光通信实验教材.doc

目 录 光纤通信系统简介 2 ZY12OFCom13BG3光纤通信原理实验系统简介 5 光纤实验箱使用注意事项 9 实验一 半导体激光器P-I特性测试实验 10 实验二 发光二极管P-I特性测试实验 14 实验三 预失真补偿实验 17 实验四 数字发送单元指标测试实验 21 实验五 光电探测器特性测试实验 25 实验六 数字接收单元指标测试实验 28 实验七 多模光纤衰减测试实验 32 实验八 单模光纤损耗测试实验 35 实验九 光无源器件特性测试实验 38 实验十 光纤活动连接器损耗测试实验 43 实验十一 模拟信号光纤传输实验 46 实验十二 数字信号光纤传输实验 49 实验十三 电话光纤传输系统实验 52 实验十四 图像光纤传输系统实验 56 实验十五 数字光纤通信系统接口码型变换实验 59 实验十六 数字光纤通信系统线路编译码实验 63 实验十七 计算机数据光纤传输系统实验 67 实验十八 数字光纤通信系统综合实验 71 实验十九 数字光纤通信系统性能测试实验 74 实验二十 光纤通信系统的眼图测试实验 77 实验二十一 光纤通信网中的时分复用技术实验 81 实验二十二 光纤通信网中的光波分复用技术实验 84 实验二十三 光纤通信系统综合仿真实验 87 实验二十四 简易光功率计设计实验 90 实验二十五 CPLD电路设计实验 93 附录I 光纤通信系统常用仪表简介 97 附录Ⅱ ZY12OFCom13BG3型光纤通信实验箱各模块引脚说明 107 附录Ⅲ 无源器件简介 114 附录Ⅳ 英文缩写及文字符号对照表 117 附录Ⅴ 参考书目 119 光纤通信系统简介 光纤是光导纤维的简称。光纤通信是以光波为载频，以光导纤维为传输媒质的一种通信方式。光纤通信使用的波长在近红外区，即波长800～1800nm，可分为短波长波段（850nm）和长波长波段（1310nm和1550nm），这是目前所采用的三个通信窗口。 光纤通信是人类通信史上一重大突破，现今的光纤通信已成为信息社会的神经系统，其主要优点是： 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，用于国防、铁路、防爆等； 3、耐高温、高压、抗腐蚀，不受潮，工作十分可靠； 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。 在20世纪70年代，光纤通信由起步到逐渐成熟，这首先表现为光纤的传输质量大大提高，光纤的传输损耗逐年下降。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改善。 光纤和光学器件的发展为光纤传输系统的诞生创造了有利条件。到1976年，第一条速率为44.7MB/s的光纤通信系统在美国亚特兰大的地下管道中诞生。80年代是光纤通信大发展的年代。在这个时期，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。通过理论分析和实践摸索，人们发现，在较长波段光纤的损耗可以达到更小的值。经过科学家和工程技术人员的努力，很快在1300nm和1500nm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1300nm波段时色度色散为零，这就促使1300nm波段单模光纤通信系统的迅速发展。各种速率的光纤通信系统如雨后春笋般在世界各地建立起来，显示出光纤通信优越的性能和强大的竞争力，并很快替代电缆通信，成为电信网中重要的传输手段。 光纤通信技术的发展，大致可以分为三个阶段： 第一阶段（1970～1979年）：光导纤维与半导体激光器的研制成功，使光纤通信进入实用化。1977年美国亚特兰大的光纤市话局间中继系统称为世界上第一个光纤通信系统。 第二阶段（1979～1989年）：光纤技术取得进一步突破，光纤损耗降至0.5dBm/km以下。由多模光纤转向单模光纤，由短波长向长波长转移。数字系统的速率不断提高，光纤连接技术与器件寿命问题都得到解决，光纤传输系统与光缆线路建设逐渐进入高速发展时期。 第三阶段（1989年至今）：光纤数字系统由PDH向SDH过渡，传输速率进一步提高。1989年掺铒光纤放大器（EDFA）的问世给光纤通信技术带来巨大变革。EDFA的应用不仅解决了长途光纤传输损耗的放大问题，而且为光源的外调制、波分复用器件、色散补偿元件等提供能量补偿，这些网络元件的应用，又使得光传输系统的调制