第七章光纤传输完整系统实验

光纤传输系统中光纤线路的实验(一)损耗与回损的测量一、实验目的1、掌握连接损耗和全回损耗测量的方法2、掌握接续损耗和回损测量的方法二、实验原理概念：光纤损耗是表征光纤传输性能的一个重要参数， 光纤损耗直接决定了通信线路无中继的区间即有中继站间距 离的长度，衡量光纤损耗的特性，通常都用单位长度上光纤 损耗的dB数表示，其单位为dB/km。目前常用的光波长在 31加处光损耗为 o.5dB/km，而波长在 匸55处已达到 0.2dB/km。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。若用a表示光纤的衰耗系数，Po，p分别表示在某段距离 上所测的光功率值，1表示某段距离长度，则它们之间的关系 可用下式表示：聞創沟燴鐺險爱氇谴净。a = 10 1 log -Po(dB/km)1 P测试法：1、损耗和全回损测量此测试模式如下图所示，可以测量标记与C5标记之间的距离，每公里损耗和全回损。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。依据的原理：计算全回损TRL的dB值公式为:wTRL 二-10lg10lgP(t)dtPoWP(t)Pobsl，-1OlgbSloP(t)dt,其中 p(t) =wqQ-10lgbsl 10lgw口wig。p(t)dt其中，P(t):光时域反射仪测量功率;P0 : t =0的入射光脉冲峰功率；w:入射光脉冲宽度；10lg bsl:背向散射光电平；广p(t)dt:在入射端的背向散射光强度上，对测量波形 的正交化和积分；bsl是由光纤、波长和脉冲宽度决定的。2、接续损耗和回损测量原理在测量接续损耗时，其波形如下图，下图 L圆弧部分就是 输入到光时域反射仪的波形在接续点处有一个突变的下降 沿，其测量方法为画直线，li和J，接续点后的直线部分是直 线l2的前向投影，从接续点向该l2的投影做垂线，则接续点和 焦点的电平差，就是所求的接续损耗。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。测量回损利用的原理回损R可由下列方程求出：r - -10lgbsl 10lg（10l/5 -1）bsl 二 s d rN2 _N；N2w :当前设置的脉冲宽度l :表示和表示之间的电平差bls =10lgbsl:背向散射光电平s：背向散射损耗（NP/m）= 0.23026 10E -3RSLRSL:瑞利散射损耗（dB/km）v：光纤的群速率k :光纤的有效常数N1 :光纤芯线的折射率N2 :光纤覆层的折射率Ne :有纤的有效群折射率c:光速3、实验框图三、实验步骤：1选择熔接后的光纤一条（选择带光纤连接器的光纤）2、接入OTDR设备3、分析OTDR测量所得的图4、分别选择接续损耗和回损模式进行测量5、记录接续损耗四、实验仪器：光时域反射仪五、预习内容与思考1、预习有关瑞利散射的有关内容2、预习有关光纤折射率的有关问题3、预习光纤损耗相关知识4、思考如何用最小二乘法原理来测量光线接续损耗六、实验内容1、记录损耗和全回损的数值2、记录接续损耗和回损的数值七、实验报告1、从光时域反射仪选取接续损耗波形，计算其损耗值，并 和仪器读数进行比较2、从光时域反射仪中选取一段波形计算它的会侧值，并和 仪器读数进行比较。光纤传输系统中光纤线路的实验（二）光纤长度测量、实验目的 1、掌握光纤线路长度的测量方法 2、学会用 OTDR 分析判断，光纤线路中的故障点、实验原理在光传输系统中光纤线路的畅通，是保证光信号正常传 输的关键，因此，在实际光纤线路的维护中，光纤线路的测 量起着重要的作用。 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。OTDR的原理是光脉冲的瑞利散射，由于瑞利散射光具有 和入射波长相同的波长，且功率与该点的入射光功率成正比， 因此通过测试光纤返回的反向光功率就可以获得入射光沿光 纤传输路径所受到的损耗特性，并且还可以通过分析返回光 信号的时间来确定待测光纤中不完善点的位置以及待测光纤 的总长度。 謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。下图是一条典型的测试曲线：其中 a点为光纤的输入端, 是耦合设备和光纤输入端端面产生的菲涅尔反射信号，并且 此处的光信号最强， b 点有一突降， 说明此处有一接头或存在 其它的缺陷，从而所引起高损耗， c 点突然有一个上升，说明 此处有光纤的断裂面，引起菲涅尔反射，d点为光纤的终点， 是由输出端引起反射。 厦礴恳蹒骈時盡继價骚。图-3a _ Pl - P2(由上图可求出光纤衰减系数一 -2L ，其中P1、P2为e点和b点测得的光功率，L为这两点的长度。)因此测量光纤的长度，就利用光纤中光信号的背向散射原理。光v = (m/s)纤在光纤中传输的速度n，其中，n为光纤的折射率，c为光在真空中的速度。