光纤通信实验指导书3
光纤通信原理与技术实验指导书
光纤通信原理与技术实验指导书实验一模拟（音频）信号的调制、传输和解调实验目的和要求1、光纤端面的处理和夹持；2、了解模拟信号的光纤调制方法；3、学会已调信号的解调技术；4、观看已调波和调制波的波形；5、光纤折射率的时刻法求解。
实验装置和仪器：GX1000光纤实验仪；半导体激光器；激光功率计；光纤刀；光学实验导轨；光纤调整架；光纤；示波器；音频信号发生器（或收音机）。
实验原理：激光器的输出特性（I—P）特性激光器的光输出特性(P—J特性)是表示注入电流与激光器输出功率之间的关系曲线。
如图1所示。
当注入电流增加时．由于自发辐射量增加，输出功率也会增加，但增加得较慢。
当光辐射量超过PN结中的吸取损耗，增益超过损耗时，激光器就开始振荡，因此光输出功率随注入电流的增加而急剧增加。
图1光的调制将调制信号加在激光器上，操纵激光器的电流，则激光器的输出功率随调制信号而改变。
如图2所示。
光通信系统图3是典型的光纤通信系统。
电信号加在激光器的偏置电路上，操纵激光器的注如电流，从而使激光器的输出光功率随外加信号变化，达到对输出光进行调制．经调制的光由光纤（光纤通信）或空间（空间光通信）传输到光电探测器，探测器将光信号转变为电信号，后续电路检波解调复原所加的电信号。
图2图3 图4实验内容及步骤：（一）光纤端面的处理1、用光纤剥皮钳剥去光纤两端的涂覆层，长度约10mm。
如图5在5mm出用光纤刀刻划一下。
用力不要太大，以不使光纤断裂为限。
在刻划处轻轻弯曲纤芯，使之断裂。
处理过的光纤端面不应再被触摸，以免损坏和污染。
将光纤的一端小心放入光纤夹中，伸出长约10mm，用簧片压住，放入三维光纤架中，用锁紧螺钉锁住。
将光纤的另一端放入光纤座上的刻槽中，伸出约10mm ,用磁吸压住。
光纤的耦合将实验仪置于直流挡。
调整激光的工作电流，使激光不太明亮，用一张白纸在激光器前后移动，确定激光焦点的位置。
通过移动三维光纤调整架和调整Z轴旋钮，使光纤端面尽量靠近焦点。
光纤通信_实验3实验报告接收机灵敏度和动态范围测量实验
光纤通信_实验3实验报告接收机灵敏度和动态范围测量实验课程名称：光纤通信实验名称：实验3 接收机灵敏度和动态范围测量实验姓名：班级：学号：实验时间：指导教师：得分：一、实验目的1、了解和掌握光收端机灵敏度的指标要求和测试方法。
2、掌握误码仪的使用方法。
二、实验器材主控&信号源模块25 号光收发模块23 号光功率计&误码仪模块三、实验原理光接收机的性能指标主要包括灵敏度和动态范围。
（1）灵敏度灵敏度是光端机的重要特性指标之一，它表示了光接收机接收微弱信号的能力，是系统设计的重要依据。
光接收机灵敏度的定义是：在给定误码率或信噪比条件下，光接收机所能接收的最小平均光功率。
在测灵敏度时应注意 3 点：1、在测量光接收机灵敏度时，首先要确定系统所要求的误码率指标。
对不同长度和不同应用的光纤数字通信系统，其误码率指标是不一样的。
例如，在短距离光纤数字通信系统中，要求误码率一般为，而在420km 数字段中，则要求每个中继器的误码率为。
对同一个光接收机来说，当要求的误码率指标不同时，其接收机的灵敏度也就不同。
要求误码率越小，则灵敏度就越低，即要求接收的光功率就越大。
因此，必须明确，对某一接收机来说，灵敏度不是一个固定不变的值，它与误码率的要求有关。
测量时，首先要确定系统设计要求的误码率，然后再测该误码率条件下的光接收机灵敏度的数值。
2、要注意光接收机灵敏度定义中的光功率是指最小平均光功率，而不是指任何一个在达到系统要求的误码率时所对应的光功率。
因此，要特别注意“最小”的概念。
所谓“最小”，就是指当接收的光功率只要小于此值，误码率立即增加而达不到要求。
应该指出，对某一接收机来说，光功率只要在它的动态范围内变化，都能保证系统要求的误码率。
