北交大通信专业综合实验2_2光波分复用器特性测试
通信工程专业综合实验2(终)
通信工程专业综合实验——光波分复用传输系统姓名刘铜学号12211059班级通信1203成员程蕾老师王根英时间星期五下午第一节课目录实验一无源光耦合器特性测试 (1)一、实验目的 (1)二、实验环境及相关设备 (1)三、实验基本原理 (1)四、实验内容及步骤 (2)五、思考题 (4)实验二光波分复用器特性测试 (4)一、实验目的 (4)二、实验环境及相关设备 (4)三、实验基本原理 (4)四、实验内容及步骤 (7)五、实验报告要求 (8)六、思考题 (8)实验一无源光耦合器特性测试一、实验目的1、了解光耦合器的工作原理及其结构。
2、掌握光耦合器的正确使用方法。
3、掌握光耦合器的主要特性参数的测试方法。
二、实验环境及相关设备JH5002A+型光纤通信实验系统—1台光功率计—1台FC/PC光纤活动连接器—2个FC/PC Y型光分路器/合路器（分光比10:90）—1个三、实验基本原理分路器/合路器的性能指标当光分路器/合路器工作于一个波长时，假设光源接于端口1，则光功率耦合到端口3和2，几乎没有光功率折返过来耦合到端口4；而当光源街于端口4时，也几乎没有光功率折返过来耦合到端口1。
另外，根据器件的光路可互易性，端口1、4可以与端口2、3对调。
这样耦合器的技术指标如下。
（1）工作波长λ，通常取1310nm或1550nm。
（2）附加损耗Lf：Lf=10lg[(p2+p3)/p1]式中，P1——注入端口1的光功率：P2、P3——分别为端午2、3输出的光功率。
良好的2*2单模光纤耦合器的附加损耗可小于0.2dB。
（3）分光比（或分束比）RiRi=Pi/（P2+P3）i=2,3分光比值的大小可以根据应用要求而定。
（4）分路损耗Li：Li=-10lgPi/P1=-10lgRi+Lf i=2,3分光比值的大小可以根据应用要求而定。
（5）反向隔离度Lr：Lr=-10lgP4/P1通常要求Lr>55dB。
（测量反向隔离度时，须将端口2、3浸润于光纤的匹配液中，以防止光的反射。
北京交通大学通信工程综合实验光纤
通信工程综合实验实验报告 光纤传输系统实验学院：班级：：学号：组员：日期：2016/4第7章光无源器件特性测试实验三无源光耦合器特性测试1、实验目的（1）了解光耦合器的工作原理及其结构（2）掌握光耦合器的正确使用方法（3）掌握光耦合器的主要特性参数的测试方法2、实验环境及相关设备（1）JH5002A+型光纤通信原理实验箱1台（2）光功率计1台（3）FC/PC光纤活动连接器2个（4）FC/PC Y型光分路/合路器（分光比10：90）1个3、实验基本原理光耦合器又称为光定向耦合器，用于对光信号实现分路、合路、插入和分配，其工作机理是光波导间电磁场的相互耦合1）光耦合器的分类光耦合器的种类很多，最基本的耦合器可以实现两波耦合。
从结构上看，两个入口的光耦合器有如下几种类型。
第1类光耦合器件为微光元件型，这种类型多数采用自聚焦透镜为主要的光学构件，利用λ/4的自聚焦透镜可以把汇聚或发散的光线变成平行光线，也可以把平行光线变成汇聚或发散的光线，这一特点可以用来实现两束光线的耦合。
第2类光耦合器件是利用光纤熔锥成形，用两根以上的光纤经局部加热融合而成，首先去掉光纤的覆层，再在熔融拉伸设备上平行安装两根光纤，局部加热融合，并渐渐将融合部分直径从200μm左右拉伸到20~40μm左右。
由于这种细芯中的光场渗透到包层中，两个纤芯之间就会产生光的耦合，控制拉伸的程度即可以控制耦合比，附加损耗和分光比由光纤选型和熔融拉伸工艺所决定，借助计算机的精密控制，自动熔融拉伸设备可不间断地监测分光比和拉伸量，使制得的光纤耦合器平均插入损耗达0.1dB一下，分光比精度达1%一下。
星型耦合器是这种结构最典型的一种形式，如图7-15所示。
第3类光耦合器件采用光纤磨抛技术，将两根光纤磨抛后的楔形斜面对接胶黏，再与另一根光纤的端面黏结。
其附加损耗可以低于1dB，隔离度大于50dB，分光比可由1：1至1：100。
