波輸出端口 L_SINE 接入發(fā)光模塊的模擬輸入端口 L_AIN。 將開關(guān) S71 撥向右邊(傳輸模擬信號)。 打開電源，將示波器 CH1 接在光發(fā)模塊的模擬輸入端口 L_AIN，CH2 接在光收模塊的模擬輸出端口 L_AOUT。 調(diào)節(jié)光發(fā)送模塊

38、的可調(diào)電位器 W71(輸入信號衰減調(diào)節(jié))、W73(激光器驅(qū)動電流調(diào)節(jié))，觀察光接收端輸出波形的變化。 調(diào)節(jié)光接收模塊的可調(diào)電位器 W81，觀察光接收端輸出波形的變化。六、實驗報告要求記錄實驗過程中所得到的各種傳輸信號波形，并分析。 實驗五 數(shù)字信號電光、光電傳輸 一、實驗目的 1了解數(shù)字光纖通信的基本原理。 2掌握各種數(shù)字信號的傳輸特性。 3初步了解完整光纖通信系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)。 二、實驗內(nèi)容 1用示波器觀察各種傳輸信號的波形。 2使用實驗系統(tǒng)中提供的各種信號進行光傳輸實驗，有：NRZ、CMI、PCM 編碼。 三、實驗儀器 示波器一臺、THKEGC-2 型實驗箱一臺、FC/PC 光纖跳線兩根

39、。四、基本原理本實驗主要完成各種數(shù)據(jù)信號的光纖傳輸，其原理如圖5-1 所示，本次實驗所用到的數(shù)字號主要有：NRZ(D1、D2、D3)、FS、CMI 碼。各信號的詳細介紹及各部分電路原理請參考續(xù)的實驗內(nèi)容。 圖 5-1 數(shù)字信號光纖傳輸框圖圖 5-2 CMI 碼光纖傳輸框圖五、實驗步驟以 1310nm 光端機(1550nm 光端機與其相同)為例，即實驗箱左邊的模塊。用光跳線分別連接 1310nm 的 TX 和 RX 端。 1數(shù)字信號光纖傳輸實驗。1) 將固定速率數(shù)字信號源模塊的 L_D1 或 L_D2、L_D3、L_FS、L_BS、L_FY_OUT 連接光發(fā)送模塊的數(shù)字信號輸入端口 L_DIN。

40、 2) 把開關(guān) S71 撥到左邊(傳輸數(shù)字信號)。 3) 打開系統(tǒng)電源，用示波器在光接收模塊的數(shù)字信號輸出端口 L_DOUT 觀察輸出信號。 4) 通過調(diào)節(jié)電位器 W81、W82 得到最佳的數(shù)字信號。 5）通過拔動開關(guān)改變數(shù)字信號的碼型，觀察輸出端的波形變化。 2CMI 碼光纖傳輸實驗 1) 關(guān)閉系統(tǒng)電源，選數(shù)字信號模塊中的 L_D1、L_D2、L_D3、L_FS、CPLD 模塊的 L_D_IN，進行 CMI 碼的編碼。將 L_CMI_OUT 連接到光發(fā)入端口 L_DIN，并將光接收模塊的輸出端 L_DOUT 用導線連接到 L_CMI_IN進行譯碼成原始信號。 2) 打開系統(tǒng)電源，用示波器在光

41、接收模塊的數(shù)字信號輸出端口 L_DOU3) 通過電位器 W82 來調(diào)節(jié)判決直流電平得到最佳的數(shù)字信號。 4) 用示波器觀察編碼前后的兩個波形。 5）通過拔動開關(guān)改變數(shù)字信號的碼型，觀察輸出端的波形變化。 六、實驗報告要求 1記錄數(shù)字信號 CMI 編碼后的波形并與原始波形作比較。 2分析數(shù)字信號光纖傳輸?shù)木幋a規(guī)則。 3歸納各種數(shù)字信號光纖傳輸?shù)奶攸c。 實驗六 模擬信號電光、光電傳輸 一、實驗目的1了解模擬信號光纖傳輸?shù)幕驹怼?2了解完整的模擬信號光纖系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。 3掌握各種模擬信號的傳輸特性。 二、實驗內(nèi)容 1通過不同頻率的正弦信號、方波信號、三角波信號進行光傳輸實驗。 2正弦信號通過