但灵敏度只有一个，即接收机所能接收的最小光功率。
3、灵敏度指的是平均光功率，而不是光脉冲的峰值功率。
这样，光接收机的灵敏度就与传输信号的码型有关。
码型不同，占空比不同，平均光功率也不同，即灵敏度不同。
(通信企业管理)光纤通信实验指导书
（通信企业管理）光纤通信实验指导书目录系统简介 (2)实验部分实验一数字信源及其光纤传输实验 (5)实验二 HDB3编译码及其光纤传输实验 (11)实验三 CMI编译码及其光纤传输实验 (20)实验四光发送模块实验 (28)实验五光接收模块实验 (35)实验六数字信号电—光、光—电转换传输实验 (39)1）方波信号和NRZ码传输；2）CMI码传输；3）HDB3码传输；实验七波分复用（WDM）光纤通信系统实验 (43)主要由以下功能模块组成：1.数字信号源单元:此单元产生码速率为170.5K的单极性不归零码（NRZ），数字信号帧长为24位，其中包括两路数字信息，每路8位，另外8位中的7位为集中插入帧同步码。
通过拨码开关，可以很方便地改变要传送的码信息并由发光二极管显示出来。
2.AMI（HDB3）编译码单元:此单元将数字信号源单元产生的NRZ码进行编码，通过专用芯片转换成HDB3码或AMI码通过切换开关切换，然后将编码后的信号又经过译码单元还原成NRZ码。
3.电话接口单元此单元有两路独立的电话输入接口、输出接口，通过专用电话接口芯片实现语音的全双工通信。
自带馈电电源。
4.PCM&CMI编译码单元；此单元采用CPLD来实现PCM&CMI编译码电路，可同时完成两路信号的编译码工作。
PCM模块可以实现传输两路语音信号，采用TP3057编译器。
5.可调信号源单元:此单元包括两路频率800HZ—2KHZ可调的方波、正弦波、三角波。
6.串行RS232接口单元:此单元配有RS232接口及信号端口TX和RX，可实现自发自收通信实验，两台计算机间的全双工光纤通信实验。
7.1310波长光发送单元:PHLC-1310nmFP同轴激光二极管。
8.1550波长光发送单元:PHLC-1310nmFP同轴激光二极管。
9.1310波长光接受单元:10.1550波长光接受单元:主要完成光电信号的转换，小信号的检测与信号的恢复放大等功能。
光纤通信实训指导书
光纤通信实习指导书信息工程系2010 年11月光纤通信实习指导书（适用于08级通信技术专业）一、实习目的和任务光纤通信实习是通信技术专业的重要实践环节。
通过该实习加深学生对光纤通信系统的网络结构、网络组成、网络设备的认识并了解光纤宽带接入的形式；对光纤通信常用光端机、传输设备、开关电源系统等的安装、维护和操作进一步了解；了解和掌握光纤、光源和光检测器、光无源器件和光纤通信系统特性参数的测量方法；掌握常用光纤通信测试仪表的功能和使用方法；掌握常见光纤通信测试工具的使用；设计和优化某地区的光纤通信系统工程，使同学们掌握中小型光纤通信系统的规划和优化方法、步骤以及方案设计。
同时通过实习树立正确的劳动观念，发扬理论联系实际、精益求精的科学作风和实事求是的工作态度，为今后从事相应工作打下良好的基础。
二、实习的基本内容和要求（一）常用光纤通信系统的网络结构、网络组成、网络设备的认识及光纤宽带接入方式通过到移动、电信、网通等通信运营商中小型局域网网管中心参观和技术人员的讲解，结合自学和资料查找，达到以下要求：1、对光纤通信系统的网络结构、网络组成、网络设备等有比较深刻的感性认识；2、对光纤通信网管中心的布局、选址等有所了解；3、对光纤通信网管中心的动力供电、通风照明、温湿度控制等设计方案和设计文件有所了解；4、对机房的工作地、电源地和防雷保护地的制作安装等有所了解；5、能读懂与光纤通信网管中心设计有关的技术文件和技术图纸，并能进行简单的网管中心技术方案和技术文件设计，为后续实习打下基础。
