光纤通信原理实验学习教案

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1、会计学1光纤通信光纤通信(un xin tn xn)原理实验原理实验第一页，共56页。一、主机箱简介一、主机箱简介(jin (jin ji)ji)串口/视频口1310光发送模拟驱动模块串口/视频口1310nm光接收模块电源模块预失真补偿模块语音输入输出模块 模拟信号源模块PCM编译码模块CMI编译码模块HDB3编译码模块电话用户接口模块数字信号源模块CPLD下载模块光纤输入接口光纤输出接口实验箱使用注意事项光纤通信原理ZY12OFCom13BG3电流测定1550nm光接收模块1550光发送模块1310光发送数字驱动模块第1页/共55页第二页，共56页。1、电源模块：提供实验箱各模块电源。、电源

2、模块：提供实验箱各模块电源。2、光发送模块：实现各种、光发送模块：实现各种( zhn)信号的光传输。信号的光传输。 3、光接收模块：实现光电信号的转换，滤波放大。、光接收模块：实现光电信号的转换，滤波放大。4、预失真补偿模块：对信号进行预失真补偿；语音信号处理模块：、预失真补偿模块：对信号进行预失真补偿；语音信号处理模块：提供语音信号输入输出及放大处理功能。提供语音信号输入输出及放大处理功能。5、语音信号处理模块：提供音乐芯片以及外置的语音输出，接受部、语音信号处理模块：提供音乐芯片以及外置的语音输出，接受部分用扬声器扩出。分用扬声器扩出。6、模拟信号源模块：产生正弦波、三角波，频率在、模拟信

3、号源模块：产生正弦波、三角波，频率在14Hz至至300KHz之间连续可调；幅度在之间连续可调；幅度在0V至至5V之间连续可调。之间连续可调。第2页/共55页第三页，共56页。7、电话接口模块：提供电话接口功能。、电话接口模块：提供电话接口功能。8、数字信号源模块：产生、数字信号源模块：产生24伪随机码、位同步码、帧同步伪随机码、位同步码、帧同步 码。码。 输出信号码元速率为输出信号码元速率为64KB/s,伪随机码的码型可通过拨码伪随机码的码型可通过拨码 开关任意设置。开关任意设置。9、PCM编译编译(biny)码模块：实验码模块：实验PCM编译编译(biny)码功能。码功能。10、CMI编译编

4、译(biny)码模块：实现码模块：实现CMI编译编译(biny)码功能。码功能。11、HDB3编译编译(biny)码模块：实现码模块：实现HDB3编译编译(biny)码功能。码功能。12、CPLD下载模块：提供位同步、帧同步功能；提供自主设下载模块：提供位同步、帧同步功能；提供自主设 计电路的功能。计电路的功能。 第3页/共55页第四页，共56页。光纤实验箱使用注意事项光纤实验箱使用注意事项 光学器件属于昂贵易损器件，所以在实验操作过程中应加光学器件属于昂贵易损器件，所以在实验操作过程中应加倍小心，防止倍小心，防止(fngzh)光学器件的损坏，为了保证实验顺利地光学器件的损坏，为了保证实验顺利

5、地进行，请注意以下事项：进行，请注意以下事项：1、请仔细阅读实验指导书操作步骤后开机实验，正确连接导、请仔细阅读实验指导书操作步骤后开机实验，正确连接导线，以免造成光学器件和芯片的损坏。线，以免造成光学器件和芯片的损坏。2、实验箱使用过程中应有防静电措施，以防静电损坏光学器、实验箱使用过程中应有防静电措施，以防静电损坏光学器件。件。3、光学器件属于昂贵器件，在安装和拆卸过程中请注意轻拿、光学器件属于昂贵器件，在安装和拆卸过程中请注意轻拿轻放，遇到问题须及时向老师报告。轻放，遇到问题须及时向老师报告。第4页/共55页第五页，共56页。4、实验时不可将光纤输出端对准自己或别人的眼睛，以免损伤、实验

6、时不可将光纤输出端对准自己或别人的眼睛，以免损伤眼睛。眼睛。 5、实验箱使用完毕后，请立即将防尘帽盖住光纤输入、输出端、实验箱使用完毕后，请立即将防尘帽盖住光纤输入、输出端口，用光纤端面防尘盖盖住光纤跳线端面，防止灰尘进入光纤口，用光纤端面防尘盖盖住光纤跳线端面，防止灰尘进入光纤端面而影响光信号的传输。端面而影响光信号的传输。6、若不小心把光纤输出端的接口弄脏，需用酒精棉球进行清洗、若不小心把光纤输出端的接口弄脏，需用酒精棉球进行清洗。7、光纤跳线接头、光纤跳线接头(ji tu)应妥善保管，防止磕碰，使用后及时应妥善保管，防止磕碰，使用后及时戴上防尘帽。戴上防尘帽。第5页/共55页第六页，共5