第4类光耦合器件用平面波导技术实现，运用先进的平面薄膜光刻、扩散工艺，可得到一致性好、分光比精度也高的光耦合器，但耦合到光纤的插入损耗较大。
光信息专业实验报告WDM光波分复用器
光信息专业实验报告WDM光波分复用器实验报告：WDM光波分复用器（13）一、实验目的：1.了解WDM光波分复用器的原理和工作方式；2.学习WDM光波分复用器的搭建方法及调试过程；3.掌握WDM光波分复用器的性能测试方法和参数分析。
二、实验设备：1.光信号发生器；2.WDM光波分复用器；3.光功率计；4.光接收器。
三、实验原理：WDM（Wavelength Division Multiplexing, 波分复用）技术是一种将多个不同波长的光信号复用在一个光纤上的技术。
WDM光波分复用器是用于实现WDM技术的关键设备之一、它能够将多个不同波长的光信号通过一个光纤传输，并在接收端将其分离出来。
WDM光波分复用器一般由光栅、耦合器、偏振分束器等光学元件组成。
当多个光信号输入到WDM光波分复用器时，光信号首先被光栅进行分光处理，然后通过耦合器和偏振分束器进行耦合和分束。
最后，不同波长的光信号分别被传输到不同的目的地。
四、实验步骤：1.连接实验设备：将光信号发生器与WDM光波分复用器的输入端连接，将光功率计与WDM光波分复用器的输出端连接，将光接收器与光功率计连接。
2.设置光信号发生器：根据实验要求设置光信号发生器的波长、功率等参数。
3.调试WDM光波分复用器：调节WDM光波分复用器的输入端和输出端的光纤连接，确保光信号能够正确传输。
4.测试光功率：使用光功率计测量WDM光波分复用器的输出端的光功率，并记录数据。
五、实验结果分析：根据实验数据，我们可以得到WDM光波分复用器的输出端的光功率以及不同波长的光信号之间的光功率差。
通过对比不同波长的光信号的光功率，我们可以判断WDM光波分复用器的性能是否良好。
六、实验总结：本次实验通过搭建和调试WDM光波分复用器，学习了WDM光波分复用器的原理和工作方式，掌握了WDM光波分复用器的性能测试方法和参数分析。
光纤连接器和光纤波分复用器性能测量
实验4 光纤连接器性能测量与制作一、实验目的1．了解光纤连接器种类及其各种性能指标的测量方法；2．学习使用光功率计测量光纤连接器和光纤跳线的插入损耗、回波损耗、波长特性；3．用裸光纤适配器制作光纤插头并测量其性能。
二、实验仪器及器材1310nm光源，1550nm光源，GL-IIA手持式光功率计，带SM-FC/PC（或SM-ST/PC）型光纤连接插头的光纤跳线，FC-FC/PC（或ST-ST/PC）型连接插座，FC（或ST）型裸光纤适配器，单模裸光纤，3dB 1×2单模光纤耦合器。
三、实验原理光纤连接器是进行光纤活动连接时必用的一种无源器件。
光纤连接器的耦合形式、结构种类繁多，可分为对接耦合式（近场型）和透镜耦合式（远场型）两大类，本实验所测的光纤连接器属前一类。
对接耦合式光纤连接器是将两光纤的端面直接接触实现对接，它由光纤插头与插座两主要部分组成。
根据光纤插头的连接结构，常用的光纤连接器分为FC、SC、ST、MU、LC等型号，图4-1示出了FC型光纤连接器的结构。
裸光纤适配器是用于临时连接光纤断头或临时制作光纤插头的器件，制作光纤插头时先将光纤断头除去保护涂层并清洗干净，按住裸光纤适配器上的释放按钮将裸光纤插入适配器的细孔，并使光纤断头伸出插针端面5~8mm后放开按钮，用切割法将光纤端面处理成平面光纤头，再按住释放按钮，将光纤头拉回到与插针端面平齐再放开按钮，即完成插头的制作。
光纤端面的接触形式对连接器的性能的影响至关重要。
目前广泛使用的光纤连接器有三种端面接触形式：平面型；PC型（PC——Physical Connect）；APC型（APC——Angle Physical Connect）。
这三种形式的光纤插头的插针端面接触方式如图4-2所示。
平面型连接器的插针端面为一垂直光纤芯轴的平面，这样插针进行连接时原则上可使纤芯所在部位紧密接触。
平面型接触光纤连接器的最大优点是加工简单、工艺成熟、成本低廉，因此广泛使用。
实验二十二 光分插复用与波分复用通信系统实验