将光信号从始端的某点再反 向传回始端的时间T,变换成光信号在光纤传输中传输的距离，可表示为： 茕桢广鳓鯡选块网羈泪因为此距离为实际距离的丨二 vT =CTn2倍，故光纤的实际长度为测量的原理框图:光纤连接器被测光纤线路三、实验步骤1、将要测试的光纤段接入 OTDR 设备专用的槽中；2、将信号送入光纤；3、由 OTDR 发送，单模或多模光源；4、分析 OTDR 测量所得的图；5、记录数据。四、实验仪器光时域反射仪五、预习要求与思考1、预习有关背向散射及瑞利散射的有关知识；2、思考在光纤传输工程中，如何检测光通路。六、实验内容1、分别选取 48、96、144 公里的光纤进行测量，记录所检测的数 据；2、估算未知光纤的长度。七、实验报告1、在实际应用中，若某光路出现故障，如何用 OTDR 进行分析， 写出过程及测试框图；2、分析为何 OTDR 测试的范围要求比较大， 当测试的光纤距离 较小时，为何出现盲区。光纤传输系统中光纤线路的实验（三）光纤色散的测量一、实验目的1、掌握测量光纤中色散的方法2、会用OTDR分析仪记录光纤中的色散值二、实验原理1、色散的定义：数字信号在光纤中传输时是由不同的频率 成分或不同的模式成分携带的，而这些不同的频率成分由不 同的传输速度，当他们在光纤中传输一段距离后将互相散开，于是光脉冲被展宽，而被称为色散。 鹅娅尽損鹤惨歷茏鴛賴。2、色散的影响：在光信号的传输中，由于受到色散的影响，信号的脉冲发生展宽，从而导致了码间干扰的产生，从而限 制光传输的速度和频带宽度。籟丛妈羥为贍债蛏练淨。3、色散测试原理：A 多模光纤的色散测试设光纤的输入/输出脉冲波形近似为高斯分布如下图(A)2(B)(A) 为输入脉冲，幅度Ai,则Ai/2所对应的宽度为i是这个 脉冲的宽度。(B) 为输出脉冲，幅度为A2，则A22所对应的宽度为i是这个脉冲的宽度。经证明经光纤传输的脉冲展宽-，i 2 一2 2则色散带宽为0.441B 二AtB.单模光纤的色散测试在单模光纤中没有模间色散，只有色度色散(频率色散)， 色散和光源普密度密切相关，光源普宽越宽，色散越小，宽带 越大，通常用色散系数表示色散D的大小即 預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。D = d ( ) ps/ nm kmd九D为单位长度上单位波长间隔内的光波在光纤上产生的时延差，此时光纤带宽与色散系数的关系为0.4 4 1D C.测试框图OTDRCH光纤连接器被测光纤线路三、实验步骤:1、用尾纤将OTDR与光纤线路相连如上图：2、改OTDR的工作模式，同时将其转换成色散模式测量3、选用近似公式 （SMF DSF 或 ANY ）和参考波长4、记录数据的大小四、实验仪器OTDR 分析仪五、思考与预习要求1、预习有关色散的概念。2、思考影响光纤色散的因素。六、实验内容：1、分别选用 1.31um、1.55um 波长的光进行测试，记录在光纤 中的色散。七、实验报告1、分别选用 波长的光进行测量由 OTDR 分析仪绘出图表 渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。2、根据上图色散曲线图。裸纤盘光纤传输系统中光纤线路实验（四）单盘光纤及线路接入损耗测试、实验目的1、了解光纤的基本参数对其传输特性的影响2、掌握单盘光纤及线路接入损耗的测试方法、实验原理在光纤传输系统中，线路的好坏将决定传输质量的高低， 因此对于光纤线路的测量是确保传输的关键。 在单盘光纤中， 为了施工护维护的方便，一般都规定有 A、B端。分别将光 缆的AB端剖开进行损耗、长度、色三等各项数据测试。其测试原理如下图：铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。单盘光纤在光纤传输系统中，线路的衰耗是一个重要的参数，在本 实验中我将对实验室的光纤线路进行测量，来检测线路的衰 耗。首先我们将光纤配线柜（ODF）中的各条线路进行串联， 连成一条整线路。在用OTDR来对线路进行测量，观察OTDR 所测得的曲线，记录数值大小。其实验原理图如下：擁締凤袜备测试G652光纤线柜光缆盘测试G655光纤訊顎轮烂蔷。三、实验仪器OTDR、单盘裸纤（ 1 0 0 0米）四、实验步骤：1、将单盘裸纤的一头与尾纤进行熔接于 OTDR。2、将单盘裸纤的另一头与单盘光纤熔接3、观察OTDR波形，记录数值4、将尾纤一端接入光纤配线柜（ODF）中的G652光纤5、将尾纤的另一端接入 OTDR6、观察OTDR的曲线并记录数值7、重复过程4-6,测试ODF中的G655光纤。五、预习要求1、了解光纤的基本参数。2、掌握光纤损耗的计算方法。六、实验内容1、用OTDR测试光纤线路2、用OTDR测试单盘光纤七、实验报告1、记录所测单盘光纤的损耗。2、比较用ODTR所测的G652和G655光纤损耗，数值上有何不同。光功率的测试、实验目的1掌握SDH设备的平均发送光功率的测试、实验原理1、平均发送光功率平均发送光功率是指在正常工作条件下，SDH设备（光 端机）输出的平均功功率，即尾纤书的光功率，平均发送光 功率指标与实际的光纤线路有关，在长距离光纤数字通信系 统中，要求有较大的平均发送光功率，在短距离的光纤数字 通信系统中，要求较小的平均发送光功率。贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。2、实验原理及实验框图本实验的实验原理是利用SDH分析仪送出“ 0”、“ 1”等概率的伪随机码与SDH设备的电接口相连，将光功率计通 过尾纤与SDH光路端口连接，即可得出发送光功率 P,然 后查看光纤连接器的损耗值，最后得出平均发光功率PT=P+c,其连接框图如下图：坛搏乡囂忏蒌鍥铃氈淚。本端对端:占尾纤回环光功率计三、实验仪器光功率计SDH分析仪四、实验步骤：1、用条线将SDH分析仪与SDH电接口连接2、用SDH分析仪向SDH设备发送伪随机码序列3、通过尾纤将光功率计与SDH设备的发端连接4、记录功率值5、利用公式Pt=P+c（c光纤连接器的插入损耗）五、预习要求与思考题：1、预习有关SH复用设备的知识及SDH传送网的知识。2、若分析仪发送的伪随机码有相位抖动时会产生什么情 况六、实验内容、1、使用光功率计测试SDH设备的平均发送功率，并进行 记录2、使用光功率计分别测试本端或对端 SH设备的接收光 功率，并进行记录七、实验报告1、整理实验数据，回顾测试方法2、当光功率计指示的功率突然下降时， 表明出现啥情况。3、若发送光功率测量过程中光功率突然上升，又表明出 现什么情况消光比测试、实验目的1、掌握消光比的测试方法2、了解SDH设备的性能指标“消光比”、实验原理1、消光比：是指最坏反射条件时，在调制条件下传 号平均光功率与信号平均光功率比值的最小值，用公式来表示为AEx =10lg( Exi) =10lgB式中A代表传号时平均功率，B代表空号时平均光功 率。2、测试原理框图首先将PCM系统分析仪接于SDH电路接口，然后 分别向电路接口输入全“ 1”码和全“0”码，然后用光 功率计分别测试出全“ 1”码时的输出光功率A和全“0” 码时的输出光功率B，其原理图如下：蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。本端对端SDHSDH:尾纤I回环光功率计三、实验步骤1将PCM分析仪与SDH的电路接口通过跳线相连；2、将光纤线路进行自环；3、发全“ 1”码，按图所使用光功率计测试功率 R ；4、发全“0”码，按图所使用光功率计测试功率 P2 ；5、利用所测的值求出消光比Ex四、实验仪器PCM系统分析仪，光功率计五、预习要求1、预习SDH光接口参数消光比的定义2、了解消光比参数的性能对SDH设备的影响。六、实验内容1、使用光功率分别测试全“1”码或全“0”码时的输出光功率。2、由测试数据计算SDH设备的消光比。七、实验报告1、当消光比指标恶化时，对 SDH的接收灵敏度有何影 响；2、由消光比公式Ex =10lg-，可知，Ex是否可能为无B穷大。3、消光比越大越好，还是越小越好，为何。光纤传输系统中SDH设备的实验（七）灵敏度测试一、实验目的1、掌握接收机灵敏度的测试方法二、实验原理1、接收机灵敏度指紧靠 SDH设备接收端前，为达 到1 10的BER（误比特率）值所需要的平均接收功率PrS Olg-dBm）的最小可接收值。即10此最小值考虑的SDH设备所引起的各种功率代价，包括设备的最坏消光 比，最差上升的下降沿，测试容差等因素，但未考虑色 散、抖动或光通道反射有关的功率代价。買鯛鴯譖昙膚遙闫撷凄。2、接收机测试的原理：设 SDH设备的电接口分别于SDH分析仪向连接，根据之路的速率，在 SDH分析 仪上设置相应的PRBS调节可变光衰减器，逐渐增大衰 减量，使SDH分析仪测到的误码尽量接近，但不大于接 收灵敏度定义中所规定的 BER值，在SDH设备的光输 入口处断开输入的光纤，接光功率计读出光功率值，即 为接收灵敏度，其原理框图为：綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。本端SDH占尾纤 光功率计三、实验步骤：1、将SDH分析仪接入SDH设备；2、将符合速率及幅度要求的伪随机码测试信号送入光端机 的输入端；3、逐步增大光可变衰减器的衰减量，使系统误码逐步增大, 直4、至误码检测器所期望的指标。5、将光端机的接收端与光纤断开，将光功率接入光纤线路 中，记录光接收机在所期望的误码率条件下的最小平均 接收光功率 Pr；驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。pr6、计算灵敏度 S=10lg 3 (dBm)。10四、实验仪器SDH分析仪，光功率计，可变光衰减器五、预习要求与思考题1、了解误比特率(BER)的概念。2、考虑若接收灵敏度指标出现问题，可能有的原因。六、实验内容1、测试SDH的接收灵敏度2、利用1中测试方式得到的数据分析误码率与灵敏度 之间的关系。七、实验报告1、用绘图法描述出误码率与灵敏度间的关系。2、当接收灵敏度过低或过高，表明 SDH 设备会出现哪 些情况。