6、了解现在的光纤宽带接入方案。
（二）光纤通信系统常用电源、光端机、网管中心设备等的安装、维护和操作通过到移动、电信、网通等通信运营商中小型局域网网管中心实地参观和技术人员的讲解，结合自学和资料查找，达到以下要求：1、对珠江、艾默生、华为、中兴等通信电源的特性、安装、维护和供电、断电等操作有比较清楚的了解；2、对蓄电池的特性、安装、维护有比较清楚的了解；3、对电源部布线有比较清楚的认识和了解；4、对华为、中兴、Alcatel等光传输设备的的特性、安装、维护和操作步骤等有比较清楚的认识和了解；5、对华为、中兴、诺基亚、Alcatel、爱立信等移动通信基站和交换设备的的特性、安装、维护和操作步骤等有比较清楚的认识和了解；6、对光传输设备的组网有比较清楚的认识和了解；7、能读懂与光传输网络设计、安装有关的技术文件和技术图纸，为后续实习和工作打下基础；（三）掌握常见光纤通信系统测试工具、仪器仪表的使用了解和掌握常见光纤通信系统测试工具、仪器仪表的使用方法、步骤和注意事项。
光纤通信实验指导书3
光纤通信实验指导书3光纤通信实验指导书南昌⼯程学院通信⼯程专业2014年12⽉实验⼀光发射机的仿真验证与设计实验⽬的1．熟悉Optisystem实验环境，练习使⽤元件库中的常⽤元件组建光纤通信系统。
2．利⽤Optisystem的优化功能仿真计算光纤通信系统的各项性能参数，并进⾏分析。
3. 分析LED和LD的谱宽及P/I特性。
实验原理OptiSystem是⼀款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试和优化各种类型宽带光⽹络物理层的虚拟光连接等功能于⼀⾝，从长距离通讯系统到LANS和MANS都使⽤。
⼀个基于实际光纤通讯系统模型的系统级模拟器，OptiSystem具有强⼤的模拟环境和真实的器件和系统的分级定义。
它的性能可以通过附加的⽤户器件库和完整的界⾯进⾏扩展，⽽成为⼀系列⼴泛使⽤的⼯具。
OptiSystem允许对物理层任何类型的虚拟光连接和宽带光⽹络的分析，从远距离通讯到MANS和LANS都适⽤。
它的⼴泛应⽤包括：物理层的器件级到系统级的光通讯系统设计；CA TV或者TDM⁄WDM⽹络设计；SONET⁄SDH的环形设计；传输器、信道、放⼤器和接收器的设计；⾊散图设计；不同接受模式下误码率（BER）和系统代价（penalty）的评估；放⼤的系统BER 和连接预算计算。
Optisystem环境是⼀种为利⽤元件库组建光纤通信系统，利⽤优化功能仿真计算系统的各项性能参数，通过数据分析和图形显⽰来获得最佳的光纤通信系统。
Optisystem通过3部分来实现光纤通信系统仿真，即：器件库、光学⽅案图编辑器、图形演⽰。
1、器件库(1) 发射器发射器件库包括了所有与光信号产⽣和编码相关的器件，例如半导体激光器、调制器、编码器和⽐特序列发⽣器等。
半导体激光器由于它在发射器中的重要⾓⾊⽽成为了最重要的发射器部件。
使⽤OptiSystem，⽤户可以输⼊测量过的数据来评估速率⽅程所需的那些参数。
当使⽤外调制的CW激光器时，对于啁啾和衰减来说，MQW马赫－曾德尔调制器和电吸收调制器的模型是基于测量的，并且能使⽤户优化偏置和调制电压，从⽽得到接收器灵敏度的最⼩退化。
光纤通信基础实验指导
光纤通信基础实验指导光纤通信是一种基于光传输的信息传输技术，它利用光纤作为传输媒介，通过光信号的传输实现高速、低衰减的数据通信。
在现代通信领域中，光纤通信已经成为一种重要的通信方式。
为了更好地理解光纤通信的原理和技术，进行实验是非常重要的。
实验一：光纤传输特性实验在这个实验中，我们将通过实验来了解光纤的传输特性，包括衰减特性和色散特性。
首先，准备一根光纤和光源。
将光源连接到光纤的一端，然后在光纤的另一端连接一个光检测器。