42、PCM 編碼后進行光傳輸實驗。 三、實驗儀器示波器一臺、THKEGC-2 型實驗箱一臺、FC/PC 光纖跳線兩根。四、基本原理本實驗用示波器觀察光發(fā)送模塊和光接收模塊的模擬信號波形，并通過調(diào)節(jié)模擬信號源模塊的頻率進行比較。了解和熟悉光纖傳輸模擬信號系統(tǒng)的組成。其實驗框圖如下： 圖 6-1模擬信號光纖傳輸方式之一 圖 6-2模擬信號光纖傳輸方式之二模擬信號的傳輸，可以有多種方式，一種是直接用模擬信號，經(jīng)過光纖直接進行傳輸；另一種方式是把模擬信號數(shù)字化后，進行編碼，然后將編碼好的數(shù)字信號再進行光纖傳輸，最后再經(jīng)過譯碼，把模擬信號還原?，F(xiàn)在使用最多的一種方式是 PCM 編譯碼，對于 PCM 編譯碼的

43、詳細資料請參考教材。 五、實驗步驟以 1310nm 光端機(1550nm 光端機與其相同)為例，即實驗箱左邊的模塊。用光跳線分別連接 1310nm 的 TX 和 RX 端。 1模擬信號光纖傳輸方式之一 1) 將模擬信號源模塊的正弦波 L_SINE 連接到光發(fā)送模塊的模擬信號輸入端口 L_AIN。 2) 把開關(guān) S71 撥到右邊(傳輸模擬信號)。 3) 打開系統(tǒng)電源，用示波器在光接收模塊的模擬信號輸出端口 L_AOUT 觀察輸出信號。 4) 通過調(diào)節(jié)電位器 W71、W73、W81 得到最佳的模擬信號，用示波器觀察模擬信號輸入端口 L_AIN 和模擬信號輸出端口 L_DOUT 的波形。 2模擬信號

44、光纖傳輸方式之二 1) 實驗連線 左邊模擬信號源的輸出正弦波 L_SINE 與 PCM 編譯碼單元的 A_IN 相連。PCM 編譯碼單元 A_TXD 與光發(fā)送數(shù)字信號輸入端 L_DIN 相連。 PCM 編譯碼單元 B_RXD 與光接收數(shù)字信號輸出端 L_DOUT 相連。2) 把開關(guān) S71 撥到左邊，調(diào)節(jié)電位器 W75，逆時針旋到底。 3) 打開系統(tǒng)電源，仔細調(diào)節(jié)電位器 W82(調(diào)節(jié)判決直流電平)、W81(增益調(diào)節(jié))得到最佳的模擬信號，用示波器觀察 PCM 編碼前(A_IN)和譯碼后(B_OUT)的波形，比較波形是否有信號失真。注意信號的幅度和頻率。由于 PCM 碼流的速率比較高，因此在光纖傳

45、輸過程中如果有時延產(chǎn)生，調(diào)節(jié) W81、W82 就是為了消除時延的影響。在這個實驗過程中必須仔細反復調(diào)節(jié)這兩個電位器才能將信號恢復。 六、實驗報告要求 1記錄并畫出實驗所觀測的波形，并進行比較。2比較模擬信號兩種傳輸方式，分析哪種傳輸方法的傳輸效果更好。 實驗七 光纖通信線路碼一、實驗目的1了解光纖通信編譯碼的方式。2了解各種編譯碼方式的性能。3了解光纖線路碼的選碼原則。4掌握CMI 編碼/譯碼原理。5學習CMI 編譯碼模塊的使用。二、實驗內(nèi)容1光纖通信編譯碼的方式。2光纖線路碼的選碼原則。3觀察CMI 編譯碼的波形。三、實驗儀器示波器一臺、THKEGC-2 型實驗箱一臺。四、基本原理(一) 常

46、見光纖線路碼1mBnB 碼mBnB 碼又叫分組碼(BlockCode)。其特點是將輸入的原始二進制碼流按m 比特分組，形成m 比特的碼字，然后將每一碼字在同樣長的時隙內(nèi)變成n 比特的碼字輸出（取n>m）。常見的有1B2B 碼、3B4B 碼、4B6B 碼、5B6B 碼、5B7B 碼和6B8B 碼等等，由于n>m 2n 個nB 碼字中僅有2n 個與mB 碼字對應，其余不用的nB 碼字稱為禁字。通常把nB 碼字中的“1”、“0”個數(shù)懸殊的碼字作禁字，而且把錄用的“1”、“0”個數(shù)不均字分成兩種模式，并使“1”多的正模式與“0”多的負模式交替出現(xiàn)，這樣就消除了線路碼的直流電平浮動。mB碼字

