光纖傳輸系統(tǒng)

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1、光纖傳輸系統(tǒng)一、實驗?zāi)康?、了解點到點光纖傳輸系統(tǒng)基本組成2、掌握光接收機的靈敏度概念3、掌握波分復(fù)用光通信系統(tǒng)的組成，掌握其關(guān)鍵器件特性4、學(xué)會設(shè)計波分復(fù)用通信系統(tǒng)并測量其性能參數(shù)二、實驗原理1、光纖通信系統(tǒng)基本組成最基本的光纖通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)源、光發(fā)送端、光學(xué)信道和光接受機組成。其中數(shù)據(jù)源包括所有的信號源，它們是話音、圖象、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)經(jīng)過信源編碼所得到的信號；光發(fā)送機和調(diào)制器則負責(zé)將信號轉(zhuǎn)變成適合于在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?，先后用過的光波窗口有0.85、1.31和1.55。光學(xué)信道包括最基本的光纖

2、，還有中繼放大器EDFA等；而光學(xué)接收機則接收光信號，并從中提取信息，然后轉(zhuǎn)變成電信號，最后得到對應(yīng)的話音、圖象、數(shù)據(jù)等信息?；镜墓饫w傳輸系統(tǒng)包括光發(fā)射機、光接收機以及光纖參數(shù)部分。發(fā)射機把電信號轉(zhuǎn)換為光信號，接收機把光信號轉(zhuǎn)換為原來的電信號，光纖傳輸部分吧發(fā)射機發(fā)出的光傳送到接收機。2、光發(fā)射機與光接收機1）光發(fā)射機在光纖通信系統(tǒng)中，由于信息由LED和LD發(fā)出的光波攜帶，因此光發(fā)射機主要有調(diào)制電路和控制電路組成，如圖8-2所示。在數(shù)字通信中，輸入電路將輸入的PCM脈沖信號變換成NRZ／RZ碼

3、后，通過驅(qū)動電路調(diào)制光源(直接調(diào)制)，或送到光調(diào)制器調(diào)制光源輸出的連續(xù)光波(外調(diào)制)。對直接調(diào)制，驅(qū)動電路需給光源加一直流偏置；而外調(diào)制方式中光源的驅(qū)動為恒定電流，以保證光源輸出連續(xù)光波。自動偏置和自動溫度控制電路是為了穩(wěn)定輸出的平均光功率和工作溫度，此外，光發(fā)射機中還有報警電路，用以檢測和報警光源的工作狀態(tài)。2）光接收機數(shù)字光機收機原理框圖1、光電探測器2、前置放大器1、主放大器2、均衡器3、判決再生與時鐘提取4、峰值檢波器1、波分復(fù)用系統(tǒng)光波分復(fù)用（WDM，WavelengthDivisio

4、nMultiplexing）技術(shù)是在一根光纖上能同時傳送多波長光信號的一項技術(shù)。它是在發(fā)送端將不同波長的光信號組合起來（復(fù)用），并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進行傳輸，在接收端又將組合波長的光信號分開（解復(fù)用）并作進一步處理，恢復(fù)出原信號送入不同的終端。因此，此項技術(shù)稱為光波長分割復(fù)用，簡稱光波分復(fù)用（WDM）技術(shù)。雙纖單向傳輸示意圖單纖雙向示意圖一、實驗技術(shù)1、點到點光纖通信系統(tǒng)誤碼率測試及靈敏度測量誤碼儀是測量傳輸系統(tǒng)的誤碼個數(shù)和誤碼率的儀器，一個光傳輸系統(tǒng)由一個光發(fā)射機和一個光接收機組成

5、。誤碼儀由發(fā)送部分和接收部分組成，如圖所示：可調(diào)光衰減器光發(fā)射機光接收機誤碼儀發(fā)送端誤碼儀接收端點到點光傳輸系統(tǒng)誤碼檢測框圖時鐘信號發(fā)生器碼型發(fā)生器誤碼插入接口電路誤碼儀發(fā)送部分1、波分復(fù)用系統(tǒng)一、實驗器材1、數(shù)字光收發(fā)機2、視頻光通信發(fā)射/接收機3、誤碼測試儀二、實驗任務(wù)1.搭建點到點單波長視頻光纖傳輸系統(tǒng)，用可調(diào)光纖衰減器代替長距離傳輸光纖，測量發(fā)射機的輸出功率，測量使顯示器正常顯示圖像的最小接收功率，計算可傳輸距離2.搭建點到點單波長數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)，用可調(diào)光纖衰減器代替長距離傳輸光纖，測

6、量發(fā)射機的輸出功率，測量使顯示器正常顯示圖像的最小接收功率，計算可傳輸距離3.搭建一個雙波長單向光通信系統(tǒng)，利用數(shù)字和模擬系統(tǒng)混合設(shè)計，測量計算可傳輸距離。4.設(shè)計一個實驗，證明MUX/DEMUX器件存在信道干擾，記錄現(xiàn)象5.搭建一個雙波長雙向光通信系統(tǒng)，利用數(shù)字和模擬系統(tǒng)混合設(shè)計，測量計算可傳輸距離一、實驗數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理、1、視頻光纖傳輸系統(tǒng)下的：輸入端功率：P1=—5.65dBM讀出其靈敏度為：P2=—39.57dBM故其損耗為：P=P1—P2=33.92dB又因為在波長為1310nm時，其

7、損耗系數(shù)為：x=0.35dB/km故其傳輸長度L=P/L=96.9km2、數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)下的：輸入端功率：P1=—5.56dBM讀出其靈敏度為：P2=—37.50dBM故其損耗為：P=P1—P2=31.20dB又因為在波長為1550nm時，其損耗系數(shù)為：x=0.20dB/km故其傳輸長度L=P/L=159.7km3、雙波長單向傳輸系統(tǒng)：波長為1550nm時，其損耗系數(shù)為：x=0.20dB/km波長為1310nm時，其損耗系數(shù)為：x=0.35dB/km輸入信號（nm）輸入功率（dBM）靈敏度/輸

8、出功率(dBM)傳輸距離（Km)1550—5.56—27.61110．21310—5.65—38.6394.234.、驗證信道干擾1）在輸入端加入波長為1550nm的光波，經(jīng)過MUX/DEMUX器件之后，分別在1550nm信道與1310nm信道測量各自的功率在1550nm信道，P2=—7.22dBM在1310nm信道，P2=—26.14dBM又由2可以得知，原本的輸出功率應(yīng)當(dāng)是—5.56dBM，可知，確確實實有一部分的波長為1550nm的波長進入1310信道2）在輸入端加入波長為1310nm的光