通过改变光源的强度和频率，观察光检测器接收到的光信号的变化，并记录实验数据。
通过这个实验，我们可以了解光纤传输的衰减特性和色散特性，以及光源强度和频率对光信号传输的影响。
实验二：光纤通信系统实验在这个实验中，我们将构建一个简单的光纤通信系统，包括光源、光纤和光检测器。
首先，连接光源和光检测器到光纤的两端，然后通过调节光源的强度和频率，发送一个光信号，并在光检测器端接收光信号。
记录实验数据并分析光信号的传输质量。
通过这个实验，我们可以了解光纤通信系统的工作原理和性能特点，以及光信号在光纤传输过程中的损耗和衰减情况。
实验三：光纤通信网络实验在这个实验中，我们将构建一个简单的光纤通信网络，包括多个光源、光纤和光检测器。
通过调节多个光源的强度和频率，实现多个光信号的传输和接收，并通过光纤通信网络传输数据。
记录实验数据并分析光信号在光纤通信网络中的传输效果。
通过这个实验，我们可以了解光纤通信网络的构建和数据传输原理，以及多个光信号在光纤通信网络中的同步传输和接收过程。
在这些实验中，我们可以通过实际操作和数据记录，深入了解光纤通信的基础知识和技术，为进一步学习和应用光纤通信提供基础支持。
希望通过这些实验，能够帮助大家更好地理解光纤通信的原理和应用。
光纤通信实验3
光发送机
光衰减器
P 光接收机
误码分析仪
TX1310
光功率计
光可变衰减器
TX1310 RX1310
P201
W201
LD及其 驱动电路
PIN及其 放大电路
P202
单模光纤
P108
发数据
系统内误码测试子系统
P111 收数据
本实验系统中包含有简单的误码检测功能。 误码检测模块输出 215-1 伪随机码，对输入的数据进行误码检测， 当检测到当前误码率达到或大于 110-6 时，误码状态显示“误码”， 即由“正常”切换为“误码”；反之，显示为 “正常”，可以很方便 的用于灵敏度测试实验。
（1）分路器的性能参数
P1
分路器
P21 P22
分路比：
d 21
P21 P21 P22
P 1 P21 P22
d 22
P22 P21 P22
插入损耗
L 10 lg
(2) 光接收机的灵敏度
光接收机的灵敏度是指在保证一定的误码率前提下， 光接收机所允许接收的最小光功率。 灵敏度的单位为分贝毫瓦（dBm）。
光接收机灵敏度主要决定于光接收机内部噪声（光检测噪 声和前置放大器噪声）。
光接收机内部噪声是伴随光信号的接收检测与放大过程产 生的，它使接收机最小可接收平均光功率受到限制，即它决定了 光接收机的灵敏度。
光传输系统误码率由误码测试仪测量。
误码测试仪数据输出接光发送机数据输入端，误码测试仪数据输入 端光接收机数据输出端。 误码测试仪向光发射机发送作为测试信号伪随机序列，经电光转 换后通过光纤传输到光接收机，光电转换后送给误码测试仪和发送的 测试信号比较，检测误码，计算出误码率。
光纤通信实验报告3-模拟信号光纤传输系统
入端，并将光收发模块的功能选择开关 S1 打到“光接收机”。 2、将信号源&主控模块的模拟输出 A-out 连接到 25 号光收发模块的模拟信 号输入端 TH1。 3、把 25 号光收发模块的 S3 设置为“模拟”。 4、将 25 号光收发模块的 W5（接收灵敏度的调节旋钮，逆时针旋转时输出 信号减小）顺时针旋到最大，适当调节 W6（调节电平判决电路的门限电压）。 5、打开系统电源开关及各模块电源开关。在主控模块中设置实验参数主菜 单【光纤通信】→【模拟信号光纤传输系统】 6、用示波器观测模拟信号源模块的 A-out，调节信号源模块的 “输出幅度” 旋钮，使信号的峰-峰值为 2V。 7、用示波器观测模拟信号源的 A-out 和 25 号光收发模块的 TH4，适当调节 W6，使得观测到的两处波形相同。此时，25 号光收发模块无失真的传输模拟信 号。
