电话语音光纤传输系统
实验四 电话语音光纤传输系统
一、实验目的
1、了解电话语音信号光纤系统的通信原理。
2、了解完整的电话语音信号光纤通信系统的基本结构。
3、掌握电话语音信号的多种传输机理。
二、实验内容
1、通过不同方式对话音信号进行光纤传输实验。
2、电话语音信号通过PCM 编码后进行光纤传输实验。
三、基本原理
脉冲编码调制(PCM)技术已经在数字通信系统中得到广泛应用，尤其当信道噪声比较小时，应用PCM 技术更为广泛。
PCM 编、译码模块上的测试点和输入点如下： ? B_IN 输入到编码器B 的信号测试点 ? B_OUT 信号B 译码输出信号测试点 ? A_IN
输入到编码器A 的信号测试点 ? A_OUT 信号A 译码输出信号测试点 ? A_TXD 信号A 的PCM 编码输出/测试点 ? A_RXD 信号A 的PCM 译码输入/测试点 ? TXD_A PCM 集群A 通道输入点 ? RXD_A PCM 集群分接A 通道输出点 ? B_TXD 信号B 的PCM 编码输出/测试点 ? B_RXD 信号B 的PCM 译码输入/测试点 ? TXD_B PCM 集群B 通道输入点 ? RXD_B PCM 集群分接B 通道输出点 ? PCM-OUT PCM 集群信号复接端输出/测试点 ? PCM_IN
PCM 集群信号分接端输入/测试点
电话接口模块一TX RX
模拟信号输入端口
光发送器件
模拟信号输出端口
光接收器件
光纤
图4-1 话音信号光纤传输方式一
电话接口模块一TX RX
模拟信号输入端口
光发送器件
模拟信号输出端口
光接收器件
光纤
电话接口模块二TX RX
模拟信号输入端口
光发送器件
模拟信号输出端口
光接收器件
1550nm光端机部分1310nm光端机部分
图4-2 话音信号光纤传输方式二
电话接口模块一TX RX
数字信号输入端口
光发送器件
数字信号输出端口
光接收器件
光纤
PCM编码
PCM译码
图4-3 话音信号光纤传输方式三
电话接口模块一TX RX
数字信号输入端口
光发送器件
数字信号输出端口
光接收器件
电话接口模块二TX RX
PCM编码
PCM译码
PCM编码
PCM译码
PCM集群
PCM解复用
光纤
图4-4 话音信号光纤传输方式四
实验用电话接口模块监测光发送模块、光接收模块的语音传输，并通过与话音信号
的PCM编码传输效果进行对比、比较，以了解和熟悉光纤传输话音信号系统的组成。其实验框图如上所示。
电话语音信号的光纤传输，可以有多种方式，一种是直接用原始话音信号，经过光纤直接进行传输；另一种方式是把话音信号数字化后，进行调制，然后将调制好的数字信号再进行光纤传输，最后再经过解调，把话音信号还原，现在使用最多的一种方式是PCM编译码方式。
四、实验仪器及器件
双通道示波器，光纤通信实验仪，光跳线。
五、实验步骤
（以下实验步骤以1310nm光端机部分讲解，即实验仪左边的模块；1550nm光端机部分与其相同。）
第一部分：检测模拟传输通道，方法如下：
1、关闭实验仪电源，把光跳线分别连接到1310nm光端机的TX和RX端。
2、将模拟信号源模块的正弦波连接到光发送模块的模拟信号输入端口（P203）。
3、把开关S200拨到模拟传输端，短接电路中的跳线J200。
4、打开实验仪电源，用双通道示波器观察光接收模块的模拟信号输出端口（P200）
和光发射模块的模拟信号输入端口（P203）的波形。
5、通过调节光接收模块的可调电位器（R257、R242）及光发送模块的可调电位器
（R277、R258），得到最佳传输的模拟信号，画出模拟信号的输入、输出波形。第二部分：传输模拟话音信号，方法如下：（以下连接线为图4-1的详细说明，其它方式请自行连接。）
1、关闭实验仪电源，保持第一部分第一步的光路连接不变，用导线连接电话接口模
块的输出TX到光发端的模拟信号输入端口（P203），RX到光收端的模拟信号输出
端口（P200），将电话机接入电话机接口。
2、开启实验仪电源，摘起话机，对送话器MIC端吹气，验证在喇叭端是否能听到有
吹气声。
3、用双通道示波器观测并记录电话接口模块的发出端TX和接收端RX的波形。
第三部分：如图4-2，连接传输通道，请自行连接。
第四部分：检测数字传输通道，（以1310nm光端机为例）方法如下：
1、关闭实验仪电源，保持光路连接不变，将开关S200拨到数字信号传输端。
PCM编译码单元的A_IN（或B_IN）——电话接口模块（TX）也可接正弦波；
PCM编译码单元A_TXD（或B_TXD）——光发送模块的数字信号输入端口（P202）；
PCM编译码单元B_RXD（或A_RXD）——光接收模块的数字信号输出端口（IC202）；
PCM编译码单元的B_OUT（或A_OUT）——电话接口模块（RX）；
2、开启实验仪电源，用双通道示波器观察光接收模块的数字信号输出端口（IC202）
的波形和光发送模块的数字信号输入端口（P202）的波形。
3、通过调节电位器R257（调节判决直流电平）及R242（增益调节）得到最佳传输
的数字信号。
4、用示波器观测PCM编码前A_IN点和译码后B_OUT点的波形或B_IN点和A_OUT
点的波形，比较波形，若有失真，调节电位器R257、R242。
第五部分：话音信号的PCM数字传输，如图4-4，方法如下：
1、关闭实验仪电源，保持光路连接不变，将开关S200拨到数字信号传输端。
PCM模块接线如下：
PCM编译码单元的A_IN——电话接口模块一TX；
PCM编译码单元的B_IN——电话接口模块二TX；
PCM编译码单元A_TXD——PCM编译码单元TXD_A；
PCM编译码单元B_TXD——PCM编译码单元TXD_B；
PCM编译码单元PCM_OUT——光发送数字信号输入端（P202）；
PCM编译码单元PCM_IN——光接收数字信号输出端（IC202）；
PCM编译码单元A_RXD——PCM编译码单元RXD_A；
PCM编译码单元B_RXD——PCM编译码单元RXD_B；
PCM编译码单元的A_OUT——电话接口模块一RX；
PCM编译码单元的B_OUT——电话接口模块二RX；
2、开启实验仪电源，将电话一、电话二摘机，双方进行通话。
3、实验结束后，关闭电源，拆除所有连接线，收拾整齐。