7、6页。8、不要用力拉扯光纤，光纤弯曲半径一般、不要用力拉扯光纤，光纤弯曲半径一般(ybn)不小于不小于30mm， 否则可能导致光纤折断。否则可能导致光纤折断。9、进行光纤传输实验时，半导体激光器驱动电流不要超、进行光纤传输实验时，半导体激光器驱动电流不要超 过过40mA，发光二极管驱动电流不要超过，发光二极管驱动电流不要超过60 mA。10、不要用手触摸激光器和探测器的焊点，以免烧坏激光、不要用手触摸激光器和探测器的焊点，以免烧坏激光 器与探测器。器与探测器。第6页/共55页第七页，共56页。一、实验目的一、实验目的1、学习半导体激光器发光原理和光纤通信中激光光源工作原理。、学习半导体激光器发

8、光原理和光纤通信中激光光源工作原理。2、了解半导体激光器平均输出光功率与注入驱动电流的关系、了解半导体激光器平均输出光功率与注入驱动电流的关系(gun x)。3、掌握半导体激光器、掌握半导体激光器P-I曲线的测试方法。曲线的测试方法。第7页/共55页第八页，共56页。二、实验内容二、实验内容1、测量半导体激光器输出功率和注入电流，绘制、测量半导体激光器输出功率和注入电流，绘制P-I关系曲线。关系曲线。2、根据、根据(gnj)PI特性曲线，找出半导体激光器阈值电流，计特性曲线，找出半导体激光器阈值电流，计算半导算半导 体激光器微分量子效率。体激光器微分量子效率。 第8页/共55页第九页，共56页

9、。三、实验仪器三、实验仪器1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱型光纤通信原理实验箱 1台台2、FC接口光功率计接口光功率计 1台台3、FC/PC-FC/PC单模光跳线单模光跳线 1根根4、万用表、万用表 1台台5、连接、连接(linji)导线导线 20根根第9页/共55页第十页，共56页。四、实验原理四、实验原理 P-I特性是半导体激光器的最重要的特性。当注入电流增加特性是半导体激光器的最重要的特性。当注入电流增加时，输出光功率时，输出光功率(gngl)也随之增加，在达到之前半导体激光器也随之增加，在达到之前半导体激光器输出荧光，到达之后输出激光。输出荧光，到达之后输出激光。(

10、)()dPIePhvehvIPILD半导体激光器半导体激光器P-I曲线曲线(qxin)示意图示意图就是图就是图1-1的斜率，由此可计算的斜率，由此可计算(j sun)微分量子效率。微分量子效率。第10页/共55页第十一页，共56页。五、实验五、实验(shyn)步骤步骤1、将光发模块中的可调电阻、将光发模块中的可调电阻W101逆时针旋转到底，使数字逆时针旋转到底，使数字 驱动电流达到最小值。驱动电流达到最小值。2、拨动双刀三掷开关，将、拨动双刀三掷开关，将BM1、BM2选择在中间档，即将选择在中间档，即将 R110与电路断开。与电路断开。 3、用万用表测得、用万用表测得R110电阻值，找出所测电

11、压与半导体激光器驱电阻值，找出所测电压与半导体激光器驱动电流之间的关系（动电流之间的关系（VIR110）。）。4、拨动双刀三掷开关，、拨动双刀三掷开关，BM1选择到半导体激光器数字驱动，选择到半导体激光器数字驱动， BM2选择到选择到1310。第11页/共55页第十二页，共56页。5、旋开光发端机光纤输出端口（、旋开光发端机光纤输出端口（1310nm T）防尘）防尘(fn chn)帽，用帽，用FC- FC光纤跳线将半导体激光器与光功率计输入端连接起来，并将光光纤跳线将半导体激光器与光功率计输入端连接起来，并将光功率计测量波长调整到功率计测量波长调整到1310nm档。档。 半导体激光器驱动电流不

12、可超过半导体激光器驱动电流不可超过40mA，否则有烧毁激光器的危险，否则有烧毁激光器的危险。6、连接导线：将、连接导线：将T502与与T101连接。连接。第12页/共55页第十三页，共56页。7、连接好实验、连接好实验(shyn)箱电源，先开交流电源开关，再开直流电源开箱电源，先开交流电源开关，再开直流电源开 关，即按下关，即按下K01，K02 (电源模块电源模块)，并打开光发模块和数字信号源的，并打开光发模块和数字信号源的直流电源（直流电源（K10与与K50）。）。8、用万用表测量、用万用表测量R110两端电压（红表笔插两端电压（红表笔插T103，黑表笔插，黑表笔插 T104）。）。9、慢慢

13、调节电位器、慢慢调节电位器W101,依次测量对应的光功率值。依次测量对应的光功率值。第13页/共55页第十四页，共56页。 10、做完实验后先关闭光发模块和数字信号源的直流电源、做完实验后先关闭光发模块和数字信号源的直流电源 （K10与与K50），然后），然后(rnhu)依次关掉各直流开关（电依次关掉各直流开关（电源模源模 块），以及交流电开关。块），以及交流电开关。11、拆下光跳线及光功率计，用防尘帽盖住实验箱半导体、拆下光跳线及光功率计，用防尘帽盖住实验箱半导体 激光器光纤输出端口，将实验箱还原。激光器光纤输出端口，将实验箱还原。12、将各仪器设备摆放整齐。、将各仪器设备摆放整齐。第14页