实验过程原始记录（数据、图表、波形等） ： （1）当主信号源模块输出模拟信号为方波时，输入（上）和输出（下） 波形如下：
（2）当主信号源模块输出模拟信号为三角波时，输入（上）和输出（下） 波形如下：
（3）当主信号源模块输出模拟信号为正弦波时，输入（上）和输出（下） 波形如下：
当输出正弦波发生失真时，输出如下：
实验器材：
1、 主控&信号源模块、25 号模块 2、 双踪示波器 3、 FC 型光纤跳线、连接线
各一块 一台 若干
实验原理： 1、实验原理框图
光纤跳线
信号源
A-OUT TH1
光发射机
光接收机
Байду номын сангаасTH4
25#模块
25#模块
模拟信号光纤传输系统 2、实验框图说明 主控信号源模块可输出正弦波、三角波、方波等模拟信号，信号送入光发射
湘潭大学光纤通信实验报告实验3-光纤接收系统实验
实验八光纤接收系统实验一、实验目的1.了解光收端机偏置电压的调整2.掌握光收端机的功能及电路工作原理3.掌握光收端机的灵敏度与动态范围的概念4.光收端机接口电路共模噪声及抑制方式二、实验电路工作原理光收端机主要完成光电信号的转换、小信号的检测、传送信息的数字信号或模拟信号的恢复等功能。
1.电路组成图8-1 光收端机方框图(1)光检测模块光检测模块主要用来完成光电的变换，它由接收光口、光检测管及低噪声放大电路等组成。
光检测管进行光电转换的实质是原子吸收一个光子的能量产生一个电子-空穴对，这个电子空穴对在电场作用下运动形成电流。
a.工作参数b.内部电路c. 特性曲线光接收模块的特性曲线如图8-3所示，图8-3(a)是通过1米长光纤的系统传输时延与接收光功率的特性曲线，图8-3（b）是不归零码的失真度与接收光功率的特性曲线。
（a）传输时延与接收光功率的特性曲线 (b)失真度与接收光功率的特性曲线图8-3 光接收模块的特性曲线光接收模块的管脚分布与功能如图8-4所示e.光接收模块与光发送模块的典型电路连接光接收模块与光发送模块的典型电路连接如图8-5所示。
f.注意事项光收模块的接收光口也有保护套，见图8-6所示，按逆时针旋松并拉出，注意旋转方向并保管好，在实验完成后立即重新套上。
(2)隔离器隔离器是由三极管9013组成的射极跟随器，防止主放大器输入阻抗受到光接收模块的输出阻抗变化的影响。
(3)主放大器主放大器是一个低噪声放大器，它将来自隔离器的弱电信号进行放大，并输出一个稳定的信号电平到输出接口。
主放大器的增益可调，以适应在不同的输入信号情况下仍能保证输出电平的稳定。
2.实验电路光收端机的实验电原理图如图8-7所示。
图8-7 光收端机电原理图图中GQ401为光接收模块，选用HFBR-2316T。
BG401为隔离器，选用三极管9013，U401为主放大器，选用集成电路MAX435，它的内部有可控AGC电路。
《光纤通信综合实验》指导书(精简版)
2.数字接口单元
3.眼图观察单元
4.图象接口单元
5.CPLD可编程器件构成的信号产生单元
6.LED显示单元
7.数字电话单元
8.1310nm光收发端机单元
9.数字电话单元
10.1550nm光收发端机单元
11.波分复用单元
12.波分复用单元
每个单元电路的详细说明将在后面的实验中逐一介绍。
图1-2 实验系统总方框图
2、多模光纤
用来传输多种模式光波的光纤称为多模光纤，模式的数目取决于芯径、数值孔径（接收角）、折射率分布特性和波长。将单模光纤的纤芯增大，光纤将成为多模光纤。多模光纤的纤芯直径远远大于单模光纤，一般为50-200μm。在临界角内，各个模式的入射光波分别以不同角度，在光纤内的纤芯与包层的的界面处发生全反射而沿光纤全长传输。
识别单模光纤与多模光纤的基本方法是从光纤的产品规格代号中去了解。如我国光纤光缆型号的规格代号的第二部分用J代表多模渐变型光纤，用T代表多模阶跃型光纤，用Z代表多模准阶跃型光纤，用D代表单模光纤。