六、实验报告要求
1、画出按图4-1实验中观测到的TX端和RX端的波形，说明传输结果。
2、画出按图4-2实验中观测到的电话一的TX端和电话二的RX端的波形及电话二的
TX端和电话一的RX端的波形，说明传输结果。
3、画出按图4-3实验中观测到的TX端和电话二的RX端的波形，说明传输结果。
4、画出按图4-4实验中观测到的电话一的TX端和RX端的波形及电话二的TX端和
电话一的RX端的波形，说明传输结果。
5、比较模拟信号两种传输方式，分析两种传输方法的特点。
光纤数字传输系统
第1题 SDH的净负荷矩阵开始的第一行第一列起始位置为（） A.1，9×N B.1，10×N C.1，9×（N+1） D.1，270×N 答案:B 您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第2题 SDH的段开销的列数为（） A.（1~9）×N B.（1~10）×N C.（1~12）×N D.（1~15）×N 答案:A 您的答案：A 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第3题 SDH的再生段开销的起止行、列序号为（） A.1~3，（1~9）×N B.1~5，（1~10）×N C.7~3，（1~12）×N D.5~9，（1~9）×N 答案:D 您的答案：A 题目分数：3 此题得分：0.0 批注： 第4题 SDH同步数字传输系统中STM-1等级代表的传输速率为（） A.155.080Mbps B.155.520Mbps C.622.080Mbps
D.622.520Mbps 答案:B 您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第5题 在我国采用的SDH复用结构中，如果按2.048Mb/s信号直接映射入VC-12的方式，一个VC-4中最多可以传输2.048Mb/s信号的路数为（） A.30 B.32 C.63 D.64 答案:C 您的答案：C 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第6题 将模拟信号变成离散信号的环节是（） A.采集 B.变换 C.抽样 D.量化 答案:C 您的答案：C 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第7题 对信号进行解码的是（） A.发信机 B.收信机 C.信源 D.信元 答案:B 您的答案：
题目分数：3 此题得分：0.0 批注： 第8题 对信号进行编码的是（） A.发信机 B.收信机 C.信源 D.信元 答案:A 您的答案：A 题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第9题 SDH光纤传送网是一个灵活的、兼容的、可靠的、可以实行集中智能化管理的网络。SDH的本质是（） A.采用标准的光接口 B.一种新设备同步复用设备 C.一种新的大容量高速光纤传输系统 D.一种新的网络技术同步传输体系 答案:D 您的答案：D 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第10题 SDH的矩形块状帧结构的规模为（） A.9，261×N B.9，270×N C.9，300×N D.9，600×N 答案:B 您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0 批注：
数字光纤通信系统及其设计教学文案
数字光纤通信系统及 其设计
数字光纤通信系统及其设计 摘要 当今世界，计算机与通信技术高度结合，光纤通信有了长足发展。纵观当今电信的主要技术，光纤和光波的变革极大的提高着信息的传输容量。进入1993年以后，我国光纤通信已处于持续大发展时期。其特征是大量新技术，特别是网络技术、高速介质接入网(HMAV)、光时分复用接入(OTMMA)和波分复用接入(WDMA)、光孤子(soliton)、掺铒光纤放大器(EDFA)、SDH产品等开始实用化并开展大量、深入的研究工作。面对光纤通信技术的普遍应用，了解光纤通信系统组成及其系统参数的测量技术现状，无论是对光纤通信的业主、经销商，还是对光纤通信的广大用户都是重要的。 本论文主要介绍数字光纤通信系统基本组成，含义及其特点，阐述数字光信通信系统的设计方法。针对WDM+EPFA数字光纤链路系统进行具体设计。关键字; 数字光纤通信系统掺铒光纤放大器(EDFA) 波分复用（WDM）Digital optical communications system and its design Abstrac In today's world, the combination of computer and communication technology, the height of optical fiber communication with rapid development. In today's main technology of telecommunications, optical fiber and light changes greatly improves the information transmission capacity. Since 1993, China into a continuous fiber communication has great development period. Its characteristic is a new technology, in particular network technology, high-speed medium access (HMAV), light time multiplex access (OTMMA) and WDM access (WDMA), optical solitons (soliton), erbium doped fiber amplifier (EDFA), SDH products began to practical and large,
光纤通信技术实验指导书