14、/共55页第十五页，共56页。一、实验目的一、实验目的1 1了解模拟信号光纤系统的通信原理了解模拟信号光纤系统的通信原理(yunl)(yunl)2 2了解完整的模拟信号光纤通信系统的基本结构了解完整的模拟信号光纤通信系统的基本结构二、实验内容二、实验内容各种各种( zhn)( zhn)模拟信号模拟信号LEDLED模拟调制：三角波，正弦波，语音信模拟调制：三角波，正弦波，语音信号（外输入语音信号）号（外输入语音信号）三、实验仪器三、实验仪器1 1、光纤通信原理实验箱、光纤通信原理实验箱2 2、20MHz20MHz双踪模拟示波器双踪模拟示波器3 3、万用表、万用表 4 4、FC/PC-FC/PCF

15、C/PC-FC/PC单模光跳线单模光跳线5 5、连接导线、连接导线第15页/共55页第十六页，共56页。IP图图2 2 发光二极管模拟调制原理图发光二极管模拟调制原理图第16页/共55页第十七页，共56页。 连续的模拟信号电流叠加在直流偏置电流上，适当地选连续的模拟信号电流叠加在直流偏置电流上，适当地选择择(xunz)(xunz)直流偏置电流的大小，可以减小光信号的非线直流偏置电流的大小，可以减小光信号的非线性失真。电路实现上，性失真。电路实现上，LEDLED的模拟信号调制较为简单，利的模拟信号调制较为简单，利用其用其P-IP-I的线性关系，可以直接利用电流放大电路进行调的线性关系，可以直接利

16、用电流放大电路进行调制，实验箱模拟信号调制电路如图制，实验箱模拟信号调制电路如图2 2所示。所示。图图2 2、 LED LED模拟模拟(mn)(mn)调制电路调制电路第17页/共55页第十八页，共56页。测试端口图图3 3 模拟信号光纤传输系统框图模拟信号光纤传输系统框图模拟信号源信号处理单元光发送器件光接收器件信号处理单元光纤第18页/共55页第十九页，共56页。五、实验步骤五、实验步骤(bzhu)A、LD模拟信号调制实验模拟信号调制实验1、连接导线：模拟信号源模块、连接导线：模拟信号源模块T303与光发模块与光发模块T111连接。连接。2、用、用FC-FC光纤跳线将光纤跳线将1310nm光

17、发端机（光发端机（1310nmT）与）与1310nm光收端机（光收端机（1310nmR）连接起来。）连接起来。3、将拨码开关、将拨码开关BM1、BM2和和BM3分别拨到模拟、分别拨到模拟、1310nm和和1310nm档。档。K121拨下。拨下。4、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K01，K02，五个发光二极管全亮。五个发光二极管全亮。5、打开模拟信号源模块、打开模拟信号源模块(K60)、光发模块、光发模块(K10)的直流电源。的直流电源。6、调节模拟信号源模块电位器、调节模拟信号源模块电位器W306，使，使TP303波形幅度为波形幅度为2V

18、。7、用万用表监控、用万用表监控R110两端电压两端电压,调节半导体激光器驱动电流，使调节半导体激光器驱动电流，使之小于之小于25mA。第19页/共55页第二十页，共56页。8 8、调节电位器、调节电位器W111W111，W112W112和和W121W121，使得，使得TP121TP121处波形幅度为处波形幅度为2V2V且无明显失真且无明显失真，用示波器观察，用示波器观察(gunch)TP111(gunch)TP111，TP112TP112和和TP121TP121波形，观察波形，观察(gunch)(gunch)模拟模拟信号光纤传输调制过程。信号光纤传输调制过程。9 9、根据失真补偿步骤，观察、

19、根据失真补偿步骤，观察(gunch)(gunch)经过失真补偿电路的模拟信号传输。经过失真补偿电路的模拟信号传输。1010、将、将T303T303换成换成T302T302（三角波）或（三角波）或T301T301（方波），观察（方波），观察(gunch)(gunch)各测试点各测试点波形效果。波形效果。1111、拆除、拆除T111T111连接导线，用音频线将电脑语音输出端与实验箱外输入语音信连接导线，用音频线将电脑语音输出端与实验箱外输入语音信号输入端（号输入端（T252T252）连接，）连接，T253T253与与T111T111连接，连接，T121T121与与T261T261连接，并使电脑播放

20、连接，并使电脑播放音乐。音乐。1212、打开语音信号处理模块电源开关，调节音量（、打开语音信号处理模块电源开关，调节音量（W261W261），判断光纤传输音），判断光纤传输音乐信号效果（用示波器观察乐信号效果（用示波器观察(gunch)(gunch)各测试点波形）。各测试点波形）。1313、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还原。箱还原。第20页/共55页第二十一页，共56页。第21页/共55页第二十二页，共56页。一、实验目的一、实验目的1 1、了解数字信号光纤传输系统的通信原理、了解数字信号光纤传

21、输系统的通信原理2 2、掌握完整数字光纤通信系统的基本结构、掌握完整数字光纤通信系统的基本结构二、实验内容二、实验内容(nirng)(nirng) 观察各种数字信号在观察各种数字信号在LDLD（1310nm1310nm）光纤传输系统中的波形）光纤传输系统中的波形三、实验仪器三、实验仪器1 1、ZY12OFCom13BG3ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱型光纤通信原理实验箱2 2、20MHz20MHz双踪模拟示波器双踪模拟示波器3 3、万用表、万用表 4 4、FC/PC-FC/PCFC/PC-FC/PC单模光跳线步为营单模光跳线步为营 5 5、连接导线、连接导线第22页/共55页