其次是从光纤的纤芯直径去识别。单模光纤的芯径很细，通常芯径小于10μm；多模光纤的芯径比单模光纤大几倍。例如本实验系统的尾纤外套上标出它的芯径为62.5μm，故可识别出它是多模光纤。
存储温度（℃）
-25~+70
自动关机时间(min）
10
电池持续工作时间（h）
28
外观尺寸（mm）
150×76×26
重量（g）
250
电源
8.4V可充电电池+充电电源适配器
应用范围
电信工程维护
CATV工程与维护
综合布线系统
光器件生产与研究
光通信的教学与试验
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光纤通信实验指导书南昌工程学院通信工程专业2014年12月实验一光发射机的仿真验证与设计实验目的1．熟悉Optisystem实验环境，练习使用元件库中的常用元件组建光纤通信系统。
2．利用Optisystem的优化功能仿真计算光纤通信系统的各项性能参数，并进行分析。
3. 分析LED和LD的谱宽及P/I特性。
实验原理OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通讯系统到LANS和MANS都使用。
一个基于实际光纤通讯系统模型的系统级模拟器，OptiSystem具有强大的模拟环境和真实的器件和系统的分级定义。
它的性能可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展，而成为一系列广泛使用的工具。
OptiSystem允许对物理层任何类型的虚拟光连接和宽带光网络的分析，从远距离通讯到MANS和LANS都适用。
它的广泛应用包括：物理层的器件级到系统级的光通讯系统设计；CA TV或者TDM∕WDM网络设计；SONET∕SDH的环形设计；传输器、信道、放大器和接收器的设计；色散图设计；不同接受模式下误码率（BER）和系统代价（penalty）的评估；放大的系统BER和连接预算计算。
Optisystem环境是一种为利用元件库组建光纤通信系统，利用优化功能仿真计算系统的各项性能参数，通过数据分析和图形显示来获得最佳的光纤通信系统。
Optisystem通过3部分来实现光纤通信系统仿真，即：器件库、光学方案图编辑器、图形演示。
1、器件库(1) 发射器发射器件库包括了所有与光信号产生和编码相关的器件，例如半导体激光器、调制器、编码器和比特序列发生器等。
半导体激光器由于它在发射器中的重要角色而成为了最重要的发射器部件。
使用OptiSystem，用户可以输入测量过的数据来评估速率方程所需的那些参数。
当使用外调制的CW激光器时，对于啁啾和衰减来说，MQW马赫－曾德尔调制器和电吸收调制器的模型是基于测量的，并且能使用户优化偏置和调制电压，从而得到接收器灵敏度的最小退化。
对于随即数字发生器，编码器和比特序列产生器允许用户在不同的调制模式和算法之间进行选择(2) 光纤光纤是主要的传输通道。
对于任意的WDM信号，OptiSystem采用一种非线性色散传播的单模光纤模型，用以说明信号的振幅和相位受影响的现象和效果。
在很大的条件范围内，这个模型都可以真实的预测波形的失真、眼图的退化和信号的其它要素。
(3) 接收器用户可以依据光探测器输入端的混合信号来选择不同的模型。
如果噪声用概率密度函数（PSD）来描述，PIN或者APD将采用基于高斯近似的准分析模型来计算噪声的作用。
如果噪声是与信号混合在一起，那么使用适当的PFD来描述光电子统计时，这个模型可以增加数字化噪声。
电滤波器件的内部库包括实际的、频率相关的参数。
在这个库中，用户可以考虑不同滤波器形式来设计接收器。