光纤通信技术实验 指导书
光纤通信实验指导书 编写人：王慧敏 审核人：朱东弼 延边大学工学院电子信息通信学科 目录
一、基础实验部分 实验一模拟信号光纤传输实验 (1) 实验二数字信号光纤传输实验 (3) 实验三电话光纤传输系统实验 (5) 实验四图像光纤传输系统实验 (7) 实验五数字光纤通信系统接口码型变换实验 (9) 二、选做实验部分 实验六数字光纤通信系统线路编译码实验 (11) 实验七计算机数据光纤传输系统实验 (14) 三、创新实验部分 实验八数字光纤通信系统综合实验 (16)
实验一模拟信号光纤传输实验 一、实验目的 1.了解模拟信号光纤系统的通信原理 2.了解完整的模拟信号光纤通信系统的基本结构 二、实验仪器及材料 1.光纤通信原理实验箱一台 2. 示波器一台 三、预习要求 预习模拟光纤通信系统工作原理 四、实验内容 实验原理 根据系统传输信号不同，光纤通信系统可分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统。由于发光二极管和半导体激光器的输出光功率（对激光器来说，是指阈值电流以上线性部分）基本上与注入电流成正比，而且电流的变化转换为光频调制也呈线性，因此能够直接调制对于半导体激光器和发光二极管来说具有简单、经济和容易实现等优点。进行发光二极管及半导体激光器调制时采用的就是直接调制。
从调制信号的形式来看，光调制可分为模拟信号调制和数字 信号调制。模拟信号调制直接用连续的模拟信号（如话音、模拟图像信号等）对光源进行调制。图1-1就是对发光二极管进行模拟调制的原理图。 连续的模拟信号电流叠加在直流偏置电流上，适当地选择直流偏置电流的大小，能够减小光信号的非线性失真。电路实现上，LED 的模拟信号调制较为简单，利用其P-I 的线性关系，能够直接利用电流放大电路进行调制，一般来说，半导体激光器很少用于模拟信号的直接调制，半导体激光器模拟调制要求光源线性度很高。而且要求提高光接收机的信噪比比较高。与发光二极管相比，半导体激光器的V-I 线性区较小，直接进行模拟调制难度加大。 本实验经过完成各种不同模拟信号的LED 光纤传输（如正弦波，三角波，外输入音乐信号），了解模拟信号的调制过程及调 I P 图1-1 发光二极管模拟调制原理图
光纤数字传输系统性能测试
1前言 本实验指导书为 《数字传输技术 （A）《光纤通信系统》 》 《光纤通信测量技术》 《光同步传输技术》课程的实验用书，其有关内容也可以配合《数字传输技术（A）《光纤通信系统》 》 《光纤通信测量技术》 《光同步传输技术》等课程教材使 用。 本实验指导书用于光纤数字传输系统性能测试和光纤传输网络的设备与网 络管理操作几方面的必做实验，主要是光纤数字线路系统传输性能测试、SDH 设备认识和 SDH 网络管理系统及操作。其中光纤数字线路系统传输性能测试是最基本的实验项目。 光纤数字线路系统包括光端机、光中继机和光纤线路等，其性能参数包括设 备和系统光接口参数和电接口传输性能，光接口参数主要是光设备光接口参数、光通道（光纤线路）传输特性，电接口传输性能主要包括误码性能、定时性能和可用性等，需要测试的项目较多，涉及多种测试仪表和测试方法。本指导书重点介绍光纤线路接续和接续损耗的监测、光纤衰减测试实验、光接口参数测试和光纤数字传输系统的传输性能测试实验。 选做实验的指导书另行编写。 目录 1实验一光纤接续和监测 2实验二光纤衰减测试 3实验三光接口参数测试 5实验四电接口传输性能测试 10实验五 SDH 设备认识 17实验六 SDH 网络管理系统及操作 19 3 实验一
光纤的接续和监测 一．试验目的 掌握光纤接续原理 掌握光纤接续损耗的测试原理 学习使用熔接机和了解光纤接续过程 二．试验原理 光纤接续的常用方法有热熔法和冷接法等，热熔法的主要步骤如下：连接光 纤端面的制备，端面的定位和对准，熔接。 光纤接续损耗 As 的定义为 As = ?10 lg 式中 pr pt （dB） pt 为发射光纤发出的光功率，W pr 为接收光纤接收的光功率，W 监测光纤接续损耗的方法有多种，如：光时域反射计(OTDR)监测和四功率法测 试等，目前都采用光时域反射计监测法，其测试系统原理土如图 1.1 所示。 OTDR 发射光纤 接收光纤 图 1.1 光纤接续损耗的监测 测试时 OTDR 发出测试光脉冲，并测得连接光纤的背向色散曲线如图 1.2 所示，根据所得曲线设置五个测试点（即采用五点法）即得到接续损耗值。 三．试验仪器和设备 A 1.TYPE35SE 光纤熔接机， 1 台 2.光时域反射计， 3.光纤， 四．测试步骤
数字光纤传输系统课程设计
课程设计 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩： 电子与信息工程学院 通信工程系
THE DIGITAL OPTICAL FIBER TRANSMISSION SYSTEM3 1. 引言4 1.1 设计背景4 1.2 光纤通信技术4 1.2.1 光纤通信概念4 1.2.2 光纤通信发展4 1.3 数字光纤传输的优点5 1.4 光纤通信技术的发展前景6 2.数字光纤传输系统设计7 2.1数字光纤传输的两种体制7 2.1.1准同步数字系列PDH8 2.1.2准同步数字系列SDH8 2.2 整体设计10 2.3 光发射机11 2.3.1 光源11 2.3.2 调制电路和控制电路11 2.3.3 线路编码电路12 2.4 光接收机13 2.4.1 光检测器13 2.4.2 放大器14 2.4.3 均衡和再生14 3.数字光纤传输系统分析14 3.1性能指标14 3.2系统设计分析15 3.2.1中继距离受损耗的限制15 3.2.2中继距离受色散(带宽)的限制16 4．总结16