光纤传输系统中SDH设备的测试（八）SDH设备接收机的动态范围、实验目的1、了解光接收系统动态范围的定义2、掌握光功率接收机系统动态范围的测试方法、实验原理1、定义：光接收系统动态范围是指光接收系统适应输 入光信号变化的能力。一般用在给定误码率要求前提下 保证输出信号不是真时接收到的最大光功率和最小光 功率的变化范围来表示。通常光接收的动态范围应有 10 20dB的能力。猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。2、测试原理：对于光接收机（SDH设备）通过接入光可变衰减器 拉力调节光接收机的平均光功率，首先减少可变光的衰 减同时增大输入光功率使系统处于误码状态，然后再逐步增加光衰耗器的衰减，使输入光功率减少，使系统处 于误码状态，直至系统处于稳定工作状态，无码条件下， 测的功功率即为光接收机所能承受的无误码的最大光 功率Pmax，然后再调节光衰减器，使在误码仪上分析得 出在光接收机期的误码率（如10亠）条件下的最小平均 接收光功率Pmin。然后由下式得到光接收系统的动态范 围。锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。D =10|g Pmax（ ）dBPmin3、测试框图本端SDH* -尾纤I 光功率计三、测试步骤1、将SDH分析仪用跳线与SDH电口相接。2、用尾纤将光纤线路回环3、调节可衰减器，在无误码时，将尾纤与 SDH设备的收端断开， 同时接上光功率计记录Pmax4、将尾纤再次接入SDH设备，调节可变衰减器，在误码为10,时 再将尾纤与SDH设备断开，将尾纤与光功率计相连记录 Pmin構氽頑 黉碩饨荠龈话骛。5、计算动态范围四、实验仪器SDH分析仪光功率计光可变衰减器五、预习要求与思考1、预习有关动态范围的概念2、思考在动态范围的测量过程中Pmin、Pmax功率是如何测出的。六、实验内容1、测量计算光接收系统的最大接收范围2、 记录在不同期望误码率下如：10亠、0 、0引下所得的 最小平均发送光功率 pmin 并比较其动态范围七、实验报告1、根据所测得数据，写出所测设备的动态范围2、计算在不同误码率下的设备动态范围值光纤传输系统中SDH设备的测试（九）SDH设备的光谱特性一、实验目的1掌握最大-20dB普宽的概念及观测方法2、掌握最小边模抑制比（SMSR）的概念及观测方法二、实验原理关于SDH设备 中的光谱特性通常包括三个参数：最大均方根 宽度、最大-20dB宽度、最小边模抑制比（SMSR）在本实验中只 介绍后两种。輒峄陽檉簖疖網儂號泶。1、最大-20dB宽度单纵模激光器的光谱特性如下图，主要能量集中在主模中，因而其光谱特性是按主模中心波长的最大峰值功率跌落- 20dB的最大 宽度来定义，对于高斯形主模光谱，可以计算出-20dB的全宽相当 于6.07：（:表示脉冲能量的集中程度，定义为最大均方根宽度）， 2.58倍的-3dB全宽三（又称脉冲半宽FWHM ），通过这两个换算 系数，就可以对不同的光谱宽度进行比较和换算了。 尧侧閆繭絳闕绚勵 蜆贅。2、最小边模抑制比（SMSR）单纵模激光器在动态调制时也会出现多个纵模，只是边模的功 率比主模功率小很多。为了控制SLM模分配噪声，必须保证SLM 有足够的边模抑制比 SMSR识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。SMSR为最坏反射条件时，全调制条件下主纵模（M1 ）的平均光 功率与最显著的边模（M2）的光功率之比的最小值，用公式表示 为凍鈹鋨劳臘错痫婦胫籴。SMSR=10lgM,3、实验框图三、实验步骤1、用尾纤将光谱分析仪与SDH设备相连2、观察光谱分析仪所产生的图形3、记录数值，察看-20dB谱宽4、计算SMSR四、实验仪器光谱分析仪、光衰减器五、预习与思考1、了解光谱特性的三种参数的定义2、查看有关 STM-1 STM-4 STM-16接口参数规范3、考虑如何对不同的光谱宽度定义和进行比较换算六、实验内容1、掌握最大-20dB谱宽与最小边模抑制比的测试方法2、记录激光器最大-20dB谱宽数值3、记录最小边模抑制比数值七、实验报告1、谱宽是越小越好，还是越大越好，为什么？2、造成单纵模激光器在动态调制时也会出现多个纵模主要原因光纤传输系统中SDH设备的实验（十）SDH帧结构中的开销功能测试一、实验目的1、了解SDH的帧结构。2、掌握使用SDH分析仪对SDH帧结构中各种开销的功能 检测。二、实验原理在SDH的帧结构中有两大类不同的开销，分别为断开销 SOH和通道开销POH,分别用于段层和通道的维护。而在SOH中包含有定帧信息，用于维护和性能监视，它又 可分为在生段开销RSOH和复用段开销MSOH如下图：恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。jIA)AlAlA2A2JOXXHl jAEJFlXXRSOHDID2D3许理单元指针rS2B2KIK2D1D51)6D7DBJ4MSOHDIODHD121rSIMlE2XX9?