22、第二十三页，共56页。IthIbImIPLD P-ILD P-I特性曲线、调制波形特性曲线、调制波形四、实验四、实验(shyn)原理原理第23页/共55页第二十四页，共56页。数字光纤通信数字光纤通信(un xin tn xn)传输的基本原理图传输的基本原理图测试端口数字信号光纤传输系统组成框数字信号光纤传输系统组成框图图原始信号信号处理单元光发端机光收端机信号处理单元编码译码光纤第24页/共55页第二十五页，共56页。五、实验步骤五、实验步骤1、用、用FC-FC光纤跳线将光纤跳线将1310nm光发端光发端(fdun)机（机（1310nmT）与）与1310nm光收光收端机（端机（1310nmR

23、）连接起来，组成）连接起来，组成1310nm光纤传输系统。光纤传输系统。2、连接导线：数字信号源、连接导线：数字信号源T504与光发模块与光发模块T101连接，将数字信号源模块连接，将数字信号源模块K511拨到上面。拨到上面。3、将拨码开关、将拨码开关BM1、BM2和和BM3分别拨到数字、分别拨到数字、1310nm和和1310nm。4、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K01，K02，五个发光二，五个发光二极管全亮。极管全亮。5、接通数字信号源模块、接通数字信号源模块(K50)、光发模块、光发模块(K10)的直流电源。的直流电源。第25页/共

24、55页第二十六页，共56页。6、用万用表监控、用万用表监控R110两端电压，调节两端电压，调节(tioji)半导体激光器驱动电流，使之半导体激光器驱动电流，使之小于小于25mA。7、调节、调节(tioji)电位器电位器W121，使得，使得TP121处波形幅度大于，用示波器观察处波形幅度大于，用示波器观察TP101，TP102和和TP121波形，观察数字信号光纤传输调制过程。波形，观察数字信号光纤传输调制过程。8、将数字信号源模块、将数字信号源模块K511拨到下面，观察各点波形变化。拨到下面，观察各点波形变化。9、改变数字信号源模块拨码开关状态，观察各测试点波形变化。、改变数字信号源模块拨码开关

25、状态，观察各测试点波形变化。第26页/共55页第二十七页，共56页。1010、改用实验箱中其他码型的数字信号进行上述步骤，观察各种码型的波形、改用实验箱中其他码型的数字信号进行上述步骤，观察各种码型的波形。1111、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还原。箱还原。六、思考题六、思考题画出光纤传输数字信号实验框图画出光纤传输数字信号实验框图(kungt)(kungt)，简述数字信号光纤传输过程。，简述数字信号光纤传输过程。第27页/共55页第二十八页，共56页。一、实验目的一、实验目的1 1、了解光纤接

26、入网中波分复用原理、了解光纤接入网中波分复用原理2 2、掌握波分复用技术及实现方法、掌握波分复用技术及实现方法二、实验内容二、实验内容 实现用两种连接方式实现用两种连接方式(fngsh)(fngsh)组成组成1310nm1310nm与与1550nm1550nm光纤通光纤通信的波分复用系统信的波分复用系统三、实验仪器三、实验仪器1 1、光纤通信原理实验箱、光纤通信原理实验箱 2 2、20MHz20MHz双踪模拟示波器双踪模拟示波器3 3、万用表、万用表 4 4、波分复用器、波分复用器5 5、FC-FCFC-FC法兰盘法兰盘 6 6、连接导线、连接导线第28页/共55页第二十九页，共56页。波分复

27、用器波分复用器信号甲波分复用系统实验框波分复用系统实验框信号乙1310nm1550nm信号甲信号乙1310nm1550nm波分复用波分复用(f yn)系统原理图系统原理图第29页/共55页第三十页，共56页。五、实验五、实验(shyn)(shyn)步骤步骤1 1、连接波分复用器：将波分复用器、连接波分复用器：将波分复用器A A标有标有“1310nm”“1310nm”光纤接头插入光纤接头插入13101310光发端机（光发端机（1310nmT1310nmT），标有），标有“1550nm”“1550nm”光纤接头插入光纤接头插入1550nm1550nm光光发端机（发端机（1550nmT1550nmT

28、）；将波分复用器）；将波分复用器B B标有标有“1310nm”“1310nm”光纤接头插入光纤接头插入1310nm1310nm光收端机（光收端机（1310nmR1310nmR），标有），标有“1550nm”“1550nm”光纤接头插入光纤接头插入1550nm1550nm光收端机（光收端机（1550nmR1550nmR）；将两波分复用器用）；将两波分复用器用FC-FCFC-FC法兰盘连接起来。法兰盘连接起来。2 2、将数字信号源模块、将数字信号源模块T504T504与光发模块与光发模块T151T151连接，连接，T304T304与与T111T111连接。连接。3 3、将拨码开关、将拨码开关BM1

