《光纤通信原理》实验指导书

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1、《光纤通信原理》编撰闽江学院计算机实验教学中心印制2目录第一章光器件认识实验3实验一光纤结构和分类3实验二光纤活动连接器8实验三　光耦合器件11实验四光隔离器和光环行器17实验五　光衰减器20实验六　光开关23实验七　激光器与光检测器26第二章　光发射机与光接收机实验31实验八光发射机的组成31实验九自动光功率控制电路35实验十　无光告警和寿命告警电路37实验十一光发射机指标测试40实验十二光接收机的组成45实验十三光接收机主要技术指标测量及眼图观测47第三章　模拟信号光纤传输系统实验51实验十四模拟信号光纤传输系统51（正弦波、三角波、方波）51实验十五电话语音光纤传输系统5

2、3实验十六图像光纤传输系统57第四章　数字信号光纤传输系统实验59实验十七　PN序列光纤传输系统59实验十八CMI编译码原理及CMI码光纤传输系统61实验十九扰码和解扰码原理及扰码光纤传输系统64实验二十PCM编译码原理及数字电话光纤传输系统66第五章　光纤综合传输系统实验73实验二十一波分复用光纤传输系统（WDM）73实验二十二HDB3编译码原理及实现77实验二十三位时钟提取（数字锁相环DPLL）80原理及实现80实验二十四固定速率时分复用原理及实现85实验二十五解固定速率时分复用原理及实现89实验二十六变速率时分复用原理及实现93实验二十七解变速率时分复用原理及实现98实验

3、二十八综合实验一：4路数据＋两路电话光纤104综合传输系统实验104实验二十九综合实验二：4路数据＋3台计算机＋1路108图像图像/语音全双工光纤综合传输系统实验108实验三十综合实验三：2台实验箱8台计算机＋2路110图像/语音全双工光纤综合传输系统110第六章　二次开发实验112实验三十一pn序列程序设计112实验三十二　CMI编译码程序设计114136实验三十三　5B6B码程序设计116实验三十四　4B1P和4B1C程序设计121实验三十五　HDB3编译码程序设计125实验三十六　扰码、解扰码程序设计128实验三十七　数字锁相环（DPLL）程序设计130实验三十八　固定速

4、率时分复用程序设计132实验三十九解变速率时分复用程序设计135136第一章光器件认识实验实验一光纤结构和分类一、实验目的1.了解光纤的分类与各种光纤的特点。2.了解光纤的各种性能参数。二、实验内容1.介绍光纤的构成与分类。2.成品光纤的主要参数的介绍。3.测量光纤的插入损耗。三、实验仪器1.光纤实验系统1台。2.FC/PC型光纤跳线2根。3.光固定衰减器1个。4.光功率计1台四、实验原理光纤是光导纤维的简称，它是一种由玻璃或透明聚合物构成的绝缘波导。光被耦合进光纤后只能在其波导内部传播。一般的光纤都是由纤芯、包层和外套涂层三部分组成。其外套涂层作为光纤的保护层，用于加强光纤的

5、机械强度。其光纤结构如图1-1所示：外套包层区纤芯区图1-1光纤结构示意图1、光纤的分类光纤有很多种分类方法。按其传输光波的模式来分，有单模光纤与多模光纤两大类。它们的结构不同，因而各具不同的特性与用途。1361)单模光纤用来传输单一基模光波的光纤称为单模光纤，它要求入射光的波长大于光纤的截止波长，单模光纤的纤芯直径很小，一般为5-10μm。单模光纤对于光的传输损耗将是最小的，因为光场只在光纤的中心传导。但是由于纤芯直径很小，对于光纤与光源的耦合及光纤之间的接续将带来明显困难。单模光纤可彻底消除模间色散，在波长为1.27μm时，材料色散趋近于零，或者可以使得材料色散与波导色散相

6、抵消。因此，长距离大容量的长途通信干线及跨洋海底光缆线路全部采用单模光纤。由于1.55μm波长时单模光纤的损耗更低，人们已研究了使光纤的零色散波长移到1.55μm的技术和使激光器（LD）的频谱更窄的技术，以求同时达到最低的损耗及最宽的带宽，从而最大限度地增大中继距离及信息容量。2)多模光纤用来传输多种模式光波的光纤称为多模光纤，模式的数目取决于芯径、数值孔径（接收角）、折射率分布特性和波长。将单模光纤的纤芯增大，光纤将成为多模光纤。多模光纤的纤芯直径远远大于单模光纤，一般为50-200μm。在临界角内，各个模式的入射光波分别以不同角度，在光纤内的纤芯与包层的的界面处发生全反射而

7、沿光纤全长传输。突变型多模光纤的纤芯部分折射率保持不变，而在纤芯与包层的界面折射率发生突变。这种光纤模间群时延时差大，一般传输带宽为100MHz•Km。常做成大芯径（例如100μm）、大数值孔径（例如NA大于0.3）光纤，提高光源与光纤的耦合效率，适用于短距离、小容量的系统。这种光纤的使用相当广泛。3)识别单模光纤与多模光纤的方法识别单模光纤与多模光纤的基本方法是从光纤的产品规格代号中去了解。如我国光纤光缆型号的规格代号的第二部分用J代表多模渐变型光纤，用T代表多模阶跃型光纤，用Z代表多模准