实验一 光纤特性测量与光无源器件实验.docx

系统结构:
OCS光通信实验系统是一个开放式的平台,提供了标准的教学模块,同时提供现时各种常用的一些接口:如2M外信号输入接口、电话接口、视频接口、计算机接口和光发送接收模块输入输出接口,体现了语音、数据、图像通过光纤传输的电信网、计算机网和广播电视网三网合一的思想。通过本实验系统,学生可轻松掌握光纤通信的基本原理和技术,了解通信的发展趋势。
主要功能模块组成:
1 电源单元:
此单元产生系统各模块所需的电源电压:±12V、±5V。
2 信号源单元:
时钟源提供系统所需要的时钟信号:如8k、64k、2M等。
模拟信号单元产生模拟通信实验所需的信号:方波、正弦波、三角波和锯齿波。
数字信号单元由CPLD电路产生CMI码、PCM、2M伪随机序列等。
3 光发送接收单元:
光发送端机由数字和模拟两部分驱动电路组成,通过选择开关进行数字和模拟信号的切换。光接收端机由光接收组件、带自动增益控制的主放大器和数据重建电路组成,完成光发送机传送过来的信号的恢复和再生。
实验系统采用1310nm和1550nm两种波长,也是光纤通信最具有代表性的两种波长,两路光收发既可实现电话和串行数据的双向传输,也可配合WDM模块进行波分实验。
4 1X2单模分光器:
这是本系统独有的优势,在系统中集成1X2单模分光器,增强了光纤通信的“光”的特性,所配置的SC、ST、FC及相应的适配器让学生能直观了解光纤通信中光纤和光纤的连接以及光纤和器件的连接方式。另外在进行光纤通信实验(如话音、2M信号或图像)时可通过分路器的另一端进行在线光功率的监控,使学生了解光纤通信中光性能监控的重要性。
5 锁相环单元
主要完成从数据流中提取位同步信号。
6 误码检测单元
检测数字接收信号的误码性能,并可手动插入误码。将简化的误码测试功能集成在实验系统中,可节省购买昂贵的误码测试仪的费用,提高系统性价比。
7 电话接口单元
此单元有两路独立的电话输入接口、输出接口,通过专用电话接口芯片实现语音的全双工通信,可通过选择开关进行模拟和数字信号的通话。
8 串行R232接口单元:
此单元配有两路R232接口,可实现计算机间通信实验。
9 视频接口单元:
配有AV-IN接口、AV-OUT接口,可实现图像信号从摄像头输入经光纤到监视器接收的传输全过程。
10 主控和人机接口
主控CPU、键盘输入和液晶显示部分构成了控制模块,进行操作的选择。背光开关使显示器在强光和弱光都能较好显示。
各模块功能说明:
1、光发送电路模块A和光接收电路模块A为1550 nm波段
2、光发送电路模块B和光接收电路模块B为1310 nm波段
3、模拟电路单元可产生正弦、三角、锯齿波形
注意:模拟电路单元产生的信号只能发送到“光发送电路模块A”。因此,要使“光发送电路模块B”也有信号,需在“光发送电路模块A”和“光发送电路模块B”之间接入一根短路线(导线)。方法(模拟:将“光发送电路模块A”的TP101与“光发送电路模块B”的TP201用一根导线短路连接;数字:将“光发送电路模块A”的TP102与“光发送电路模块B”的TP202用一根导线短路连接)。
各模块接口说明:
1、光发送电路模块A
TP101:模拟信号输入端
TP102:数字信号输入端
TP103:调制信号输出端(模拟、数字信号)
RP101:调节模拟信号的幅度
RP102:调节模拟信号的功率
RP103:调节数字信号的幅度/功率
2、光发送电路模块B
TP201:模拟信号输入端
TP202:数字信号输入端
TP203:调制信号输出端(模拟、数字信号)
RP202:调节模拟信号的幅度(电位调节器)
RP203:调节模拟信号的功率
RP204:调节数字信号的幅度/功率
3、模拟电路单元的RP401调节信号幅度
4、CPU的RP301调节液晶显示器的对比度
5、光接收电路模块A
TP104:原始调制信号
TP106:调制后的信号
RP105:调节模拟信号的幅度
6、光接收电路模块B
TP204:原始调制信号
TP207:调制后的信号
RP206:调节模拟信号的幅度
第一部分光纤特性实验
光纤是光导纤维的简称,通信系统中常用的是石英(玻璃)系列光纤,以其对光信号的低损耗传输特性和对光束的良好束缚能力,成为目前通信系统中最优良的传输媒质。
为了提高通信质量,在光纤的生产制造过程中,需要严格控制光纤的各特性参数。光纤的特性包括它的几何特性(主要指光纤的几何结构、尺寸)、光学特性(包括折射率分布、数值孔径等)、传输特性(主要是指损耗、色散和非线性特性)以及机械和温度特性。了解光纤特性是提高光纤通信系统性能以及促进光纤通信技术进一步发展的基本前提。
实验