实验二十二光分插复用与波分复用通信系统实验一、实验目的1)了解光分插复用与波分复用通信系统的结构与工作原理；2)通过对不同隔离度的波分复用器件的使用，了解波分复用器件对系统性能的影响。
二、实验原理光纤通信发展多年以来，传统的电时分复用光通信系统的速率几乎以每10年100倍的速度稳定增长，但其发展速度最终受到电子器件速率瓶颈的限制，在40Gbit/s以上很难实现。
光纤的带宽（如朗讯的全波光纤和康宁的城域网光纤）和色散指标（如G653，G655）的不断提高以及各种光纤放大器技术的不断进步，大力促进了波分复用技术（WDM）的发展，以较低的成本较简单的结构形式成几倍、数十倍地扩大单根光纤地传输容量，逐步成为未来宽带光网络中的主导技术。
波分复用技术是在一根光纤中同时传输多个波长光信号的一项技术。
其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将组合波长的光信号分开（解复用），并作进一步处理，恢复出原信号送入不同的终端。
目前波长域的复用技术主要有三种：波分复用（WDM），密集波分复用（DWDM）和光频分复用（OFDM）。
三者本质上都是波长的分割复用，不同的是复用信道的波长间隔不同，几十到几百纳米的称为波分复用；0.8nm的整数倍的（0.8nm,1.6nm,2.4nm,3.2nm）称为密集波分复用；复用间隔仅为几个GHz至几十GHz的称之为光频分复用。
WDM技术对网络升级、发展宽带业务（如CATV，HDTV和IP over WDM 等）、充分利用光纤的低损耗波段增加光纤的传输容量、实现超高速光纤通信和全光通信具有十分重要的意义，目前“掺铒光纤放大器（EDFA）＋密集波分复用（DWDM）＋非零色散光纤（NZDSF）＋光子集成（PIC）”正在成为国际上长途高速光纤通信线路的主要技术方向。
光分插复用（OADM）是在采用WDM技术于物理层之上构建全光链路时完成光上下路功能的节点单元技术，也就是说，从传输线路中有选择地下路（Drop）通往本地地光信号，同时上路（Add）本地用户发往另一节点用户的光信号，而不影响其它信道的传输，其在光域内实现了传统SDH设备中的电分插复用器在时域中的功能，但它更具透明性，可以处理任何格式和速率的信号。
北交大通信专业综合实验1_2光发信机接口指标测试
(6)用光功率计测量此时光发信机的光功率，即为光发信机的平均发送光功率。如表1。
(7)关闭交流电源。
2.数字光发信机的消光比测量
(1)保持实验1）部分必要的实验测试状态。
(2)将光发信机“数字输入”旋钮上方的输入选择跳线置于“ALL0”位置，此时测得光发信机输出的光功率为 。
(3)将光发信机“数字输入”旋钮上方的输入选择跳线置于“ALL1”位置，此时测得光发信机输出的光功率为 。
输出光功率主要影响系统的传输距离，太小不能传输长距离；功率大了，超过一定的值会引起光纤非线性效应，传输距离和信号质量也会收到影响。
四、基本原理
平均发送光功率是指在外加伪随机二进制序列作为测试信号的情况下，用光功率计在数字光发信机输出光接口处直接测试得到光功率，此数字即为数字光发信机的平均发送光功率。
平均方光功率与输入的码型有关，NRZ码与RZ码相比，其占空比分别为100%、50%，因而NRZ码的平均光功率比RZ码大一倍，即3dB。
通信工程综合实验报告
姓名：学号：班级：
上课时间：星期（ 三 ） （16:20）——（18:10）
一、实验名称：光发信机接口指标测试
二、实验目的
(1)了解数字光发端机平均发送光功率的指标要求，并掌握测试方法。
(2)了解数字光发端机消光比的指标要求，并掌握测试方法。
三、实验仪器
JH5002A+型光纤通信实验系统，光功率计，FC-FC光跳线，万用表。
五、实验内容
1.光发信机平均发送光功率的测试
(1)确保实验箱交流开关处于关闭状态，将跳线开关插向“数字”端，是光发送模块处于数字传输状态。
(2)将光跳线的一端的金属活动连接器与光发送端口的法兰盘对接。
实验二十二光纤通信网中的光波分复用技术实验