- UJ 为传输媒质冇关的特加丫讪（.臂出）x 为国内他用斛字ii*为不扰码国内便用了节斷右来标记宁廿待将处国陆标准确定（与媒应旳董的应出.附加 国内使用和乩他出途）图K9 STM-1字胃安扌礼*恿图由于在多数应用场合中，仅仅 A1、A2、B2和K2字节是必不 可少的，故在本实验中主要针对上述 4 个字节进行检测。 鯊腎鑰诎褳 鉀沩懼統庫。1、帧定位字节： A1 和 A2SOH 中的 A1 和 A2 字节可用来识别帧的起始位置。A1 和 A2 具有固定的二进制数值， 即 A1 为 11110110， A2 为 00101000。当连续 5 帧以上收不到正确的 A1 ， A2 字节， 即连续 5 帧以上无法区分出不同的帧， 那么接收端进入帧 失步状态，产生帧失步告警（00F）。若00F持续了 3ms 则进入帧丢失状态，设备产生帧丢失告警 （LOF），插入告 警指示信号 （AIS） ，整个业务中断；在 L0F 状态下若收端 连续 lms 以上处于定帧状态，那么设备恢复到正常状态。 硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。2、比特间插奇偶校验 N X 24位码（BIP-N X 24位码）:B2B2 字节用于复用段误码监视，段开销中安排有 3 个B2字节（共24比特）作此用途。B2字节是使用偶校验的比 特间插奇偶校验NX 24位码，其产生方式与BIP-8类似。BIP-N X 24码对前一个STM-N帧（除SOH中的第1到第3 行以外）的所有字节进行计算，结果置于扰码前的B2字节 位置，STM-N帧中有N X 3个B2字节，每3个B2对应 于一个 STM-1 帧的奇偶校验码。 阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。3、复用段远端缺陷指示(MS-RD1) K2(b6-b8)MS-RD1用于向发端回送一个指示，表示收端以检测到上游段失效或受到MIS-AIS。 MS-RD1用扰码前在K2字节的b7、b6和b8插入110。氬嚕躑竄贸恳彈濾颔澩。本实验的原理框图为：SDH分析仪光纤三、实验步骤1、将SDH分析仪与被测光纤相连。2、将被测光纤线路的另一头接入 SDH分析仪3、观察SDH分析仪上的指示灯4、在本端发送STM-1信号5、在对端观察SDH分析仪信号的帧结构6、记录观察到的A1、A2、B2、K2的数值四、实验仪器SDH分析仪五、预习内容1、SDH帧结构的组成2、SDH帧结构中段开销的字节安排六、实验内容1、观察记录段开字节 A1、A2、B2、K2的数值。2、分别改变的数值，观察 SDH 分析仪上的指示灯的变化并进 行记录SDH 传输系统实验(十一) 误码特性测试一、实验目的1、了解 SDH 传输系统产生误码的原因2、掌握对 SDH 传输系统误码测试的方法二、实验原理1、误码的定义 ：当承载信息的光脉冲信号被光接收机接收后， 由于信号本身的畸变或接收机的噪声影响会使判决后的再生数字 流的某些比特发生差错。 釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。2、对于 SDH 传输系统误码性能测试通常包括以下三种误码性能 参数：(1) 、平均误码率BER: 般是指在一段较长的时间内出现误码 的个数和传输的总码元数的比值。 BER=误码个数/传输的总码 元数 怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。(2) 、误码秒比ESR:当某1秒钟出现背景块差错时即可记为误 码秒ES:误码秒与总的可用时间之比为误码秒比 ESR。谚辞調担鈧谄 动禪泻類。(3) 、严重误码秒比SESR:当1秒内包含有不少于30%的差错块 或者至少出现1个严重扰动期(SDP)时，认为该秒为严重误码秒 SES;严重误码秒与总的可用时间之比为严重误码秒比 SESRo嘰觐 詿缧铴嗫偽純铪锩。(4) 、背景块差错比BBSR:背景块差错BBE是指扣除不可用时 间和SES期间所有块数后的总块数之比称 BBER。熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。3、系统误码测试原理将SDH传输系统中的本端设备的电路支口接于 SDH分析仪，对 端将设备的电路接口回环，观察误码数，其原理框图如下： 鶼渍螻偉 阅劍鲰腎邏蘞。本端SDH 电口 光口对端SDH回环首先由SDH分析仪向本端SDH设备发送测试码，然后经对 端设备将信号回环后送入本端有 SDH分析仪记录传输系统中信号 的误码值。 纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。三、实验步骤1、用跳线将SDH分析仪与SDH设备的电路口相连；2、用本端和对端的SDH分别与光纤相连；3、将对端SDH设备用跳线回环；4、记录误码数值。