29、BM1、BM2BM2和和BM3BM3分别拨到模拟、分别拨到模拟、1310nm1310nm和和1310nm1310nm。4 4、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K01K01，K02K02，五个，五个发光二极管全亮。发光二极管全亮。第30页/共55页第三十一页，共56页。5 5、接通数字信号源模块、接通数字信号源模块(K50)(K50)、模拟信号源模块（、模拟信号源模块（K30K30）、光发模块）、光发模块(K10(K10、K15)K15)的直流电源。的直流电源。6 6、调试、调试1310nm1310nm光纤通信系统的模拟驱动。光纤通信系统的模

30、拟驱动。7 7、用示波器观察并比较、用示波器观察并比较T304T304与与T121T121，T504T504与与T161T161波形，改变波形，改变T504T504与与T304T304波形波形，观察相应波形的变化。，观察相应波形的变化。8 8、断开两波分复用器之间的、断开两波分复用器之间的FC-FCFC-FC法兰盘，观察上述法兰盘，观察上述(shngsh)(shngsh)波形的变化波形的变化。9 9、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还原。还原。第31页/共55页第三十二页，共56页。一、实验目的一

31、、实验目的1 1、了解光纤接入网时分复用原理、了解光纤接入网时分复用原理2 2、掌握、掌握(zhngw)(zhngw)时分复用技术时分复用技术二、实验内容二、实验内容1 1、将两路模拟信号进行时分复用。、将两路模拟信号进行时分复用。2 2、观察、观察PCMPCM编译码过程及各测试点波形。编译码过程及各测试点波形。三、实验仪器三、实验仪器1 1、ZY12OFCom13BG3ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱型光纤通信原理实验箱1 1台台2 2、20MHz20MHz双踪模拟示波器双踪模拟示波器1 1台台3 3、万用表、万用表 1 1台台4 4、FC/PC-FC/PCFC/PC-FC/

32、PC单模光跳线单模光跳线1 1根根5 5、连接导线、连接导线2020根根第32页/共55页第三十三页，共56页。四、实验四、实验(shyn)原原理理时分复用实验时分复用实验(shyn)框图框图 时分复用是指将多个通道的数字信息（低速率）以时间分割的方式插入到同时分复用是指将多个通道的数字信息（低速率）以时间分割的方式插入到同一个物理信道中。复用之后一个物理信道中。复用之后(zhhu)的数字信息成为高速率的数字流，数字流由的数字信息成为高速率的数字流，数字流由帧组成。本实验将两路不同的模拟信号分别经两个独立的帧组成。本实验将两路不同的模拟信号分别经两个独立的PCM编码电路进行编码电路进行PCM编

33、码，在编码的过程中使这两个编码电路采用不同的编码时隙，然后将这两编码，在编码的过程中使这两个编码电路采用不同的编码时隙，然后将这两路路PCM信号进行同步复接，即时分复用，再将此信号接入到光发端机数字驱动电信号进行同步复接，即时分复用，再将此信号接入到光发端机数字驱动电路的输入端，经光纤传输后送到路的输入端，经光纤传输后送到PCM译码电路，用各自相应的编码时隙将它们分译码电路，用各自相应的编码时隙将它们分别恢复为原模拟信号。别恢复为原模拟信号。 第33页/共55页第三十四页，共56页。五、实验步骤五、实验步骤1、用、用FC-FC光纤跳线将光纤跳线将1550nm光发端光发端(fdun)机（机（15

34、50nmT）与）与1550nm光收端机（光收端机（1550nmR）连接起来，组成）连接起来，组成1550nm数字光纤传输系统。数字光纤传输系统。2、连接导线：模拟信号源模块、连接导线：模拟信号源模块T303 (1K正弦波正弦波)与与PCM编译码模块编译码模块T601连接，连接，T304 (2K正弦波正弦波)与与T611连接，连接，T621与光发模块与光发模块T151连接，连接，T161与与T631连接。连接。3、将、将K601，K602，K603接接1，2脚。脚。4、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K01，K02，五个发光二极管全，五个发光

35、二极管全亮。亮。5、分别接通光发模块、分别接通光发模块(K150)、模拟信号源模块、模拟信号源模块(K30)、PCM编译码模块（编译码模块（K60）的直）的直流电源。流电源。第34页/共55页第三十五页，共56页。6、调节两正弦波波形，使得、调节两正弦波波形，使得T303波形为波形为1K正弦波，幅度为正弦波，幅度为2V，T304波形为波形为2K正弦波，幅度为正弦波，幅度为2V。7、用示波器观察时隙、用示波器观察时隙0（TP650）、时隙）、时隙1（TP651）、时隙）、时隙2（TP652）和）和PCM编译码中帧同步码（编译码中帧同步码（TP653）的波形。）的波形。8、观察、观察TP602（模

36、拟信号（模拟信号1模数转换后波形），模数转换后波形），TP612（模拟信号（模拟信号2模数转换后波形）模数转换后波形）T621（两路模（两路模拟信号经模数转换和时分复用后的波形）。拟信号经模数转换和时分复用后的波形）。9、观察和比较、观察和比较TP603与与TP601，TP613与与TP611。10、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件(qjin)，将实验箱还原。，将实验箱还原。第35页/共55页第三十六页，共56页。一、实验目的一、实验目的1、了解电话及语音信号通过、了解电话及语音信号通过(tnggu)光纤传输的全过程