随着数字技术和光纤通信技术各自的进步，以及社会对于光纤集成网络以实现资源共享的要求日益增长，数据与光纤通信技术也已紧密地结合起来，成为了社会的强大物质技术基础。现代社会，数字光纤通信已经越来越多地应用到了社会各个领域中。 光纤通信系统最重要的部分是光发射机、信道和光接受机三个模块。通过各种光电设备连接成SDH 同步数字序列的数字光纤传输系统，最后在分析指标与设计性能方面验证了系统的合理性。 关键词：光纤通信技术、数字光纤传输系统、SDH同步数字序列、性能指标 The digital optical fiber transmission system Abstract: With the development of digital technology and optical fiber munication technology and their progress, and the society for optical integrated network to realize resource sharing requirements increasing, data and optical fiber munication technology has been closely bined, bee society's powerful corporeal technology base. In modern society, digital optical fiber munication has been increasingly applied to all areas of society. Optical fiber munication system is the most important part of the optical transmitter, channel and optical receiver module three. Through a variety of optoelectronic devices connected to SDH synchronous digital series digital optical fiber transmission system, in the final analysis indexes and design performance with respect to verify the rationality of the system. Key words: optical fiber munication technology, digital optical fiber transmission system, SDH synchronous digital sequence, performance index
光纤传输特性测试实验
实验七 光纤传输特性测试实验 一、 实验目的 1. 了解光纤损耗的定义 2. 学会用插入法测量光纤的损耗 1. 二、 实验原理 传输损耗是光纤很重要的一项光学性质，它在很大程度上决定着传输系统中的中继距离。损耗的降低依赖于工艺的提高和对石英材料的研究。 对于光纤来说，产生损耗的原因较复杂，主要由以下因素造成： １. 纤芯和包层物质的吸收损耗，包括石英材料的本征吸收和杂质吸收； ２. 纤芯和包层材料的散射损耗，包括瑞利散射损耗以及光纤在强光场作用下诱发的受激喇曼散射和受激布里渊散射； ３. 由于光纤表面的随机畸变或粗糙所产生的波导散射损耗； ４. 光纤弯曲所产生的辐射损耗； ５. 外套损耗。 这些损耗可以分为两种不同的情况。一是石英光纤的固有损耗机 理，像石英材料的本征吸收和瑞利散射，这些机理限制了光纤所能达到的最小损耗；二是由于材料和工艺所引起的非固有损耗机理，它可以通过提纯材料或改善工艺而减小甚至消除其影响，如杂质的吸收、波导散射等。 测量光纤损耗的方法很多，CCITT （国际电报、电话咨询委员会）建议以剪断法为参考，插入法为第一替代法，背向散射法为第二替代法。 测量光纤损耗时，只要测出光纤输入端的光功率 P １和输出光功率P 2，即可得到光纤总的平均损耗，则光纤损耗为： 2 1lg 10P P A f (dB) （1） 剪断法 剪断法的测量框图如图2所示，标准光源发出光信号，扰模器的作用使光信号达到稳态模分布，利用光功率计先测出光纤的输出光功率P 2，然后在距离输入端2-3m 的地方将光纤剪断，测量出输入光功率P 1，最后根据6-1式即可算出光纤的损耗。 剪断法的特点是：简单、准确，但对光纤具有一定的破坏性。 输出功率P 2 输入功率P １ 图1 光纤损耗测量原理
光纤通信实验报告汇总
南京工程学院 通信工程学院 实验报告 课程名称光纤通信_________ 实验项目名称光纤通信实验_______ 实验学生班级通信（卓越）131_____ 实验学生姓名吴振飞_____ _____ 实验学生学号 208130429_________ 实验时间2016.6.15___ 实验地点信息楼C413_______ 实验成绩评定 ______________________ 指导教师签字 ______________________ 2016年 6月 19日
目录 实验一半导体激光器P-I特性测试实验 (1) 一、实验目的 (1) 二、实验仪器 (1) 三、实验原理 (1) 四、实验内容 (2) 五、实验步骤 (2) 六、注意事项 (2) 七、思考题 (3) 实验二光电探测器特性测试实验 (3) 一、实验目的 (3) 二、实验仪器 (3) 三、实验原理 (3) 四、实验内容 (4) 五、实验步骤 (4) 六、注意事项 (4) 实验三电话光纤传输系统实验 (4) 一、实验目的 (4) 二、实验内容 (5) 三、预备知识 (5) 四、实验仪器 (5) 五、实验原理 (5) 六、注意事项 (6) 七、实验步骤 (6) 九、思考题 (6)