47、到nB碼字的變換及逆變換是按預定的碼表進行的，不同的碼表產(chǎn)生不同的線路碼。mBnB 碼中，5B6B 碼被認為是在編碼復雜性和比特冗余度之間最合理的折衷。它的線路碼速只比原始碼速增加20%，而變換、反變換電路也不太復雜。2mBIP 碼mBIP 碼是一種脈沖插入碼。在mB 碼字后插入1 比特P 碼，作為前面m 比特碼元的奇偶校驗比特。奇偶校驗可以是奇數(shù)性的，也可以是偶數(shù)性的。在偶數(shù)時，若mB 中傳號個數(shù)為偶數(shù)，取P 碼為“0”；若mB 傳號個數(shù)為奇數(shù)，則取P 碼為“1”。奇數(shù)性可以解決長連“0”問題，使連“0”數(shù)2m，當“1”為奇數(shù)時又使連“1”數(shù)2m。偶數(shù)性不能解決連“0”問題，但便于不中斷業(yè)務

48、的誤碼監(jiān)測。圖7-1 17B18B(17B1P)碼的例子應當指出，在某些外國產(chǎn)品資料中，線路碼的名稱不夠規(guī)范，易造成mB1P 碼與mBnB 的混淆，例如，7B8B 碼、17B18B 碼實際上是7B1P 碼和17BIP 碼(如圖7-1 所示)。3mBICi 碼mBICi 碼是另一類脈沖插入碼，在原始的mB 碼字后，插入1 比特C 碼，它是前面m 比特碼元中第i 位的補碼(i 值從C 碼往前數(shù))。圖7-2 是5B1C 碼的例子。補碼的插入可以控制連“1”數(shù)和連“0”數(shù)。改變i 值可以調(diào)節(jié)線路碼的功率譜形狀。誤碼監(jiān)測可以靠檢查C 是否與前面對應碼元互補來實現(xiàn)。放棄部分C 碼，而以交替插入的各種附加信

49、息比特代替，在我國又叫mBIH碼，這種線路碼具有幀結(jié)構(gòu)。圖7-2 5B1C 碼結(jié)構(gòu)示例4CMI 碼和DMI 碼CMI 碼和DMI 碼是兩種二電平傳號交替反轉(zhuǎn)碼，它們的變換規(guī)則如表7-1 所示。圖7-3是CMI 碼變換的實例。變換后碼率提高了一倍。圖7-3 CMI 碼變換實例表7-1 CMI 與DMI 碼變換規(guī)則CMI 的連“0”最大數(shù)為3，DMI 的連“0”最大數(shù)為2，因此這兩種線路含有豐富的定時信息，便于定時提取。這兩種碼都允許進行不中斷業(yè)務的誤碼監(jiān)測。CMI 碼在ITU-TG.703 建議中被規(guī)定為139.264Mbit/s 和155.520Mbit/s 的物理/電氣接口的碼型。因此有不少

50、139.264Mbit/s 數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)就用CMI 碼作為光線路碼。除了上述優(yōu)點外，直接將四次群復用設(shè)備送來的CMI 碼調(diào)制到光器件上，接收端再生還原的CMI 碼直接送給四次群復用設(shè)備，這樣做無需電接口和線路碼型的變換/反變換，設(shè)備簡單。(二) 光纖線路碼選擇線路碼型的選擇是復雜的問題，除了技術(shù)因素之外，還有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡拓樸、經(jīng)濟等諸方面的因素。自光纖通信問世以來，各國對線路碼型都進行了大量的深入研究。在已付諸實用的數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中，采用了多達數(shù)十種的線路碼型。但是原ITU-T 卻一直沒有對光線路碼型制定統(tǒng)一的規(guī)范，而且不打算制定這種規(guī)范。單從技術(shù)的角度來說，因為光傳輸系統(tǒng)的電氣輸入輸

51、出接口都是符合ITU-TG.703 建議的，易于互相連接，一般的數(shù)字信道連接或轉(zhuǎn)接都是通過這類接口實現(xiàn)的。而光接口上通常不進行不同制造廠家之間設(shè)備的互連，因此也無須規(guī)定統(tǒng)一的碼型。當然從管理的角度來說，在一個國家統(tǒng)一幾種碼型有一定的意義，但也有相當?shù)碾y度。因為要全面滿足上述對線路碼型的要求是不可能的。因為在這些要求中，有些相互就是矛盾的，很難選出一種在各種條件下均為最佳的碼型。只能根據(jù)具體情況選用能滿足主要要求的碼型。這從碼型研究和選用歷史發(fā)展的過程也可以看出這一點。光通信發(fā)展的初期，著重考慮簡單易行地監(jiān)測誤碼方面，因此采用插入奇偶校驗位碼型的相對較多。隨著對光線路碼型研究的深入，對碼型性能的