37、光纤传输的全过程2、掌握模拟电话、数字电话光纤传输的工作原理、掌握模拟电话、数字电话光纤传输的工作原理二、实验内容二、实验内容1、模拟电话光纤传输系统实验、模拟电话光纤传输系统实验2、数字电话光纤传输系统实验、数字电话光纤传输系统实验三、实验仪器三、实验仪器1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱型光纤通信原理实验箱1台台2、20MHz双踪模拟示波器双踪模拟示波器1台台3、万用表、万用表 1台台4、FC/PC-FC/PC单模光跳线单模光跳线1根根5、连接导线、连接导线20根根 第36页/共55页第三十七页，共56页。电话模拟电话模拟(mn)光纤传输光纤传输 电话数字电话数字(shz

38、)光纤传输光纤传输 四、实验四、实验(shyn)原理原理第37页/共55页第三十八页，共56页。PCM编码编码(bin m)帧结构示意图帧结构示意图 第38页/共55页第三十九页，共56页。五、实验步骤五、实验步骤、模拟电话光纤传输系统实验、模拟电话光纤传输系统实验1、用模拟信号调试方法调节电位器，使、用模拟信号调试方法调节电位器，使1310nm光纤通信光纤通信(un xin tn xn)系统能够正常传输系统能够正常传输模拟信号。模拟信号。2、连接导线：电话用户接口模块、连接导线：电话用户接口模块T401与光发模块与光发模块T111连接，连接，T412与与T121连接，连接， T402与与T4

39、11连连接，并在电话甲、电话乙口分别接上电话机。接，并在电话甲、电话乙口分别接上电话机。3、用、用FC-FC光纤跳线将光纤跳线将1310nm光发端机（光发端机（1310nmT）与）与1310nm光收端机（光收端机（1310nmR）连接起）连接起来，组成来，组成1310nm光纤传输系统。光纤传输系统。4、将拨码开关、将拨码开关BM1、BM2和和BM3分别拨到模拟、分别拨到模拟、1310nm和和1310nm。 5、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K01，K02，五个发光二极管全亮。，五个发光二极管全亮。第39页/共55页第四十页，共56页。6、

40、接通电话用户接口模块、接通电话用户接口模块(K40，K41)、光发模块、光发模块(K10)的直流电源。的直流电源。7、用万用表监控、用万用表监控R110两端电压（红表笔插两端电压（红表笔插T103，黑表笔插，黑表笔插T104），调节半导体激光器驱动电流），调节半导体激光器驱动电流（W101），使驱动电流小于），使驱动电流小于25mA。8、摘机进行两人通话、摘机进行两人通话(tng hu)实验，用示波器测试并比较实验，用示波器测试并比较TP401，TP412的波形的波形,并做记录。若并做记录。若模拟电话光纤传输时有噪声，可根据模拟信号光纤传输步骤进行调试，使系统传输模拟电话光纤传输时有噪声，可根

41、据模拟信号光纤传输步骤进行调试，使系统传输2K正弦波，当正弦波，当输出（输出（T121）幅度为）幅度为2V且无明显失真时即可。且无明显失真时即可。 9、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还原。、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还原。10、根据上述实验步骤，设计并执行、根据上述实验步骤，设计并执行850nm光纤传输系统模拟电话传输实验。光纤传输系统模拟电话传输实验。第40页/共55页第四十一页，共56页。B、数字电话光纤传输系统实验、数字电话光纤传输系统实验1、连接导线：电话用户接口模块、连接导线：电话用户接口模块T401与与PCM编

42、译码模块编译码模块T601连接，连接，T411与与T611连接，连接，T412与与T603连接，连接，T402与与T613连接，连接，T621与与T101连接，连接，T631与与T121连接，在电话甲、电话乙口分别接上电话连接，在电话甲、电话乙口分别接上电话单机。单机。2、将、将K601，K602，K603拨到上面。拨到上面。3、用、用FC-FC光纤跳线将光纤跳线将1310nm光发端机（光发端机（1310nmT）与）与1310nm光收端机（光收端机（1310nmR）连接起来，）连接起来，组成组成1310nm光纤传输系统。光纤传输系统。4、将拨码开关、将拨码开关BM1、BM2和和BM3分别拨到数

43、字、分别拨到数字、1310nm和和1310nm。5、接上交流、接上交流(jioli)电源线，先开交流电源线，先开交流(jioli)开关，再开直流开关开关，再开直流开关K01，K02，五个发光二极管全，五个发光二极管全亮。亮。第41页/共55页第四十二页，共56页。6 6、接通电话用户接口模块、接通电话用户接口模块(K40(K40，K41)K41)、PCMPCM编译码模块（编译码模块（K60K60）和光发模块）和光发模块(K10)(K10)的直流电源的直流电源。7 7、用万用表监控、用万用表监控R110R110两端电压（红表笔插两端电压（红表笔插T103T103，黑表笔插，黑表笔插T104T10

