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光纤通信实验指导书 南通大学电子信息学院 2011年10月 目录 第一章 光发射机实验 4 实验一 MZ调制器半波电压和偏置电压对调制的影响 4 一、实验目的 4 二、实验原理 4 三、实验配置图 6 四、实验步骤 6 第二章 新型光调制格式实验 8 实验一 NRZ、RZ调制原理及产生 8 一、实验目的 8 二、实验原理 8 三、实验配置图 10 四、实验步骤 10 实验二 CSRZ调制原理及产生 11 一、实验目的 11 二、实验原理 11 三、实验配置图 11 四、实验步骤 12 实验三 SSB调制原理及产生 12 一、实验目的 12 二、实验原理 12 三、实验配置图 12 四、实验步骤 13 第三章 光放大器性能实验 14 实验一 观察增益随EDF参量的变化关系 14 一、实验目的 14 二、实验原理 14 三、实验配置图 15 四、实验步骤 15 实验二 EDFA输入光功率与增益关系曲线测量 16 一、实验目的 16 二、实验原理 16 三、实验配置图 16 四、实验步骤 16 附： 16 第四章 光接收机性能实验 17 实验一. 接收机灵敏度的测试 17 一、实验目的 17 二、实验原理 17 三、实验配置图 17 四、实验步骤 17 实验二. 光接收机灵敏度的影响因素 18 一、实验目的 18 二、实验原理 18 三、实验配置图 18 四、实验步骤 19 第五章 光纤色散对传输性能影响实验 19 实验一、观察不同速率和光纤长度的系统受色散的影响 19 一、实验目的： 19 二、实验原理 19 三、实验配置图 21 四、实验步骤 21 实验二、色散补偿光纤对传输性能的影响 23 一、实验目的 23 二、实验原理 23 三、实验配置图 23 四、实验步骤 23 五、仿真结果 24 六、实验结论 24 第七章 光纤传输系统综合实验 25 实验一、WDM长距离传输系统 25 一、实验目的 25 二、实验原理 25 三、实验配置图 25 四、实验步骤 25 五、仿真结果 26  第一章 光发射机实验 实验一 MZ调制器半波电压和偏置电压对调制的影响 一、实验目的 1.掌握在光通信系统中，外调制光发射机的组成和原理 2.掌握马赫-曾德调制器 二、实验原理 1、MZ调制器结构 图1.1 MZ调制器结构示意图 MZ调制器的典型结构如图1.1所示，输入光波在一个Y分支处被分为功率相等的两束，分别通过两路光波导由电光材料制成，其折射率随外加电压的大小而变化，从而使两束光信号到达第二个Y分支处产生相位差，若两束光的光程差是波长的整数倍，则相干加强；若两束光的光程差是波长的半整数倍，则相干抵消。因此可以通过控制外加电压来对光信号进行调制。 2、MZ调制器的调制原理及传输曲线 马赫-曾德调制器：其中，V1,V2为两电极上的驱动电压。 输出端的光强为： ，其中。 对于单电极调制，可以认为是一个电极上的电压为零。 下图所示为MZ调制器的传递曲线。从曲线上可以看出，对于特点的输入信号，如幅度为的双极性信号，当偏置点取在、处时，处于MZ调制器的线性区域。当偏置点取在0，和2时，处于MZ调制器的非线性区。 图1.2 MZ调制器传递曲线 图1.3 MZ调制器处在非线性区的输入输出信号 图1.4 MZ调制器处在线性区的输入输出信号 三、实验配置图 外调制光发射机由伪随机码发生器、编码器、连续波激光器以及单臂/双臂MZ调制器组成。编码器之后的示波器用于观察被调制的数字信号码型，输出端用示波器和眼图分析仪来观察输出结果。 图1.5 外调制光发射机实验配置图 四、实验步骤 1．如图1.2配置实验系统。 2. 选择单臂MZ调制器中的结构参数，保持半波电压设为4V； 3. 选择编码器中的结构参数，设置高电平1V，低电平-1V，占空比0.5。 4. 从0-8V每隔1V均匀改变MZ的偏置电压，观察并记录输出信号的码型和眼图变化，比较误码率。  第二章 新型光调制格式实验 光纤通信系统中，二进制非归零开关键控调制（NRZ）是一种被广泛应用的最简单的调制格式。然而在高速大容量的WDM系统中，由于其不能有效抵抗色散，非线性和噪声影响的缺点，而出现了各种新型的光调制格式。如基于强度调制的归零调制格式（RZ），载波抑制归零调制格式（CSRZ），单边带调制格式（SSB），残留边带调制格式（VSB），双二进制调制格式等。 这些调制格式能够有效减小信道间隔，增加频谱利用率，增强光传输过程的抗干扰能力。 本实验中主要介绍高速大容量的WDM系统中的几种新型光调制格式