(4) 网络器件复用器∕解复用器，上路∕下路，阵列波导光栅，静态和动态开关，循环∕环形元件，交叉连接，·波长转换。
(5) 无源器件·滤波器，调制器，耦合器，分波器，合波器，环形器，隔离器，偏振器件，光纤光栅。
(6) 光放大器EDFA和拉曼放大器已经成为光纤网络所需的器件，从WDM网络转发器到CA TV接线放大器，都有着广泛的应用。
OptiSystem能使用户选择不同的模型，例如自定义增益和噪声系数的理想放大器，或者是基于测量或者速率方程静态或者动态的解的黑匣子模型。
通过利用半导体激光器的多功能特性，可以完成放大和波长转换。
(6) 观察仪客户可以在任何器件使用观察仪来打开端口数据监视器，并且存取结果。
数据监视器可以保存处理过的信号信息，而没有必要预先确定观察仪的类型。
因此，一个OSA或WDM 分析仪可以加在相同的监视器上，一旦一个计算完成，就不需要再次运算。
库中可以利用的观察仪包括：·光∕射频频谱分析仪，示波器∕光时域分析仪，眼图分析仪，误码率分析仪，WDM分析仪，功率计。
2、光学方案图编辑器这个界面可以让用户快速而有效的创建和修改自己的设计。
每个OptiSystem方案文件可以包含足够多的设计版本。
这些设计版本可以相互独立的被计算和修改，但是来自于不同版本的计算结果可以合并起来进行比较。
3、图形演示OSA频谱、示波器和眼图，探针和可视化工具列出信号功率、增益、噪声系数和OSNR，图形生成工具可以对任何参数扫描的任意结果进行比较，直观的图形管理器使用户可以画出设计中使用的几乎所用的参数的曲线，·生成的图形组尺寸可变、视角可变换，并将这些视图转变成可以保存和重新使用的结果方案图，将复合图合并成3D图。
实验内容（1）LED 的谱分布光源的谱分布情况决定了色散受限光传输系统的性能。
LED谱分布是由自发辐射谱决定的，它是典型的高斯形状。
在1300-1500nm 区域，LED谱宽范围在50-180nm。
要求学生分析1300nm波长的LED谱宽，项目如图1所示。
具体谱分布及谱宽如图2，3所示, 请学生验证结果并说明原因。
（2）半导体激光器的L（P）/I 曲线L/I曲线是半导体激光器发射属性的特征，电流大小意味着激光器需要达到一定的功率值。
这里要求在默认阈值电流Ith=33.45mA情况下，画出一个L（P）/I曲线。
项目描述如下图所示。
（3）垂直腔面激光器有效性验证实验报告：1.按要求完成上述实验内容2.通过改变激光器的温率，观察光功率和频谱变化情况并说明原因实验一光接收机的噪声特性分析实验目的1．分析PIN接收机的散色噪声和热噪声特性分析。
2. 分析APD接收机的散色噪声和热噪声特性分析。
实验原理OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通讯系统到LANS和MANS都使用。
一个基于实际光纤通讯系统模型的系统级模拟器，OptiSystem具有强大的模拟环境和真实的器件和系统的分级定义。
它的性能可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展，而成为一系列广泛使用的工具。
OptiSystem允许对物理层任何类型的虚拟光连接和宽带光网络的分析，从远距离通讯到MANS和LANS都适用。
它的广泛应用包括：物理层的器件级到系统级的光通讯系统设计；CA TV或者TDM∕WDM网络设计；SONET∕SDH的环形设计；传输器、信道、放大器和接收器的设计；色散图设计；不同接受模式下误码率（BER）和系统代价（penalty）的评估；放大的系统BER和连接预算计算。
Optisystem环境是一种为利用元件库组建光纤通信系统，利用优化功能仿真计算系统的各项性能参数，通过数据分析和图形显示来获得最佳的光纤通信系统。
Optisystem通过3部分来实现光纤通信系统仿真，即：器件库、光学方案图编辑器、图形演示。
