数字信号光纤传输系统

深 圳 大 学 实 验 报 告

课程名称： 光纤通信

实验项目名称： 数字信号光纤传输实验

学院： 信息工程学院

专业： 通信工程

指导教师： 吉建华

报告人： 学号： 2011130145 班级： 2班

实验时间： 2014年5月30日

实验报告提交时间： 2014年6月13日

教务处制

一、实验目的

1、了解数字信号光纤传输系统的通信原理 2、掌握完整数字光纤通信系统的基本结构

二、实验内容

1、观察各种数字信号在LD（1310nm）光纤传输系统中的波形

2、观察各种数字信号在LED（850nm）光纤传输系统中的波形（可选）

三、预备知识

1、数字光纤光纤通信的基本原理

2、熟悉数字光纤通信系统与模拟光纤通信系统的优缺点比较

四、实验仪器

1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱 2、20MHz双踪模拟示波器 3、万用表 4、FC/PC-FC/PC单模光跳线 5、850nm光发端机和光收端机（可选） 6、ST/PC-ST/PC多模光跳线（可选） 7、连接导线

1台 1台 1台 1根 1套 1根 20根

五、实验原理

数字光纤通信之所以发展得如此迅速，是因为数字光纤通信与传统的电缆传输通信相比具有明显的优势。如传输带宽很宽，通信容量大，中继距离长，保密性很好，投资少，见效快，管理维护方便等许多优点。

图12-1 数字光纤通信传输的基本原理图

数字光纤通信的基本原理是将数字通信中的数据传输信号首先经过电—光变换成光脉冲数字信号，然后通过光纤光缆传输到数字通信的对方，最后再经过光—电变换、放大、均衡与定时再生成数据传输信号，这一变换如图12-1所示，图中的光发送机完成电—光变换后由光源器件（激光器—LD或者发光二极管—LED）发射光脉冲信号。光接收机完成光—电变换，即由光检测器把光信号变换成电信号！

数字信号的光源驱动电路与模拟驱动电路原理有一定的区别。半导体激光器是利用其在有源区中受激发射的器件，只有在工作电流超过阈值电流的情况下，才会输出激光（相干光），因而是有阈值的器件。图12-2为LD的P-I特性曲线及调制波形，图中的Ith为LD的阈值电流。由图可见调制LD光源器件发光必须是直流偏置电流Ib和信号电流（即调制电流Im）

的共同作用。

P Ith I Ib Im 图12-2 LD P-I特性曲线、调制波形

本实验利用光纤对各种数字信号进行传输，以了解和熟悉光纤传输数字信号系统的组成。用双踪示波器观察光发模块与光接收模块各点的波形，并进行比较。数字信号有脉冲信号、NRZ码，CMI码（关于各种码型概念及编码规则将在实验15和16中详细介绍）。

在电路驱动上，数字驱动电路采用射极耦合驱动电路。所有数字信号先经过电平转换，进行直流偏置后直接幅度调制到激光器中。其驱动电路如图12-4所示。

数字信号光纤传输系统组成框图如图12-3所示，对原始数字信号产生模块的信号进行各种不同方式的编码和译码，然后通过光纤传输，在测试端口观测输出端的信号波形，并且比较发光二极管的数字驱动与半导体激光器数字驱动效果的异同。

原始信号编 码 信号处理单元光发端机光纤 光收端机信号处理单元译码 测试端口 六、注意事项

1、光源，光跳线，光波分复用器，光功率计等光学器件的插头属易损件，应轻拿轻放，使用时切忌用力过大。

2、不可带电拔插光电器件，要拔插光电器件，须先关闭电源后进行。

七、实验步骤

A、LD数字信号调制实验

1、用FC-FC光纤跳线将1310nm光发端机（1310nmT）与1310nm光收端机（1310nmR）连接起来，组成1310nm光纤传输系统。

2、连接导线：数字信号源T504与光发模块T101连接，将数字信号源模块K511拨到上面。

3、将拨码开关BM1、BM2和BM3分别拨到数字、1310nm和1310nm。

4、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。 5、接通数字信号源模块(K50)、光发模块(K10)的直流电源。

6、用万用表监控R110两端电压（红表笔插T103，黑表笔插T104），调节半导体激光器驱动电流（W101），使之小于25mA。

图12-3 数字信号光纤传输系统组成框图

7、调节电位器W121，使得TP121处波形幅度大于3.5V，用示波器观察TP101，TP102和TP121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K511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。

TP101

TP102

TP121

图12-5 以方波为例TP101、TP102、TP121各点的

10、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（PCM编码信号，CMI编码信号，脉冲信号等）。

11、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。

七、实验结果：

1. 按实验要求连接好试验箱，接通电源，并打开超级终端。

2. 按确定进入下一个界面，选择“直接连接到串口N”。

3. 进入COM1串口通信设置，传输波特率设为9600，数据流控制选择“无”

4. 设置完毕后即可进行数据传输。

如图所示，一台计算机输入的内容在另一台计算机上有所显示。

附试验箱连接图：

八、实验结论：

通过这次的实验,我对数字信号光迁传输有了更进一步的了解,希望下次实验能够再接再厉.

指导教师批阅意见： 成绩评定： 指导教师签字： 年 月 日 备注： 注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。

2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。