44、4），调节半导体激光器驱动电），调节半导体激光器驱动电流（流（W101W101），使驱动电流小于），使驱动电流小于25mA25mA。8 8、摘机进行两人通话实验，用示波器测试并比较、摘机进行两人通话实验，用示波器测试并比较TP401TP401，TP402TP402，TP411TP411、TP412TP412的波形（可选的波形（可选用双音多频信号的按键音来观察测试点的波形），并做记录。若数字电话光纤传输时有噪声用双音多频信号的按键音来观察测试点的波形），并做记录。若数字电话光纤传输时有噪声，可根据数字光纤传输步骤进行调试，使系统传输普通伪随机码信号，若输出（，可根据数字光纤传输步骤进行调试，使系

45、统传输普通伪随机码信号，若输出（T121T121）与输）与输入波形相同，幅度大于且无误码即可。入波形相同，幅度大于且无误码即可。9 9、用示波器观察、用示波器观察TP101TP101、T121T121波形。波形。1010、依次关闭、依次关闭(gunb)(gunb)各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还原各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还原。1111、根据上述步骤，设计并执行、根据上述步骤，设计并执行850nm850nm光纤传输系统数字电话传输实验。光纤传输系统数字电话传输实验。第42页/共55页第四十三页，共56页。六、思考题六、思考题1、能否用一根

46、光纤传输两路模拟信号，如果可以，如何实现？如果、能否用一根光纤传输两路模拟信号，如果可以，如何实现？如果不行，说明理由。不行，说明理由。2、与模拟电话、与模拟电话(dinhu)相比，数字电话相比，数字电话(dinhu)有哪些优点有哪些优点?第43页/共55页第四十四页，共56页。第44页/共55页第四十五页，共56页。第45页/共55页第四十六页，共56页。 本实验方案是：将一台实验箱（本实验方案是：将一台实验箱（A A）中的两部）中的两部(lin (lin b)b)电话（甲、乙）同时分别与另一台实验箱（电话（甲、乙）同时分别与另一台实验箱（B B）中的两）中的两部部(lin b)(lin b

47、)电话（甲电话（甲、乙、乙）进行通话，从而在同一）进行通话，从而在同一根光纤中同时传输四部电话，并且包括同步提取，光纤异根光纤中同时传输四部电话，并且包括同步提取，光纤异地传输系统组成等重要概念，从而真正体现出光纤通信采地传输系统组成等重要概念，从而真正体现出光纤通信采用时分复用、波分复用技术之后大容量的特点。用时分复用、波分复用技术之后大容量的特点。第46页/共55页第四十七页，共56页。七、思考题七、思考题1 1、如果、如果CMICMI编译码和编译码和PCMPCM编译码不采用提取的同步编译码不采用提取的同步(tngb)(tngb)信信号而用本实验箱中的同步号而用本实验箱中的同步(tngb)

48、(tngb)信号，则该实验箱能否进信号，则该实验箱能否进行行四部电话的同时通话？为什么？四部电话的同时通话？为什么？2 2、设计实验实现四对（八部）电话的全双工传输。、设计实验实现四对（八部）电话的全双工传输。第47页/共55页第四十八页，共56页。一、实验目的一、实验目的1 1、学习计算机数据通信基本知识、学习计算机数据通信基本知识2 2、掌握计算机串口通信光纤传输系统组成、掌握计算机串口通信光纤传输系统组成3 3、进一步理解、进一步理解(lji)CMI(lji)CMI码型在光纤通信系统中的作用码型在光纤通信系统中的作用二、实验内容二、实验内容1 1、用光纤通信系统实现计算机串口数据通信、用

49、光纤通信系统实现计算机串口数据通信2 2、进一步加深了解、进一步加深了解CMICMI编码在光纤线路码型中的作用编码在光纤线路码型中的作用三、实验仪器三、实验仪器1 1、光纤通信原理实验箱、光纤通信原理实验箱 1 1台台2 2、计算机、计算机 2 2台台3 3、FC/PC-FC/PCFC/PC-FC/PC单模光跳线单模光跳线 2 2根根4 4、串口连接线、串口连接线2 2根根5 5、万用表、万用表1 1台台6 6、连接导线、连接导线 20 20根根第48页/共55页第四十九页，共56页。计算机串口通信计算机串口通信(tng xn)实验方框图实验方框图第49页/共55页第五十页，共56页。五、实验

50、步骤五、实验步骤1 1、先调好数字、先调好数字(shz)(shz)传输系统。传输系统。2 2、用计算机串口线（、用计算机串口线（A A）一端接电脑（）一端接电脑（A A）串口，另一端接实验箱）串口，另一端接实验箱J171J171；计算机；计算机串口线（串口线（B B）一端接电脑（）一端接电脑（B B）串口，另一端接）串口，另一端接J181J181。3 3、用、用FC-FCFC-FC光纤跳线将光纤跳线将1310nm1310nm光发端机与光发端机与1310nm1310nm光收端机连接起来，组成光收端机连接起来，组成1310nm1310nm光纤传输系统。光纤传输系统。4 4、用另一根、用另一根FC-

51、FCFC-FC光纤跳线将光纤跳线将1550nm1550nm光发端机与光发端机与1550nm1550nm光收端机连接起来，组光收端机连接起来，组成成1550nm1550nm光纤传输系统。光纤传输系统。5 5、将拨码开关、将拨码开关BM1BM1、BM2BM2和和BM3BM3分别拨到数字分别拨到数字(shz)(shz)、1310nm1310nm和和1310nm1310nm。6 6、光发端机模块、光发端机模块T171T171与与CPLDCPLD模块模块933933连接，连接，937937与与CMICMI编译码模块编译码模块T701T701连接，连接，T703T703与光发模块与光发模块T101T101