四、实验仪器SDH分析仪五、预习内容与思考1、预习有关误码以误码性能参数的知识2、了解产生误码的原因六、实验内容1、掌握测试误码的一般方法2、记录传输系统的误码性能参数七、实验报告1、造成内部误码的原因有哪些2、造成外部产生误码的原因有哪些SDH传输系统实验（十二）大通道代价测试一、实验目的1、掌握测光通道功率代价的方法2、了解影响光通道功率代价的原因。二、实验原理1、光通道代价：由于码间干扰、模分配噪声、激光器啁秋声等 原因，脉冲在光通道中的传输导致接收机灵敏度的变化，这种变 化称为光通道代价，即为系统接入光通道时与不接入通道时接收 机灵敏度的差值。 颖刍莖峽饽亿顿裊赔泷。2、测试光通道代价的原理：按G. 975建议规定光通道的总功率代价不得超过 1dB。于是首 先在光功率传输系统的本端 SDH设备电路接口端接入由SDH分 析仪送入的电路信号，再用可变光衰减器将本端与对端两 SDH设 备相连，如下图所示： 濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。本端对端回环采用实验测试接收机灵敏度中外推测试法，测试出光路的接 收灵敏度F0然后在本端与对端的SDH设备中接入实际光纤线路，并接入 可变光衰减器，如下图:尾纤V回环光功率计测出光路的光接收灵敏度 F，将测出的数据Fo、P记录，最后按 下公式计算光通道代价=p0 - P三、实验仪器SDH分析仪，光功率计，可变光衰减器四、实验步骤：1、将本端和对端SDH设备通过尾纤与可变光衰减器相连;2、将 SDH 分析仪用跳线与 SDH 的电路口相连；3、用跳线回环 SDH 设备的电路口；4、调节可变光衰减器，记录光接收机的灵敏度 P0 ；5、将光纤线路接入如图（ b）；6、调节可变光衰减器，记录光接收机灵敏度 P1 ；7、计算出光通道代价。五、预习要求与思考1、预习关于模分配噪声、激光器啁秋声的有关定义2、复习实验测试接收机灵敏度中外推测法测接收机灵敏度六、实验内容1、掌握光通道代价的测试方法2、记录光接收灵敏度P0与R3、计算光通道代价七、实验报告1、影响光通道功率代价的原因2、若光通道功率代价过多，对系统有何影响SDH 传输系统实验（十三）SDH 传输系统抖动测试一、实验目的1、掌握输入抖动容限的测量2、掌握输出抖动的测量3、掌握抖动转移特性的测试二、实验原理 1、定义：数字信号（包括时钟信号）的各种有效瞬间对于标准时 间为之的偏差成为抖动。这种信号边缘相位的向前向后变化给时 钟恢复电路和先进先出（FIFO）缓存器的工作带来一系列的问题， 是使信号判决偏离最佳判决时间，影响系统性能的重要因素，在 光纤通信中，将 10Hz 以上的长期相位变化称为漂动，而 10Hz 以 下的则称为抖动。 銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。2、输入抖动容限：光纤通信系统光信号输入接口必须容许输入信 号含有一定的抖动，系统容许的输入信号的最大抖动范围称为输入抖动容限，超过这个范围，系统将不再有正常的指标。对于SDH系统其STM-N光接口输入抖动和漂移容限要求如下图： 挤貼綬电麥结鈺贖哓类。IPP-ITU-TG.958 定义 厂的九型模板相同严眾 H2fllflO f9f8 flf2 f3 f4抖动和漂移频翠（对数）STM-N光接口输入抖动和漂移容限要求速率参数值STM-1STM-4STM-16Ul ppA028001120044790A131112444977A239156622A31.501.501.50A40.150.150.15频率f012uHz12uHz12uHzf12178uHz178uHz178uHzf111.6mHz1.6mHz1.6mHzf1015.6mHz15.6mHz15.6mHzf9125mHz125mHz125mHzf819.3Hz9.65Hz12.1Hzfl500Hz1kHz5kHzf26.5kHz25kHz100kHz*f365kHz250kHz1MHz*f41.3MHz5MHz20MHz表a3、输出抖动：当系统无输入抖动时，输出口的信号抖动即为输出 抖动。由于测量是回环测试，因此测得的抖动值的一半才是实际 系统的输出抖动。对比输出抖动容限要求其值小于 a表和b表为合格。赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。接口STM-1STM-4STM-16测试率波器500MHZ1.3MHZ65KHZ1.3MHZ1000HZ5MHZ250KHZ5MHZ5000HZ20MHZ120MHZJp_p/UI0.50.10.50.10.50.1表bSTM-N接口抖动容限Jp夕表示数字信号的有效瞬间可以超前或之后标准时间的位置，这种时间偏差的最大值称为抖动峰-峰值，单位为UI，表示单位时， 它在数值上等于传输速率的倒数。塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。3、抖动转移：又称抖动传递，定义为系统输出信号的抖动与输入 信号中是有相应聘路的抖动之比，抖动转移特性用来验证系统对PG = 20lg4(dB)高低频抖动的适应能力。