1、器件库(1) 发射器发射器件库包括了所有与光信号产生和编码相关的器件，例如半导体激光器、调制器、编码器和比特序列发生器等。
半导体激光器由于它在发射器中的重要角色而成为了最重要的发射器部件。
使用OptiSystem，用户可以输入测量过的数据来评估速率方程所需的那些参数。
当使用外调制的CW激光器时，对于啁啾和衰减来说，MQW马赫－曾德尔调制器和电吸收调制器的模型是基于测量的，并且能使用户优化偏置和调制电压，从而得到接收器灵敏度的最小退化。
对于随即数字发生器，编码器和比特序列产生器允许用户在不同的调制模式和算法之间进行选择(2) 光纤光纤是主要的传输通道。
对于任意的WDM信号，OptiSystem采用一种非线性色散传播的单模光纤模型，用以说明信号的振幅和相位受影响的现象和效果。
在很大的条件范围内，这个模型都可以真实的预测波形的失真、眼图的退化和信号的其它要素。
(3) 接收器用户可以依据光探测器输入端的混合信号来选择不同的模型。
如果噪声用概率密度函数（PSD）来描述，PIN或者APD将采用基于高斯近似的准分析模型来计算噪声的作用。
如果噪声是与信号混合在一起，那么使用适当的PFD来描述光电子统计时，这个模型可以增加数字化噪声。
电滤波器件的内部库包括实际的、频率相关的参数。
在这个库中，用户可以考虑不同滤波器形式来设计接收器。
(4) 网络器件复用器∕解复用器，上路∕下路，阵列波导光栅，静态和动态开关，循环∕环形元件，交叉连接，·波长转换。
(5) 无源器件·滤波器，调制器，耦合器，分波器，合波器，环形器，隔离器，偏振器件，光纤光栅。
(6) 光放大器EDFA和拉曼放大器已经成为光纤网络所需的器件，从WDM网络转发器到CA TV接线放大器，都有着广泛的应用。
OptiSystem能使用户选择不同的模型，例如自定义增益和噪声系数的理想放大器，或者是基于测量或者速率方程静态或者动态的解的黑匣子模型。
通过利用半导体激光器的多功能特性，可以完成放大和波长转换。
(6) 观察仪客户可以在任何器件使用观察仪来打开端口数据监视器，并且存取结果。
数据监视器可以保存处理过的信号信息，而没有必要预先确定观察仪的类型。
因此，一个OSA或WDM 分析仪可以加在相同的监视器上，一旦一个计算完成，就不需要再次运算。
库中可以利用的观察仪包括：·光∕射频频谱分析仪，示波器∕光时域分析仪，眼图分析仪，误码率分析仪，WDM分析仪，功率计。
2、光学方案图编辑器这个界面可以让用户快速而有效的创建和修改自己的设计。
每个OptiSystem方案文件可以包含足够多的设计版本。
这些设计版本可以相互独立的被计算和修改，但是来自于不同版本的计算结果可以合并起来进行比较。
3、图形演示OSA频谱、示波器和眼图，探针和可视化工具列出信号功率、增益、噪声系数和OSNR，图形生成工具可以对任何参数扫描的任意结果进行比较，直观的图形管理器使用户可以画出设计中使用的几乎所用的参数的曲线，·生成的图形组尺寸可变、视角可变换，并将这些视图转变成可以保存和重新使用的结果方案图，将复合图合并成3D图。
实验内容（1）PIN接收机的噪声性能分析在光电接收机中有两种基本的噪声机制，散粒噪声和的热噪声。
在PIN光电接收机中散粒噪声和热噪声造成信号退化，低通滤波器的截止频率和比特速率相同。
上面系统是没有热噪声的光电检测器，输出端产生的噪声主要是散粒噪声。
在图2中，这散粒噪声与信号幅度是相互独立的。
在项目中下面系统是含散粒噪声的光电检测器，输出产生的噪声仅是热噪声。
在图3中，这热噪声是与信息幅度是相关的。
（2）APD接收机的噪声性能分析对于相同的入射光功率，雪崩光电接收器通常提供一个高信噪比。
如果我们增加乘子，在这情况下，热噪声将退化系统性能，因此，就需要找到优化APD 增益。