实验一半导体激光器P-I特性测试实验 一、实验目的 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；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；掌握半导体激光器 P(平均发送光功率) -I(注入电流) 曲线的测试方法。 二、实验仪器 1、ZYE4301G 型光纤通信原理实验箱 1 台 2、光功率计1 台 3、FC/PC-FC/PC 单模光跳线 1 根 4、万用表(自带) 1 台 5、连接导线 20 根 三、实验原理 半导体激光二极管(LD) 或简称半导体激光器，它通过受激辐射发光，(处于高能级E2的电子在光场的感应下发射一个和感应光子一模一样的光子，而跃迁到低能级E1，这个过程称为光的受激辐射，所谓一模一样，是指发射光子和感应光子不仅频率相同，而且相位、偏振方向和传播方向都相同，它和感应光子是相干的。) 是一种阈值器件。由于受激辐射与自发辐射的本质不同，导致了半导体激光器不仅能产生高功率(≥10mW) 辐射，而且输出光发散角窄(垂直发散角为 30~50°，水平发散角为 0~30° )，与单模光纤的耦合效率高(约 30%~50%)，辐射光谱线窄(Δλ =0.1~1.0nm)，适用于高比特工作，载流子复合寿命短，能进行高速信号(>20GHz) 直接调制，非常适合于作高速长距离光纤通信系统的光源。 对于线性度良好的半导体激光器，其输出功率可以表示为ηω (1-1) Pe=)(2thDIIq ?η其中intintaaamirmirD+=ηη，这里的量子效率ηint，表征注入电子通过受激辐射转化为光子的比例。在高于阈值区域，大多数半导体激光器的ηint接近于 1。 1-1 式表明，激光输出功率决定于内量子效率和光腔损耗，并随着电流而增大，当注入电流I>Ith时，输出功率与I成线性关系。其增大的速率即P-I曲线的斜率，称为斜率效率 dPη2DeqdIηω= (1-2) P-I特性是选择半导体激光器的重要依据。在选择时，应选阈值电流Ith尽可能小， Ith对应P值小，而且没有扭折点的半导体激光器，这样的激光器工作电流小，工作稳定性高，而且不易产生光信号失真。并且要求P-I曲线的斜率适当。斜率太小，则要求驱动信号太大，给驱动电路带来麻烦; 斜率太大，则会出现光反射噪声及使自动光功率控制环路调整困难。半导体激光器具有高功率密度和极高量子效率的特点，微小的电流变化会导致光功率输出变化，是光纤通信中最重要的一种光源，半导体激光器可以看作为一种光学振荡器，要形成光的振荡，就必须要有光放大机制，也即激活介质处于粒子数反转分布，而且产生的增益足以抵消所有的损耗。将开始出现净增益的条件称为阈值条件。一般用注入电流值来标定阈值条件，也即阈值电流Ith，当输入电流小于Ith时，其输出光为非相干的荧光，类似于LED发出的光，当电流大于Ith
数字光纤通信系统及其设计
` 数字光纤通信系统及其设计 摘要 当今世界，计算机与通信技术高度结合，光纤通信有了长足发展。纵观当今电信的主要技术，光纤和光波的变革极大的提高着信息的传输容量。进入1993年以后，我国光纤通信已处于持续大发展时期。其特征是大量新技术，特别是网络技术、高速介质接入网(HMAV)、光时分复用接入(OTMMA)和波分复用接入(WDMA)、光孤子(soliton)、掺铒光纤放大器(EDFA)、 SDH产品等开始实用化并开展大量、深入的研究工作。面对光纤通信技术的普遍应用，了解光纤通信系统组成及其系统参数的测量技术现状，无论是对光纤通信的业主、经销商，还是对光纤通信的广大用户都是重要的。 本论文主要介绍数字光纤通信系统基本组成，含义及其特点，阐述数字光信通信系统的设计方法。针对WDM+EPFA数字光纤链路系统进行具体设计。 关键字; 数字光纤通信系统掺铒光纤放大器(EDFA) 波分复用（WDM） Digital optical communications system and its design ] Abstrac In today's world, the combination of computer and communication technology, the height of optical fiber communication with rapid development. In today's main technology of telecommunications, optical fiber and light changes greatly improves the information transmission capacity. Since 1993, China into a continuous fiber communication has great development period. Its characteristic is a new technology, in particular network technology, high-speed medium access (HMAV), light time multiplex access (OTMMA) and WDM access (WDMA), optical solitons (soliton), erbium doped fiber amplifier (EDFA), SDH products began to
光纤监控系统
监控系统中的信号有三类：图像、音频、数据，如何将这三种信号置于有效的控制之下要考虑的因素之一是----传输问题。 在光纤应用之前，铜缆因为费用低廉而被大量采用（但在远距离传输上采用光纤传输的成本要低于采用铜缆传输），但是铜缆传输越来越暴露其缺点，传输距离短直线超出（300/500米的距离）图像变形干扰纹加大，保密性差，容易受到电磁干扰，维护费用高等等。 光纤出现之后，光纤通讯的应用得到迅猛发展，已经成为远距离/近距离传输（超过300/500米的距离）的首选。 光纤监控系统的传输中，按传送信号的模式大致可分为两种方式：其一是模拟光纤传输，其二是数字光纤传输。目前，数字光纤传输因为其成熟的技术保证而得到广泛的应用。通常采用的数字光纤传输，大致可分为以下几类：VIDEO、DATA、AUDIO、VIDEO+DATA、VIDEO+AUDIO、VIDEO+DATA+AUDIO等。 在本篇中主要讨论数字光纤传输的技术、工艺、设备类型、视频信号的几个重要参数名词解释、测试问题以及设计方案（选用设备）要考虑的安全、有效的维护保证和成本等因素。 一、光纤传输设备的技术和工艺 （1）数字光端机所采用的技术有两种：FM和AM。早期各大公司的光纤传输设备大多采用AM技术，而随着时间的推移，FM技术
已经成为市场的主流，下表将AM与FM的特点作以定性比较：AM FM 系统允许光衰减小较大 视频信号传输带宽小大 传输信噪比（S/N）低高 对光源线形的要求高低 抗干扰性差好