其抖动增益为Pn对SDH再生器抖动传递特性满足下图要求：裊樣祕廬廂颤谚鍘芈蔺。4、测试框图：a、输入抖动容限测量SDH设备回环b、输出抖动容限测量 仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驚。SDH设备回环Tx电光接接Rx口口SDH分析仪三、实验仪器SDH分析仪四、测试步骤：1、输入抖动容限测量（1）用跳线分别与 SDH 设备电接口相连（2）用带有自环的系统的光纤线路与 SDH 设备光口相连 （ 3）选择不同的 STM-N 光信号速率 （4）观察输入抖动容限的测试图形2、输出抖动（1）用跳线自环 SDH 设备的电接口（2）用尾纤与 SDH 分析仪相连（ 2）选择不同的 STM-N 光信号速率（3）观察输入抖动容限的测试图形五、预习要求与思考1、了解抖动的概念2、了解影响抖动的原因六、实验内容1、观察仪表输入抖动的测试图形2、观察仪表输出抖动的容限值3、观察仪表的抖动特性七、实验报告1、哪些因素会导致抖动的产生 2、如何判定系统的抖动是否合乎要求WDM传输系统实验（十四）工作波长及偏差测试一、实验目的1、了解WDM系统原理2、掌握WDM系统中工作波长及偏差测试的方法二、实验原理1、WDM波分复用：就是采用波分复用器（合波器）在发送端将不同规定波长的信号光载波合并起来、并送入一根光纤传输；在 接收侧，再由另一波分复用器（分波器）将这些信号的光载波分 开。绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。2、测试原理：由于 WDM系统中合波器分别将不同的波长的信号合并在一根光纤中传输，每路光信号都有自己的中心频率Pi,为了测试系统中工作波长的偏差通常用 OSA或（多波长计）接入波分 复用器的输出端，可读出每路光信号的测试值Po,则可得出工作波长的偏差 AP =|R - R |。 光纤测试方法为骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。3、实验框图：三、实验仪器波分复用器、光谱分析仪四、实验步骤1、分别向波分复用器载入不同的光频的光信号2、将波分复用器的输出光路接入光纤线路3、在光纤线路末端接入波分复用器4、将末端的波分复用器中的多路光信号由输出端接入接收设备5、用光谱仪接入前端波分复用器的输出端，读出数值6、分别计算每路光信号的偏差五、预习要求1、理解波分复用原理2、了解波分复用设备的构造及组成六、实验内容1、掌握工作波长偏差测量的方法2、记录测试每路光信号的聘率及偏差七、实验报告1、用下表格记录每路光信号的波长偏差波通道号1234567波长测试值标准值偏差光纤通信实验箱实验（十五）波分复用（WDM ）光纤通信系统实验一、实验目的1熟悉WDM器件的使用。2、掌握WDM器件的插入损耗的测试方法。二、实验原理在本实验系统中，实验箱提供了 1.31um和1.55um两种光 发送模块，利用这两种模块所送出的光源与波分复用器相连进 行两种不同波长光信号的同一 瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。通道传输，其实现框图为：鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。为了衡量WDM器件在传输系统中的插入损耗，故可在光 发送模块上将尾纤与光功率计相连，记录发送功率P1在将系统 如上图接好，在将波分复用器的输出端用尾纤与光功率计相连， 记录输出光功率 P2 有下述公式计算出 WDM 器件的插入损耗。 栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。a = 10Log(P2/P1)(dB)三、实验仪器光纤通信实验箱、光功率计、波分复用器四、实验步骤1 、用导线连接数字信号源到光纤收发模块光发送输入端2、 将一根尾纤接入光纤收发模块下方的1.31um或1.55um Tx 中3、将尾纤与光功率计相连，记录数值 P1。4、将尾纤与光功率计断开，接于波分复用器的输入端。5、将波分复用器的输出端用尾纤与光功率计相连，记录数值P26、计算 WDM 器件的插入损耗。五、预习要求1 、 预习 WDM 的工作原理2、了解 WDM 器件的使用方法六、实验内容1、测量1.31um波长通过波分复用器后的损耗1、测量1.55um波长通过波分复用器后的损耗七、实验报告波长大小次数功率值P1功率值P2损耗（dBm）光纤通信实验箱实验（十六）计算机间光纤通信实验一、实验目的1、掌握数字光纤系统通信原理2、掌握计算机光纤通信系统的组成结构及实验方法二、实验原理在目前计算机信息的光纤传输中，可通过串行口进行，如 上网用的调制解调器。计算机将信息通过相应的编码后，通 过光电转换器，使信息满足于光路传输。辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。在本实验中，可用一台机子进行信息的自发自收通信实 验，其信息的交换可通过 RS232来完成。