资源描述
（双窗口波长的粗波分复用）（双窗口波长的粗波分复用）1实验六 波分复用(WDM)光纤通信系统实验第一部分 光波波分复用的概念概述：在同一根光纤中同时让两个或两个以上的光波长信号通过不同光信道各自传输信息,称为光波分复用技术,简称WDM。确切说法：波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。2波分复用的概念概述：在同一根光纤中同时让两个或两个以上的光波波分复用的类型 通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有不同。按照通道间隔的不同，WDM可以细分为CWDM（稀疏波分复用）和DWDM（密集波分复用）。CWDM的信道间隔为20nm，而DWDM的信道间隔从0.2nm 到1.2nm，所以相对于DWDM，CWDM称为稀疏波分复用技术。3波分复用的类型 通信系统的设计不同，每个波波分复用器的原理和类型光波分复用一般应用波长分割复用器和解复用器(也称合波/分波器)分别置于光纤两端,实现不同光波的耦合与分离。光波分复用器的主要类型有熔融拉锥型,介质膜型,光栅型和平面型四种。4波分复用器的原理和类型光波分复用一般应用波长分割复用器和解复波分复用技术的特点和优势：(1)、充分利用光纤的低损耗波段,增加光纤的传输容量,使一根光纤传送信息的物理限度增加一倍至数倍。目前我们只是利用了光纤低损耗谱(1310nm-1550nm)极少一部分,波分复用可以充分利用单模光纤的巨大带宽约25THz,传输带宽充足。(2)、具有在同一根光纤中,传送2个或数个非同步信号的能力,有利于数字信号和模拟信号的兼容,与数据速率和调制方式无关,在线路中间可以灵活取出或加入信道。(3)、对已建光纤系统,尤其早期铺设的芯数不多的光缆,只要原系统有功率余量,可进一步增容,实现多个单向信号或双向信号的传送而不用对原系统作大改动,具有较强的灵活性。(4)、由于大量减少了光纤的使用量,大大降低了建设成本、由于光纤数量少,当出现故障时,恢复起来也迅速方便。(5)、有源光设备的共享性,对多个信号的传送或新业务的增加降低了成本。(6)、系统中有源设备得到大幅减少,这样就提高了系统的可靠性。5波分复用技术的特点和优势：(1)、充分利用光纤的低损耗波段,波分复用器的主要特性指标插入损耗及其测量原理插入损耗插入损耗:6波分复用器的主要特性指标插入损耗及其测量原理插入损耗:131说明：说明：PX，Y 其中：其中：X表示窗口波长，表示窗口波长，Y表示实际波长在该窗口的优先表示实际波长在该窗口的优先级：级：1：优先直通优先直通/插入损耗概念插入损耗概念 2：受阻串扰受阻串扰/隔离度概念隔离度概念光串扰及其测量原理光串扰光串扰:7说明：光串扰及其测量原理光串扰:1310光在1550窗口的光1310nm1310nm光插损光插损:1550nm1550nm光插损光插损:实验应采取的测量光插入损耗的方法81310nm光插损:1550nm光插损:实验应采取的测量光插1310nm1310nm光串扰光串扰:1550nm1550nm光串扰光串扰:实验应采取的测量光串扰的方法：91310nm光串扰:1550nm光串扰:实验应采取的测量光串实际采用的光插入损耗和光串扰的方法1310nm1310nm光插损光插损:1 1、用单根光纤直接连接、用单根光纤直接连接1310TX1310TX端，测量端，测量P1P12 2、将一个波分复用器合波口连接、将一个波分复用器合波口连接1310TX1310TX端，端，13101310窗口输窗口输出出P11P11，15501550窗口输出窗口输出P22P22。用波分复用器和解复用用波分复用器和解复用器由于接口较多，数据产生器由于接口较多，数据产生误差较大，因此只用一个波误差较大，因此只用一个波分复用器测量光插入损耗。分复用器测量光插入损耗。1310nm1310nm在在15501550窗口光串扰窗口光串扰:10实际采用的光插入损耗和光串扰的方法1310nm光插损:1、用对于1550端1 1、用单根光纤直接连接、用单根光纤直接连接1550TX1550TX端，测量端，测量P2P22 2、将一个波分复用器合波口连接、将一个波分复用器合波口连接1550TX1550TX端，端，13101310窗口输窗口输出出P12P12，15501550窗口输出窗口输出P21P21。1550nm1550nm光插损光插损:1550nm1550nm在在13101310窗口光串扰窗口光串扰:11对于1550端1、用单根光纤直接连接1550TX端，测量P2左半部：左半部：D3:01110010BD_IN3D2 D1:1310D_IN2、D_IN1 FY-OUT：P202右半部：右半部：D2 D1:1550 D_IN2、D_IN1；其它都；其它都与与左半部相同。左半部相同。帧同步帧同步1310帧同步帧同步1550实验连线12左半部：帧同步1310帧同步1550实验连线12数据及处理1 1、根据、根据实际实际串扰串扰测量方法测量方法的图示的图示，参考参考P83P83页的步页的步骤骤,分别测量分别测量1310nm1310nm和和1550nm1550nm的的光串扰光串扰和和插入损耗插入损耗。