由上表比较可知，FM技术较AM技术更为可靠：抗干扰能力强，保真度高，在线形良好的介质中传输，对非线形失真的要求不高，可大幅度提高光接收机的灵敏度。 （2）早期的光纤传输设备所采用的焊接工艺为插件式，插件焊接工艺有其先天不足的一面，如板间电磁干扰大，设备功耗大，产品体积大等等，这样就对传输系统造成了一定的影响，由于板间电磁干扰较大，系统引入的噪声也较大，从而影响到系统的信噪比和系统的视频指标；现在的产品大多采用SMT工艺，降低了系统的电磁噪声影响，可以更好的体现设计意图。 二、光纤传输设备的类型 光纤传输设备传输方式可简单的分成：多模光纤传输设备和单模光纤传输设备。
数字光纤通信系统简介
浅谈数字光纤通信系统 摘要 当今世界，计算机与通信技术高度结合，光纤通信有了长足发展。纵观当今电信的主要技术，光纤和光波的变革极大的提高着信息的传输容量。因而传统的模拟信号的传输的信息容量已经远远不能满足当前生产生活的实际技术需求，从上世纪开始数字信号传输已经逐步取代模拟信号，成为当前电视、电话、网络中信息传输的主要方式。 本文就光纤通信网络中的数字光纤通信部分进行了简要的介绍以及分析，涉及数字光纤通信系统基本概念特点的解析，系统的组成结构，主要传输体制以及线路的编码方式。 关键字数字光纤通信系统准同步数字系列（PDH）同步数字系列（SDH）线路编码 内容 一．数字光纤通信系统概况 光纤是数字通信的理想的传输信道。与模拟通信相比，数字通信有许多优点，最主要的是数字系统可以恢复因传输损失导致的信号畸变，因而传输质量高。大容量长距离的光纤通信系统几乎都是采用数字传输方式。 在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM（pulse code modulation），即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。 二．数字光纤通信系统组成 数字光纤通信系统如图1所示，与模拟系统主要区别在于数字系统中有模数转换设备和数字复接设备，即为PCM端机。 1.模数转换设备。它将来自用户的模拟信号转换为对应的数字信号。数字 复接设备则将多路低速数字信号按待定的方式复接成一路高速数字信 号，以便在单根光纤中传输。 2.输入接口将来自PCM端机的数字基带信号适配成适合在光纤信道中传 输的形态。
光纤通信实验报告
西华大学实验报告（理工类） 开课学院及实验室： 电气与电子信息学院 6A203 实验时间 ：2016年 6月 21日 一、实验目的 1、 了解光端机的工作原理 2、 掌握数字光发送机的功率测量方法 3、 理解平均光功率的含义 二、实验原理 光端机的平均发送光功率是指在正常工作条件下光端机输出的平均光功率，即光源尾纤输出的平均光功率。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。设计人员应根据整个光纤通信系统的经济性、稳定性和可维护性全面考虑该指标，提出合适的数值要求，而不是越大越好。 平均发送光功率测试框图如图一所示。 图一 光发送端光功率测试框图
说明： 1)平均光功率与PCM信号的码型有关，NRZ码与50%占空比的RZ码相比，其平均光功率要大3dB。 2)光源的平均输出光功率与注入它的电流大小有关，测试应在正常工作的注入电流条件下进行。 实验平台中，可以选择系统自身产生的2M伪随机序列来测试平均光功率，系统中PN序列的长度只有24-1，即15位。 三、实验设备、仪器及材料 光功率计、HD-GX-Ⅲ型光纤通信实验箱、光纤跳线 四、实验步骤（按照实际操作过程） 1、用短接帽将跳线XP401的1、2两脚连接，这样选择传输的是系统内部产生的2M伪随机序列。如果将 2、3两脚连接，则传输的将是外部输入的2M数据。 2、选择光发模块甲。用短接帽将跳线XP500的1、2脚相连，开关KS501选择传输数字信号。 3、从发送模块甲的光源组件连接器S中取出保护塑料套，用光纤跳线分别插入发送端连接器S与光功率计的输入连接器插头，连接光发送端的光输出与光功率计。 4、测试系统建立后，给实验平台加电，按复位键后，从键盘输入PN，以控制系统产生2M信号。从光功率计上读出平均光功率值。 5、从键盘输入方波或CMI码，测试不同的数字信号驱动光源时，所产生的平均光功率。思考一下他们为什么有差别？
数字光纤通信系统课程设计
~~~~~~学院课程设计报告 课程名称：通信系统课程设计 院部：电气与信息工程学院 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 完成时间：2010 年12 月31日 报告成绩：
高速数字光纤通信系统的设计
目录 (3) 摘要 (4) 关键词 (4) Abstract (5) 第一章数字光纤通信系统的整体设计 (6) 1.1数字光纤通信系统的简介 (6) 1.2 数字光纤通信系统的基本设计思想 (7) 1.3 数字光纤通信系统设计的方案分析 (7) 第二章数字光纤通信系统的具体设计 (8) 2.1 A—E的工程分站设计 (8) 2.2 系统部件的选择 (8) 2.2.1光源的选择 (8) 2.2.2光纤的选择 (8) 2.2.3光电检测器的选择 (9) 2.2.4光接口规范的选择 (9) 2.3 应用代码的选择 (9) 2.4 衰耗预算 (10) 2.4.1无光放大器系统的衰耗预算 (10) 2.4.2带光放大器系统的衰耗预算 (10) 2.5色散预算 (11) 2.5.1码间干扰与频率啁啾的功率代价 (11) 2.5.2色散相关参数的确定 (12) 2.5.3色散的具体计算 (12) 第三章数字光纤通信系统设计结果 (14) 总结 (16) 参考文献 (17)