光纤通信网中复用技术试验试验二十二光纤通信网中光波分复用技术试验一、试验目1、了解光纤接入网中波分复用原理2、掌握波分复用技术及实现方法二、试验内容1、实现用两种连接方法组成1310nm与1550nm光纤通信波分复用系统三、预备知识1、了解光波分复用概念四、试验仪器1、 ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理试验箱 1台2、 20MHz双踪模拟示波器 1台3、万用表 1台4、波分复用器 2个5、 FC-FC法兰盘 1个6、连接导线 20根五、试验原理伴随人类社会信息时代到来, 对通信需求展现加速增加趋势。
发展快速多种新型业务（尤其是高速数据和视频业务）对通信网带宽（或容量）提出了更高要求。
为了适应通信网传输容量不停增加和满足网络交互性、灵活性要求, 产生了多种复用技术。
本试验关键是光波分复用WDM（Wavelength Division Multiplexing）。
WDM技术就是为了充足利用单模光纤低损耗区带来巨大带宽资源, 依据每一信道光波频率（或波长）不一样能够将光纤低损耗窗口划分成若干个信道, 把光波作为信号载波, 在发送端采取波分复用器（合波器）将不一样要求波长信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输; 在接收端, 再由一波分复用器（分波器）将这些不一样波长承载不一样信号光载波分开复用方法。
因为不一样波长光载波信号能够看作相互独立（不考虑光纤非线性时）, 从而在一根光纤中可实现多路光信号复用传输。
波分复用系统原理图如图22-1所表示。
Mux／DeMux是WDM系统使用中不可或缺两种元件。
也就是我们常说复用, 解复用器。
DWDM使光导纤维网络能同时传送数个波长讯号, 而Mux则是负责将数个波长聚集至一起元件; DeMux则是负责将聚集至一起波长分开元件。
OADM是WDM系统中一个关键应用元件, 其作用是在一个光导纤维传送网络中塞入／取出（Add-Drop）多个波长信道; 置OADM于网络结点处, 以控制不一样波长信道光讯号传至合适位置。
北交大通信工程综合实验光纤
通信工程综合实验实验报告 光纤传输系统实验学院：班级：：学号：组员：日期：2016/4第7章光无源器件特性测试实验三无源光耦合器特性测试1、实验目的〔1〕了解光耦合器的工作原理及其构造〔2〕掌握光耦合器的正确使用方法〔3〕掌握光耦合器的主要特性参数的测试方法2、实验环境及相关设备〔1〕JH5002A+型光纤通信原理实验箱1台〔2〕光功率计1台〔3〕FC/PC光纤活动连接器2个〔4〕FC/PC Y型光分路/合路器〔分光比10：90〕1个3、实验根本原理光耦合器又称为光定向耦合器，用于对光信号实现分路、合路、插入和分配，其工作机理是光波导间电磁场的相互耦合1〕光耦合器的分类光耦合器的种类很多，最根本的耦合器可以实现两波耦合。
从构造上看，两个入口的光耦合器有如下几种类型。
第1类光耦合器件为微光元件型，这种类型多数采用自聚焦透镜为主要的光学构件，利用λ/4的自聚焦透镜可以把会聚或发散的光线变成平行光线，也可以把平行光线变成会聚或发散的光线，这一特点可以用来实现两束光线的耦合。
第2类光耦合器件是利用光纤熔锥成形，用两根以上的光纤经局部加热融合而成，首先去掉光纤的覆层，再在熔融拉伸设备上平行安装两根光纤，局部加热融合，并渐渐将融合局部直径从200μm左右拉伸到20~40μm左右。
由于这种细芯中的光场渗透到包层中，两个纤芯之间就会产生光的耦合，控制拉伸的程度即可以控制耦合比，附加损耗和分光比由光纤选型和熔融拉伸工艺所决定，借助计算机的精细控制，自动熔融拉伸设备可不连续地监测分光比和拉伸量，使制得的光纤耦合器平均插入损耗达0.1dB一下，分光比精度达1%一下。
星型耦合器是这种构造最典型的一种形式，如图7-15所示。
第3类光耦合器件采用光纤磨抛技术，将两根光纤磨抛后的楔形斜面对接胶黏，再与另一根光纤的端面黏结。
其附加损耗可以低于1dB，隔离度大于50dB，分光比可由1：1至1：100。