1310nmP1=P11=P12=串扰串扰=插损插损=1550nmP2=P21=P22=串扰串扰=插损插损=13数据及处理1、根据实际串扰测量方法的图示，参考P83页的步骤14第二部分 光波分复用器的应用14单向双路单向双路波分复用传输方式波分复用传输方式帧同步帧同步帧同步帧同步13101550FY-OUTFY-OUT1310 TXIC202IC202P202P2021310155013101550FY-INFY-IN 适合在只需单方向传输多路适合在只需单方向传输多路信号的场合应用。信号的场合应用。1550 TX1310 RX1550 RX15单向双路波分复用传输方式帧同步帧同步13101550FY-O单纤双工单纤双工波分复用传输方式波分复用传输方式帧同步帧同步帧同步帧同步13101550FY-OUTFY-OUTIC202IC202P202P2021310155013101550FY-INFY-IN 由单向变为双向，体现光路由单向变为双向，体现光路可逆特性，可实现双工应用。可逆特性，可实现双工应用。1310 TX1550 TX1310 RX1550 RX16单纤双工波分复用传输方式帧同步帧同步13101550FY-O波分复用传输方式在波分复用传输方式在本实验箱的特殊用法本实验箱的特殊用法帧同步帧同步帧同步帧同步13101550FY-OUTFY-OUTIC202IC202P202P2021310155013101550FY-INFY-IN 光接收器件对波长的选择性远不如光接收器件对波长的选择性远不如WDM器件，可变通交叉应用，系统的连器件，可变通交叉应用，系统的连接关系比较直观。接关系比较直观。1310 TX1550 TX1550 RX1310 RX17波分复用传输方式在本实验箱的特殊用法帧同步帧同步131015双模拟信号的双模拟信号的WDM传输传输18双模拟信号的WDM传输18双数字信号的双数字信号的WDM原理原理19双数字信号的WDM原理19模拟模拟/数字信号的数字信号的WDM原理原理20模拟/数字信号的WDM原理20双双CMI编码数字信号的编码数字信号的WDM原理原理21双CMI编码数字信号的WDM原理21按实验原理图进行电气实验导线、光路连接。按实验原理图进行电气实验导线、光路连接。开启系统电源，用示波器观察波形。开启系统电源，用示波器观察波形。调节两个光接收机的可调电位器调节两个光接收机的可调电位器(R257、R242)，使输出波使输出波形达到最好。形达到最好。光发送机光发送机 模拟信号输入端口：模拟信号输入端口：P203 数字信号输入端口：数字信号输入端口：P202光接收机光接收机 模拟信号输出端口：模拟信号输出端口：P200 数字信号输出端口：数字信号输出端口：P201（IC202）注意：注意：光纤十分脆弱易断，光纤十分脆弱易断，光波分复用器和光跳线光波分复用器和光跳线各个活各个活动连接器根部的光纤不可硬性弯折，必须保持尽可能大的弯动连接器根部的光纤不可硬性弯折，必须保持尽可能大的弯曲半径！与法兰盘的接插必须同轴，双手细心操作！曲半径！与法兰盘的接插必须同轴，双手细心操作！实验内容：22按实验原理图进行电气实验导线、光路连接。实验内容：22一路语音信号单光纤传输（基本原理示意）一路语音信号单光纤传输（基本原理示意）P203P200注意电话模块的连接方法注意电话模块的连接方法23一路语音信号单光纤传输（基本原理示意）P203P200注意电双向话音双向话音WDM光传输的实际系统图光传输的实际系统图 两路语音信号双光纤传输（或采用单光纤两路语音信号双光纤传输（或采用单光纤WDM方式：方式：1310端信号与端信号与1550端信号互传）端信号互传）P203P203P200P200提示：提示：S200S200拨向拨向模拟传输端模拟传输端131015501310变通变通1550变通变通1550131024双向话音WDM光传输的实际系统图 两路语音信号1 1、分别分别指出指出单工双路、单纤双工单工双路、单纤双工和和本实验箱的变通用法本实验箱的变通用法三种三种连接图中，左右两边的解复用结果，并分析说明原因。连接图中，左右两边的解复用结果，并分析说明原因。2 2、画出你进行双向模拟话音信号、画出你进行双向模拟话音信号WDMWDM光传输实验的实际系统连光传输实验的实际系统连接图。接图。3 3、如果做、如果做CMICMI编码实验，请设计出系统连接图示意图。编码实验，请设计出系统连接图示意图。实验思考251、分别指出单工双路、单纤双工和本实验箱的变通用法三种连接图提示：波分复用器和解复用器的连接方式波分复用器和解复用器的连接方式 用FC/PC法兰盘将两个波分复用器的IN端活动连接器相连。IN1310155013101550IN26提示：波分复用器和解复用器的连接方式IN1310155013
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