当今世界，计算机与通信技术高度结合，光纤通信有了长足发展。纵观当今电信的主要技术，光纤和广波的变革极大的提高着信息的传输。进入1993年以后，我国光纤通信已处于持续大反战时期。其特征是大量新技术，特别是网络技术、高速介质接入网（HMAV）光时分复用接入（OTMMA）和波分复用接入（WDMA）、光孤子（solition）、掺铒光纤放大器（EDFA）、SDH产品等开发实用实用化开展大量、深入研究工作。同时，各种专用光纤系统组成及其系统参数测量技术现状，无论是对光纤通信的业主、经销商，还是对光纤通信的广大用户都是重要的。 20世纪70年代末，光纤通信开始进入实用化阶段，各种各样的光纤通信系统如雨后春笋在世界各地建立起来，逐渐成为电信传送网的主要传送手段。近几年来，光纤通信中的各种新技术，新系统也日新月异地发展着，在全球信息高速公路建设中扮演重要角色。 光纤通信是以光波为载波，光纤为传输媒介的通信方式。本次课程设计论文主要介绍光纤系统的基本组成，性能指标，还要对损耗和色散进行预算，用最坏值设计方法来设计高速数字光纤系统。 关键词：光纤通信系统、光纤、损耗、色散、光缆
图像光纤传输系统
一、观测数字终端光条 二、图像信号光纤传输 三、电话语音光纤传输系统 一、观测数字终端光条 做实验时必须把U 42拨为01110010（此为巴克码）。 IN1，IN2，IN3，IN4对应输出口OUT1，OUT2，OUT3，OUT4。拨U43，U44，U45拨码开关，数字终端的光条与数字信号源的光条对应亮相同的光条。 以下实验以IN1、OUT1为例。 1、全局开关2拨为ON时按以下连线： 2、全局开关1拨为ON，全局开关2拨为ON，K6拨为内部时按以下连线： 3、全局开关2拨为OFF时按以下连线： 3、全局开关1拨为ON，K6拨为内部时按以下连线：
4、K6拨为内部时按以下连线，全局开关1和全局开关2 任意拨： 5、通过光纤传输时：只需把P53接1310和1550数字输入口；1310和1550数字输出口接P65即可。 注意：P57(CLKIN)，P54(CLKIN），P71(CLKIN) 做单独模块实验时外加时钟的输入口例如: 实验二十五扰码和解扰码原理及扰码光纤传输系统,用到P57(CLKIN)； 实验二十四CMI编译码原理及CMI码光纤传输系统, 用到P54(CLKIN) 实验二十八HDB3编译码原理及实现, 用到P51(CLKIN) 二、图像信号光纤传输 连线前，我们先把光发收调节好： 1310：模拟信号源正弦波信号（p103）送入模拟光发端输入口（p304）,接上光纤跳线；把开关K1拨为模拟，J1拨为01，然后测量模拟输出（p242）; 调节电位器RP281和RP1，直到（p242）输出为最大不失真正弦波为止幅度约为2。 同理调节1550： 把开关K5拨为模拟，J2拨为01，然后测量模拟输出（p271） 调节电位器RP2和RP271，直到（p271）输出为最大不失真正弦波为止幅度约为2伏。 本实验是单光纤传输,而且图像传输用的是模拟传输方式；上图是把音频和视频同时用光纤传输的，监视器背后有一按键应将其设置为AV模式；实验原理请参照《实验二十二图像光纤传输系统》调节1310nm光收模块的RP1（接收灵敏度的调节旋钮，逆时针旋转时输出信号减小）以得到清晰音频信号，调节1550nm光收模块的RP271（接收灵敏度的调节旋钮，逆时针旋转时输出信号减小）以得到清晰视频图像
光纤通信系统第三版~沈建华~机械工业出版社
《光纤通信》作业（2016.1.30） 1.1 光纤通信有哪些特点？ 1、光纤通信的优点： （1）传输容量大。（2）传输损耗小，中继距离长。（3）信号泄漏小，性好。（4）节省有色金属。（5）抗电磁干扰性能好。（6）重量轻，可挠性好，敷设方便。 2、光纤通信的缺点： （1）抗拉强度低。（2）连接困难。（3）怕水。 1.2 简述光纤通信系统的主要组成部分。 光纤通信系统的主要组成部分为：（1）光纤光缆、（2）光源（光发送机）、（3）光检测器（光接收机）、（4）无源器件、（5）光放大器（光中继器）。 1.4为什么使用石英光纤的光纤通信系统中，工作波长只能选择850nm、1310nm、1550nm三种？ 由于目前使用的光纤均为石英光纤，而石英光纤的损耗——波长特性中有三个低损耗的波长区，即波长为850nm、1310nm、1550nm三个低损耗区。为此，光纤通信系统的工作波长只能是选择在这三个波长窗口。
2.1 光纤传输信号产生能量衰减的原因是什么？光纤的损耗系数对通信有什么影响？ 1、光纤产生能量衰减的原因包括：（1）吸收、（2）散射和（3）辐射。 2、光纤的损耗系数会导致信号功率损失，造成信号接收困难。 2.2 在一个光纤通信系统中，光源波长为1550nm，光波经过5km长的光纤线路传输后，其光功率下降了25%，则该光纤的损耗系数为多少？ 2.3 光脉冲在光纤中传输时，为什么会产生瑞利散射？瑞利散射损耗的大小与什么有关？ 瑞利散射是由于光纤部的密度不远匀引起的，从而使折射率沿纵向产生不均匀，其不均匀点的尺寸比光波波长还要小。光在光纤中传输时，遇到这些比波长小，带有随机起伏的不均匀物质时，改变了传输方向，产生了散射。 2、瑞利散射损耗的大小与成正比。
光纤传输原理
光纤，不仅可用来传输模拟信号和数字信号，而且
： 综合布线系统中使用的光纤为玻璃多模850nm波长的 其纤芯和包层由两种光学性能不同的介质构成。内部的介质对光的折射率比环绕它的介质的折射率高。由物理学可知，在两种介质的界面上，当光从折射率高的一侧射入折射率高的一侧时，只要入射角度大于一个临界值，就会发生反射现象，能量将不受损失。这时包在外围的覆盖层就象不透明的物质一样，防止了光线在穿插过程中从表面逸出。只有那些初始入射角偏小的光线才有折射发生，并且在很短距离内就被外层物质吸收干净。
4、光纤传输的特点优势及传输原理 光缆传输的实现与发展形成了它的几个优点。相对于铜线每秒1.54MHZ的速率 光纤网络的运行速率达到了每秒2.5GB。从带宽看，很大的优势是：光纤具有较大的信息容量，这意味着能够使用尺寸很小的电缆，将来就不用更新或增强传输光缆中信号。光纤电缆对诸如无线电、电机或其他相邻电缆的电磁噪声具有较大的阻抗，使其免于受电噪声的干扰。从长远维护角度来看，光缆最终的维护成本会非常低。光纤使用光脉冲沿光线路传输信息，以替代使用电脉冲沿电缆传输信息。在系统的一端是发射机，是信息到光纤线路的起始点。发射机接收到的已编码电子脉冲信息来自于铜线电缆，然后将信息处理并转换成等效的编码光脉冲。使用发光二极管或注入式激光器产生光脉冲，同时采用透镜，将光脉冲集中到光纤介质，使光脉冲沿线路在光纤介质中传输。由内部全反射原理可知，光脉冲很容易眼光纤线路运动，光纤内部全反射原理说明了当入射角超过临界值时，光就不能从玻璃中溢出；相反，光纤会反射回玻璃内。应用这一原理制作光纤的多芯电缆，使得与光脉冲形式沿光线路传输信息成为可能。光纤传输具有衰减小、频带宽、抗干扰性强、安全性能高、体积小、重量轻等优点，所以在长距离传输和特殊环境等方面具有无法比拟的优势。传输介质是决定传输损耗的重要因素，决定了传输信号所需中继的距离，光纤作为光信号的传输介质具有低损耗的特点，光纤的频带可达到1．0GHz以上，一般图像的带宽只有8MHz，一个通道的图象用一芯光纤传输绰绰有余，在传输语音、控制信号或接点信号方面更为优势t光纤传输中的载波是光波，光波是频率极高的电磁波，远远比电波通讯中所使用的频率高，所以不受干扰。且光纤采用的玻璃材质，不导电，不会因断路、雷击等原因产生火花，因此安全性强，在易燃，易爆等场合特别适用。