在每一台实验箱中 都配有一个RS232接口及RS232电平转换电路。实验箱通过 一根RS232电缆于计算机相连，在实验箱的信号端口相连， 当我们把CMI译码端输出与RXD端相连时，就可以完成一 个自发自收的通信实验。 峴扬爛滾澗辐滠兴渙藺。其实验框图如下图所示：CMI编码光发送模块光纤单实验箱、单PC机、单光纤的自发自收光纤通信三、实验仪器光纤实验箱、计算机四、实验步骤1将信号源单元的NRZ码通过导线与CMI编译码单元。2、将CMI编译码单元通过导线与光纤收发模块光发送单元 相连。3、 将光纤收发模块光接收输出单元通过导线与CMI译码单 元相连。4、将光纤收发模块中的TX、RX用光纤相连。5、连接计算机与实验相间的串口通信电缆， 在计算机上运行 串口通信软件，将实验箱 RS232的TXD和RXD短接。詩 叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。6、首先将串行口的“串口 ”、“波特率”、“校验位”、“数据位”、“停止位”进行修改。通诫谧口 (CflMO属性V第规i谕口设蚕呃动程序枣ifi7、运行VB编写的程序“ RS-232回路测试系统”8、在发送区输入“计算机光纤传输实验”点击发送，然后再点击接受字符串，在接收区显现结果五、预习要求1、预习有关RS232接口的知识。2、预习有关计算机间通信的协议及方式六、实验内容1、完成单台计算机的自发自收的光纤通信实验2、发送不同的信息，观察接受的结果。七、实验报告1、采用不同的比特率进行数据传输，看看传输的结果有何不光纤通信实验箱实验（十七） 电话光传输系统、实验目的1、掌握数字 /模拟信号的传输机理2、掌握电话光纤通信的方法、实验原理在目前的语音传输系统中，语音模拟信号可以被直接传 输也可以通过编码以后再进行传输，也就是通信原理中所陈 述的对模拟信号抽样、量化、编码过程，从而实现目前在光 纤传输系统中的语音传输。 则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。在本实验系统中，实验箱为实验提供两个电话机接口， 其中 AX 为话音信好的输出； AR 为话音信号的输入；发光二极管为摘机提示；J2 (PHONE)为电话机的接线座。当电话 摘机时，发光二极管亮，电话机听筒的拾音器所得到的话音 信号从AX端输出，外部的话音信号从AR端输入，最后在扬 声器中还原，从而实现话音信号的直接传输编码传输。胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。(1)话音信号的直接经光纤传输的原理图:电话鳃躋峽祷紉诵光废掃送输c 丁光发送输电话接口入单元出单元接口模块An alog TI光纤An alog T4模块TX1RX1(2)话音信号经PCM编译码后的光纤传输原理图光纤八”电话接口模块TX1PCM&CMI编译码单兀光发送输入单兀Analog0电话接口模块TX1PCM&CMI编译码单元光发送输入单元Analogw%三、实验仪器光纤通信实验箱四、实验步骤1、将电话机的听筒接入电话接口模块的 TX1、RX1 中2、用导线分别将电话接口模块与光发送和光接受模块相 连3、用光纤将光发送和光接受模块相连4、进行语音通话实验5、将电话接口模块与光发送和光接收模块断开6、用导线分别将 PCM&CMI 编译码模块与电话接口模块 光发送和光接收模块相连接7、进行语音通话实验五、预习要求1、预习有关数模转换的光纤通信系统知识2、预习有关电话的全双工通信方法六、实验内容1、语音信号的直接光纤传输2、语音信号编译码后的光纤传输七、实验报告1、思考在实际的传输系统中，语音信号需要那些设备来 完成传输的？光纤通信实验箱实验（十八） 模拟信号光 /电、电 /光传输 实验一、实验目的1、了解数字光纤系统通信原理2、掌握模拟信号光电、电光传输实验的方法二、实验原理模拟信号是指信号的某一参量（如：振甫、频率、相位、脉冲波的振幅宽度等）可以去无限多个数值，且直接与消息对应， 如语音信号等，波形如下图： 陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。通常在模拟信号传输中，通常有两种方式，一种直接用模拟 直接用模拟信号传输，但易受干扰，容易失真。另一种就是模拟 信号的数字化传输，就是调制模拟信号为数字信号进行传输，最 后在收端解调出发送的模拟信号。 沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。在本实验系统中，将模拟第二种传输方式，将信号源模块送 出的正弦信号接入PCM编码器中，然后将PCM所编得码元送入 信号处理器，在将信号处理器中与光发送器相连，在收端同样将 光信号接入信号处理单元，并经过 PCM译码后，将输出的信号接 入示波器，从而完成模拟信号的传输。钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。实验原理框图：光纤三、实验仪器