《光纤通信实验指导书》.doc

光纤通信实验指导书 郭靖，湖北众友科技公司编写 电子信息工程学院电子信息工程实验教学中心 目 录 1光纤通信实验基础知识简介 1 1.1光纤通信简介 1 1.2 ZY12OFCom13BG3光纤通信原理实验系统简介 4 1.3 无源器件简介 12 1.5 光纤通信系统常用仪表简介 19 2．实验要求 28 3. 光纤通信实验注意事项 29 4. 实验内容 30 实验一 半导体激光器P-I特性测试实验 30 实验二 数字发送单元指标测试实验 34 实验三 光电探测器特性测试实验 38 实验四 单模光纤损耗测试实验 41 实验五 数字信号光纤传输实验 44 实验六 数字光纤通信系统性能测试实验 47 实验七 光纤通信网中的时分复用技术实验 50 实验八 简易光功率计实验 53 5.英文缩写及文字符号对照表 56 6.参考书目 57 1光纤通信实验基础知识简介 1.1光纤通信简介 一、光纤通信的发展 光纤即光导纤维，光纤通信即以光波为载频，以光导纤维为传输媒质的一种通信方式。 1966年，C.K.Kao和C.A.Hockham发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了光纤通信的基础。20世纪70年代，光纤、光源、半导体激光器研制取得了重大突破。光纤通信由起步到逐渐成熟，传输质量大大提高，传输损耗逐年下降。1972～1973年，在850nm波段，光纤的传输损耗已下降到2dB/km左右；与此同时，光纤的带宽不断增加。光纤的生产从带宽较窄的阶跃型折射率光纤转向带宽较大的渐变型折射率光纤；另外，光源的寿命不断增加，光源和光检测器件的性能也不断得以改善。 1976年，第一条速率为44.7MB/s，传输距离约10km的光纤通信系统在美国亚特兰大的地下管道中诞生。80年代，光线通信迅速由850nm波段转向1310nm波段，由多模光纤传输系统转向单模光纤传输系统，并在1310nm和1550nm波段分别实现了损耗为0.5dB/km和0.2dB/km的极低损耗的光纤传输。同时，石英光纤在1310nm波段时色度色散为零，这就促使1310nm波段单模光纤通信系统的迅速发展。 光纤通信技术的发展，可以粗略分为三个阶段： 第一阶段（1966～1976年）：这是从基础研究到商业应用的开发时期。在这个时期，实现了短波长（850nm）低速率(34或45Mb/s)多模光纤通信系统，无中继传输距离约为10km。 第二阶段（1976～1986年）：这是以提高传输率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期。在这个时期，光纤从多模光纤转向单模光纤，由短波长(850nm)向长波长转移(1310nm,1550nm)。实现了工作波长为1310nm，传输速率为140～565Mb/s的单模光纤通信系统，无中继传输距离约为50～100km。 第三阶段（1986～1996年）：这是以超大容量超长距离为目标，全面深入开展新技术研究的时期。在这个时期，实现了1550nm色散移位单模光纤通信系统。采用了外调制技术，传输速率可达2.5～10Gb/s，无中继传输距离约为100～150km。 目前，“掺铒光纤放大器（EDFA）+密集波分复用（DWDM）+非零色散光纤（NZDSF）+光子集成（PIC）”正成为长途高速光纤通信线路的主要技术方向。同时，光交叉连接（OXC）设备、光分插复用（OADM）设备、基于波长选路的DWDM全光网正在研究和试验。此外，新型的光器件，新兴的技术和新型的系统也都层出不穷，可以展望：光纤通信作为一高新技术产业，将以更快的速度发展，光纤通信技术将逐步普及，光纤通信的应用领域将更加广阔。 二、光纤通信的优点 由于作为载波的光波频率比电波频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多，因此相对于电缆通信或微波通信，光纤通信具有许多独特的优点： 1、光波频率很高，光纤传输频带很宽，故传输容量很大，理论上可通过上亿门话路或上万套电视，可进行图像、数据、传真、控制、打印等多种业务； 2、不受电磁干扰，必威体育官网网址性好，且不怕雷击，可利用高压电缆架空敷设，可用于国防、铁路、防爆等； 3、耐高温、高压、抗腐蚀，不受潮，工作可靠； 4、光纤材料来源丰富，可节约大量有色金属（如铜、铝），且直径小、重量轻、可挠性好。 三、光纤通信系统的结构 一个实用的光纤通信系统，要配置各种功能的电路、设备和辅助设施才能投入运行。如接口电路、复用设备、管理系统以及供电设施等等。根据用户需求、要传送的业务种类和所采用传送体制的技术水平等来确定具体的系统结构。因此，光纤通信系统结构的形式是多种多样的，但其基本结构仍然是确定的，如图1.1-1。 光纤通信系统主要由三部分组成：光发射机、传输光纤和