52、连接，连接，T121T121与与T751T751连接，连接，T702T702与与PCMPCM编译码模块编译码模块T662T662连接，连接，T752T752与与T662T662连接，连接，T753T753与与T172T172连接。连接。7 7、光发端机模块、光发端机模块T181T181与与CPLDCPLD模块模块965965连接，连接，968968与光发模块与光发模块T151T151连接，连接，T161T161与与955955连接，连接，983983与与T662T662连接，连接，957957与与T182T182连接。连接。8 8、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关、接上交流电源线，先

53、开交流开关，再开直流开关K01K01，K02K02，五个发光二极管，五个发光二极管全亮。全亮。第50页/共55页第五十一页，共56页。9 9、接通光发模块、接通光发模块(K10(K10、K15)K15)、PCMPCM编译码模块（编译码模块（K60K60）、）、CPLDCPLD下载模块（下载模块（K90K90）和）和CMICMI编译码模块（编译码模块（K70K70）的直流电源。）的直流电源。1010、执行计算机串口通信软件、执行计算机串口通信软件(1)(1)在计算机光驱中装入在计算机光驱中装入WINDOWSWINDOWS安装光盘。安装光盘。(2)(2)依次打开控制面板依次打开控制面板 添加删除程

54、序添加删除程序WINDOWSWINDOWS安装程序安装程序 通讯通讯 超级终端。超级终端。(3)(3)执行程序执行程序 附件附件 通讯通讯 超级终端，则会出现如下对话框，填入连接名称任选一超级终端，则会出现如下对话框，填入连接名称任选一图标作为连接图标。图标作为连接图标。(4)(4)按确定后进入下一个界面按确定后进入下一个界面(jimin)(jimin)，选择，选择“直接连接到串口直接连接到串口n n（一般为串口（一般为串口1 1或或2 2）”，。，。(5)(5)按确定后进入按确定后进入COM1COM1串口通信设置，其中传输波特率可以设置为串口通信设置，其中传输波特率可以设置为96009600

55、或或1920019200。(6)(6)设置完毕后即可进行数据传输，如发送文件、接收文件等。设置完毕后即可进行数据传输，如发送文件、接收文件等。1111、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还原。原。第51页/共55页第五十二页，共56页。七、思考题答案七、思考题答案1 1、查阅相关书籍，说明计算机串口通信基本原理。、查阅相关书籍，说明计算机串口通信基本原理。2 2、在计算机数据、在计算机数据(shj)(shj)光纤通信系统中为什么要加入光纤通信系统中为什么要加入CMICMI编译码编译码部分。部分。

56、第52页/共55页第五十三页，共56页。一、实验目的一、实验目的1 1、学习检测器光电转换原理、学习检测器光电转换原理2 2、了解测试仪器、了解测试仪器(yq)(yq)校准方法校准方法3 3、掌握光功率计设计基本思路、掌握光功率计设计基本思路二、实验要求二、实验要求1 1、根据、根据I-PI-P特性曲线设计简易光功率计特性曲线设计简易光功率计2 2、对自己所设计的光功率计进行校准、对自己所设计的光功率计进行校准三、实验仪器三、实验仪器(yq)(yq)1 1、ZY12OFCom13BG3ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱型光纤通信原理实验箱 1 1台台2 2、光功率计、光功率计 1

57、 1台台3 3、FC/PC-FC/PCFC/PC-FC/PC单模光跳线单模光跳线 1 1根根4 4、万用表、万用表 1 1台台5 5、连接导线、连接导线 20 20根根第53页/共55页第五十四页，共56页。 四、四、 设计原理设计原理(yunl)： 利用光电检测器检测光功率，实质上是测量光电检测器在利用光电检测器检测光功率，实质上是测量光电检测器在受光辐射后产生的微弱电流，该电流与入射到光敏面上的光功受光辐射后产生的微弱电流，该电流与入射到光敏面上的光功率成正比，因此，此类光功率计实际上是半导体光电传感器（率成正比，因此，此类光功率计实际上是半导体光电传感器（即检测器，亦称探测器）与电子电路

58、组成的放大、数据处理单即检测器，亦称探测器）与电子电路组成的放大、数据处理单元的组合。元的组合。 五、设计五、设计(shj)(shj)要求：要求： 根据设计根据设计(shj)(shj)原理，设计原理，设计(shj)(shj)此类简易光功率设计此类简易光功率设计(shj)(shj)框图、实验步骤，并进行测试和校准。框图、实验步骤，并进行测试和校准。第54页/共55页第五十五页，共56页。NoImage内容(nirng)总结会计学。6、模拟信号源模块：产生正弦波、三角波，频率在14Hz至300KHz之间连续可调。12、CPLD下载模块：提供位同步(tngb)、帧同步(tngb)功能。1、光纤通信原理实验箱 2、20MHz双踪模拟示波器。2、掌握模拟电话、数字电话光纤传输的工作原理。9、用示波器观察TP101、T121波形。1、应用波分复用、时分复用技术实现四部电话同时通信。五、设计要求：第五十六页，共56页。