第4类光耦合器件用平面波导技术实现，运用先进的平面薄膜光刻、扩散工艺，可得到一致性好、分光比精度也高的光耦合器，但耦合到光纤的插入损耗较大。
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通信工程综合实验报告
姓名：学号：班级：
上课时间：星期（三）（16:20）——（18:10）
一、实验名称：光波分复用器特性测试
二、实验目的
(1) 了解光波分复用器的工作原理及其结构。
(2) 掌握光波分复用器的特性参数测试和正确使用方法。
三、实验仪器
JH5002A+光纤通信原理实验箱
光功率计
1310/1550光波分复用器两只
FC/PC光纤跳线四根
四、基本原理
波分复用器的主要技术指标如下：
(1) 工作波长λ1、λ2：本实验中工作波长分别为1310nm和1550nm。
(2) 插入损耗Li
插入损耗的定义为：
即波长为λ1的输入光功率P1与输出光功率P2之比(化成分贝数)或波长为λ2的输入光功率P1与输出光功率P2之比(化成分贝数)。
优良的波分复用器的插入损耗可小于0．5dB。
(3) 波长隔离度Lλ
指一个波长的光功率串扰另一波长输出臂程度的度量(化成分贝数)。
Lλ值一般应达到20 dB以上。
波长隔离度的数学定义为：
(4) 光谱响应范围△λ
通常指插入损耗小于某一容许值的波长范围。
要根据应用要求而定。
除此以外还有机械性能和温度性能指标。
一个典型的1310nm／1550nm熔锥型单模光纤波分复用器的谱损曲线如下图所示：
图1 熔锥型单模光纤波分复用器的谱损曲线
(5) 波分复用器的光串扰：
测量1310nm的光串扰的方框图如图16-4(a)所示：
测量1550nm的光串扰的方框图如图16-4(b)所示：
图2 波分复用器光串扰的测量框图
上式中L12，L21即是光波分复用器相应的光串扰。
五、实验内容
1、波长隔离度测量
(1) 按下图将光发送机模块的光输出端、Y型分路器、光功率计连接好。
图3 波分复用光纤传输系统
(2) 连接导线；
(3) 打开系统电源，用光功率计车辆此时光发信机经过发端波分复用器、收端波分复用器后的光功率P
（注：光发端机波长为1310nm。
）
(4) 计算波长隔离度。
2、波分复用器的光串扰测量
(1) 连接导线：关闭系统电源，保持上一个实验内容的连接不变，新增加1550nm光端机部分时分复用电路的连接线，产生数据信号并送到1550nm光发送模块的“数字输入”端口。
并将两只光发送模块工作方式选择跳线块SS01都插在“数字”端（上边）。
(2) 波分复用器的连接。
（见图2）将波分复用器A上标有“1310nm”的光纤接头插入1310nm光发送模块的光输出端法兰盘。
并使该波分复用器标有“1550nm”的光纤接头保持无光输入状态.
(3) 用一只FC/PC法兰盘将两个波分复用器的“IN”端相连。
(4) 选择光功率计工作波长至1310nm档，开启系统电源，分别测出图16-4(a)中的P11，P22。
(5) 将波分复用器A上标有“1550nm”的光纤接头插入1550nm光发送模块的光输出端法兰盘（注意事项同前），从1310nm光发送模块上拔出波分复用器A的标有“1310nm”的光纤接头，并使其保持无光输入状态；
(6) 光功率计工作波长选至1550nm档，开启系统电源，分别测出图16-4(b)中的P12、P21。
(7) 将P1、P22、P2、P21代入式16-3、式16-4中，算出波分复用器的光串扰。
(8) 做完实验关闭系统电源开关，拆除导线以及光学器件并妥善放置，将各种实验仪器摆放整齐。
六、实验结论分析
通过实验内容1的测试数据可得波长隔离度Lλ=-19.47dB。
表明串扰程度较
小。
通过实验内容2的测试数据可得，光串扰L12=25.2dB，L21=14.67dB。
说明波长为1550nm的信号对1310nm窗口的串扰较为明显。
七、思考题
波分复用器的光串扰对传输系统有何影响？
答：
波分复用器在传输系统中主要起到的是波长隔离的作用。
波分复用器的光串扰会使两条通信线路中的信号相互干扰，使信道中的信噪比下降，降低传输系统的可靠性。