《现代光纤通信系统》实验指导书(2008)
《现代光纤通信系统》 实验指导书 何宁编 信息与通信学院 2008年12月
概述 光纤通信是利用光波作为载波，以光纤作为传输媒质实现信息传输，是一种最新的通信技术。 通信发展过程是以不断提高载频频率来扩大通信容量，光是一种频率极高的电磁波（3×1014HZ），因此用光作载波进行通信容量极大，是过去通信方式的千百倍，具有极大的吸引力，是通信发展的必然方向。 光纤通信有许多优点：首先它有极宽的频带。目前我国已完成了10Gbps的光纤通信系统，这意味着在125um的光纤中可以传输大约11万路电话。其次，光纤的传输损耗很小，传统的同轴电缆损耗约在5dB/Km以上，站间距离不足10Km；而工作在1.55um的光纤最低已达到0.2dB/Km的损耗，站间无中继传输可达100Km以上。另外，光纤通信还具有抗电磁干扰、抗腐蚀、抗辐射等特点，它在地球上有取之不尽，用之不竭的光纤原材料—SiO2。 光纤通信可用于市话中继线，长途干线通信，高质量彩色电视传输，交通监控指挥，光纤局域网，有线电视网和共用天线（CA TV）系统。 波分复用技术（WDM）的出现，使光纤传输技术向更高的领域发展，实现信息宽带、高速传输。 光纤通信将会在光同步数字体系（SDH）、相干光通信、光纤宽带综合业务数字网（B—ISDN）、用户光纤网、ATM及全光通信有进一步发展。
实验一 光纤及LD 特性测量 一．实验目的 1．掌握光纤的基本结构和传输特性。 2．了解光纤通信光源的类型及发光机理。 3．掌握光纤及LD 有关特性测量。 二．实验内容及要求 1. 光纤基本特性及连接技术测试。 2．LD 伏安特性测试。 3．LD 电光转换特性测试。 4．LD 调制特性测试。 5．LD 光谱特性测试。 三．实验原理 光纤的制造过程是比较复杂的过程，生产光纤的主要材料为石英（SiO 2），其制造流程如图1所示： 图1 光纤光缆制造流程图 光纤的制作过程一般可分为三个主要步骤： 1、熔炼 常用方法主要有改进的化学气相沉积法（MCVD ）和微波等离子体法（PCVD ），化学反应方程式为： SiCl 4+O 2 高温 2+2Cl 2 GeCl 4+O 2高温 GeO 2+2Cl 2 式中SiO 2为石英，GeO 2用于改变石英折射率的掺杂剂。 2、 拉丝 是将已制作好的预制棒在高温下拉成高质量的光纤，光纤的几何尺寸精度必须严格控制。 3、 套塑 为提高光纤的机械强度，需把经一次涂覆的光纤再套上塑料套管。 光纤按制作材料不同可分为石英光纤，塑料光纤和氧化物光纤。按工作波长分为短波光纤（0.85um ），长波长光纤（1.31um ，1.55um ）和超长波长光纤（2um 以上）。按传输模式分为单模光纤和多模光纤。 光纤接续有固定连接和活动连接两种，固定连接一般用于光缆工程上；活动连接一般用于机与线或机与机之间的连接，是可以拆卸的。
光纤通信系统第三版-沈建华-机械工业出版社
《光纤通信》作业（2016.1.30 ） 1.1 光纤通信有哪些特点？ 1、光纤通信的优点： （1）传输容量大。（2）传输损耗小，中继距离长。（3）信号泄漏小，保密性好。（4）节省有色金属。（5）抗电磁干扰性能好。（6）重量轻，可挠性好，敷设方便。 2、光纤通信的缺点： （1）抗拉强度低。（2）连接困难。（3）怕水。 1.2 简述光纤通信系统的主要组成部分。 光纤通信系统的主要组成部分为：（1）光纤光缆、（2）光源（光发送机）、（3）光检测器（光接收机）、（4）无源器件、（5）光放大器（光中继器）。 1.4 为什么使用石英光纤的光纤通信系统中，工作波长只能 选择850nm、1310nm、1550nm 三种？ 由于目前使用的光纤均为石英光纤，而石英光纤的损耗——波长特性中有三个低损耗的波长区，即波长为850nm、1310nm、1550nm 三个低损耗区。为此，光纤通信系统的工 作波长只能是选择在这三个波长窗口。
1.3 光纤传输信号产生能量衰减的原因是什么？光纤的 损耗系数对通信有什么影响？ 1、光纤产生能量衰减的原因包括：（1）吸收、（2）散射和（3）辐射。 2、光纤的损耗系数会导致信号功率损失，造成信号接 收困难。 1.4 在一个光纤通信系统中，光源波长为1550nm ，光波经过5km 长的光纤线路传输后，其光功率下降了25%，则该光纤的损耗系数为多少？ 1.5 光脉冲在光纤中传输时，为什么会产生瑞利散射？瑞 利散射损耗的大小与什么有关？ 瑞利散射是由于光纤内部的密度不远匀引起的，从而使 折射率沿纵向产生不均匀，其不均匀点的尺寸比光波波长还 要小。光在光纤中传输时，遇到这些比波长小，带有随机起 伏的不均匀物质时，改变了传输方向，产生了散射。 2、瑞利散射损耗的大小与成正比。
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 1台 2、20MHz 双踪模拟示波器 1台 3、万用表 1台 4、FC/PC-FC/PC 单模光跳线 1根 5、850nm 光发端机和光收端机（可选） 1套 6、ST/PC-ST/PC 多模光跳线（可选） 1根 7、连接导线 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th I 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b I 和信号电流（即调制电流m I ）