52、分析漸漸完備，把碼的譜特性、定時成分及誤碼性能監(jiān)測的要求放在了重要位置，因此mBnB 碼特別是5B6B 的采用相對較多。當前，對網(wǎng)絡管理的要求越來越高，而電子技術(shù)飛躍發(fā)展，特別是超大規(guī)模集成技術(shù)的迅速發(fā)展，使各種復雜電路的實現(xiàn)變得簡單，定時提取電路的性能也越來越好，因此對碼型傳送監(jiān)控、公務等操作、維護和管理信息的要求顯得更為重要，于是插入混合比特的碼型就用得多起來。從同步數(shù)字系列(SDH)的研究開發(fā)可以看出來，已不再額外考慮光線路碼型，而把幀結(jié)構(gòu)中插入大量的電信號擾碼后直接放到光路中傳輸，這從另一個角度來看，也可以認為是一種插入類的光線路碼型。從各種實用的光線路碼型來看，考慮了光源器件的特點、

53、光調(diào)制的方便及接收端的簡易性，幾乎無例外地采用了單極性碼或者說兩電平碼，而極少采用三電平、四電平碼。由于光發(fā)送機、光接收機的制作困難，四電平以上的光線路碼型沒有實用化。(三) CMI 編譯碼電路介紹通過對以上各種編碼方式的學習，參考表7-2，在本系統(tǒng)中，我們對輸入信號所取用的編碼方式為CMI 編碼。表7-2 三種典型線路碼比較CMI 編碼譯碼電路是由CPLD 來完成，其功能框圖分別見圖7-10、7-11 所示。圖7-10 CMI 編碼電路框圖圖7-11 CMI 譯碼電路框圖端口說明：L_D_IN：左邊需進行編碼的信號輸入端L_CMI_OUT：左邊編碼后的信號輸出端L_CMI_IN：左邊需進行譯

54、碼的信號輸入端L_D_OUT：左邊譯碼后的信號輸出端R_D_IN：右邊需進行編碼的信號輸入端R_CMI_OUT：右邊編碼后的信號輸出端R_CMI_IN：右邊需進行譯碼的信號輸入端R_D_OUT：右邊譯碼后的信號輸出端五、實驗步驟以1310nm 光端機(1550nm 光端機與其相同)為例，即實驗箱左邊的模塊。1關(guān)閉系統(tǒng)電源， 選取一路數(shù)字信號( 如： L_FS 、L_D1 、L_D2 、L_D3 、L_FY-OUT(L_FY_OUT 信號的產(chǎn)生參考實驗二十一、二十二) 用一根短實驗導線連接到左邊CMI 編碼的信號輸入端L_D_IN，進行CMI 編碼。2 將編碼后的信號L_CMI_OUT 用一根短

55、實驗導線連接到L_CMI_IN 的端口，進行譯碼。3打開電源，示波器CH1 接L_D_IN，CH2 接L_CMI_OUT，觀察CMI 碼的編碼規(guī)則。4示波器CH1 接L_D_IN，CH2 接L_D_OUT，觀察CMI 碼的譯碼規(guī)則。觀察L_D_OUT的結(jié)果和L_D_IN 輸入的數(shù)字信號是否相符。5改變數(shù)字信號，觀察各點的波形變化。六、實驗報告要求1 觀察數(shù)字信號被CMI 編碼后的波形與原始波形的關(guān)系。2 熟悉光纖數(shù)字信號傳輸?shù)木幋a原則和傳輸效果的關(guān)系。實驗八 波分復分(WDM)光纖通信一、實驗目的 1了解光纖接入網(wǎng)波分復用傳輸路徑。 2掌握波分復用技術(shù)及實現(xiàn)方法。 二、實驗內(nèi)容 1模擬、數(shù)字信

56、號波分復用光纖傳輸。 2混合信號波分復用光纖傳輸。 三、實驗儀器示波器一臺、THKEGC-2 型實驗箱一臺、FC-FC 波分復用器兩個、FC-FC 連接器一個。四、基本原理 WDM 技術(shù)就是為了充分利用單模光纖低損耗區(qū)帶來的巨大的帶寬資源，根據(jù)每一信道光波的頻率(或波長)不同可以將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道，把光波作為信號的載波，在發(fā)送端采用波分復用器(合波器)將不同規(guī)定波長的光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸；在接收端，再由一波分復用器(分波器)將這些不同波長承載不同信號的光載波分開。由于不同波長的光載波信號可以看作互相獨立的(不考慮光纖非線性時)，從而在一根光纖中可實現(xiàn)多路光信號的復用傳輸。波分復用系統(tǒng)原理圖如圖 8-1 所示。 圖 8-1 WDM 原理圖完整的 WDM 系統(tǒng)由以下兩類組成：一類是 WDM 分波前后所需的元件，如 EDFA、Mux/DeMu