12李唐军实验报告光纤通信网中的误码率测量实验
光纤通信系统中的误码率监测与优化研究
光纤通信系统中的误码率监测与优化研究光纤通信系统扮演着现代通信领域的重要角色，其高带宽、低损耗、抗干扰等特点使得其在长距离通信和大容量数据传输中有着广泛的应用。
然而，在光纤通信系统中，由于光纤本身的非线性和传输介质的各种干扰因素，误码率问题一直是制约系统性能的一个重要因素。
因此，误码率监测与优化在光纤通信系统研究中具有重要的意义。
误码率是衡量数据传输质量的重要指标，它描述了在传输过程中每一位被错误接收的概率。
光纤通信系统中的误码率受到多种因素的影响，包括光纤的色散、非线性效应、光源的频率偏移、光电器件的噪声等。
因此，对误码率进行实时监测和优化，可以帮助我们了解系统的性能状况，并采取相应的措施进行优化。
首先，误码率监测是保证光纤通信系统正常运行的关键环节。
通过实时监测误码率，我们可以及时发现和解决潜在的问题，避免系统出现故障。
现代的光纤通信系统通常会配备误码率监测功能，包括前向错误纠正码（FEC 码）和自动增益控制（AGC）等技术，用于检测和纠正传输中的错误。
这些监测功能不仅可以帮助我们及时发现故障，还可以提供关键的数据分析，为系统的优化提供参考。
其次，误码率优化在光纤通信系统中具有重要的意义。
通过降低误码率，我们可以提高数据传输的可靠性和稳定性，从而提升系统的性能。
误码率优化的方法有很多，其中包括：1.增加传输功率：提高光纤通信系统的传输功率可以增强信号的强度，减小信号与噪声的比率，从而降低误码率。
2.优化光源频率：光源的频率偏移是导致误码率增加的一个重要因素。
通过优化光源的频率，可以减小传输过程中位移引起的误码率增加。
3.采用前向错误纠正码：前向错误纠正码是一种在传输过程中添加纠错码的技术，可以提高系统对错误的容忍能力，降低误码率。
4.调整光纤参数：通过调整光纤的参数，如长度、衰减系数等，可以减小传输过程中的色散和非线性效应，从而降低误码率。
除了以上方法外，还可以通过改进光电器件的性能、优化传输模式和设计合理的调制解调技术等来降低误码率。
实验一光波分复用系统实验及其误码率测量
实验一光波分复用系统实验及其误码率测量一．实验目的1. 通过本实验，了解光波分复用传输系统的工作原理和系统组成。
2. 熟悉误码、误码率的概念及其测量方法。
二、实验原理（一）光波分复用系统光波分复用(Wavelength Division Multiplexing, WDM)技术是光纤通信系统中不同波长光信号的复用方式。
这种技术使原来只采用一个波长作为载波的单一光信道变为数个不同波长的光信道同时在光纤中传输，进而使光纤通信的容量成倍的提高。
最初的波分复用是由不同光纤通信窗口的中心波长复用，例如1.31μm/1.55μm的复用。
目前，光纤通信已发展成为光纤通信长波长窗口内间隔100GHz或200GHz的几十个波长甚至上百个波长的复用。
而光纤掺铒放大(EDFA)技术的兴起，使之与光波分复用技术结合建立起新一代的光纤通信系统。
因此掌握波分复用的基本概念是十分重要的。
本实验采用1.31μm/1.55μm双波长复用，并具有单向传输和双向传输两种方式，每一波长信道内传输一个由误码测试仪产生的存在一定误码率的数字信号，经过波分复用系统传输（复用，传输，解复用）后由光接收机变换为电信号。
经过光纤波分复用系统传输后的信号再与误码测试仪产生的信号进行比较。
本实验中所用AV5232E/AV5233C误码测试仪是可用于1-2次群(AV5233C可用于1-3次群)的端对端测试，环回测试和直线测试的基本设备，AV5233C的时钟频率包括2MHz，8MHz和34MHz,AV5232E的时钟频率包括2M和8M,可以自行设置从10-3—10-6的误码率，可输出AMI（交替传号反转码），HDB3（3阶高密度双极性码），RZ（归零码），NRZ（非归零码）四种码型，并可输出215-1，223-1伪随机二进制序列。
（1）单向光纤波分复用传输系统单向光纤波分复用传输系统如图1.1所示。
误码测试仪的发射部分提供某一码型的伪随机二进制序列,其码速可以为2MHz、8MHz或34MHz。
光纤通信系统中的误码率分析
光纤通信系统中的误码率分析在现代通信系统中，光纤通信系统是一种相当先进且高可靠性的通信方式。
然而，即使在光纤通信系统中，数据传输中仍然存在一定的误码率问题。
误码率指的是信号传输中出现错误的频率，这是衡量通信系统可靠性的重要指标之一。
在光纤通信中，误码率的高低不仅直接影响着通信质量，还决定着其它一些运行参数的设计及优化。
因此，了解光纤通信系统中的误码率分析是十分必要的。
误码率的来源误码率在光纤通信系统中的出现与光纤本身以及光通信模块以及环境干扰等多种因素有关。
其中最主要的原因可能是光纤本身的非线性效应。
这些非线性效应包括啁啾效应、自相互作用、自发受激拉曼散射等，这些效应会使得信号的精度下降，从而引发误码率的产生。
此外，在光路中，由于环境的温度、湿度和机械振动等影响下，也会对光信号产生干扰，引发误码率的上升。
误码率的衡量标准误码率的衡量是基于比特（bit）或者针对特定数据链路所传输的特定数据量（frame、packet等）来计算的。
误码率被定义为在传输n个比特或n个数据中出现的错误比特或出现误码的数目。
对于数字通信WO 数据传输，误码率通常以10^-9或更低的级别进行衡量，以确保传输的可靠性。
因此，误码率的要求越高，通信系统就越能够满足高速率、长距离的传输要求。
误码率的测量方法在光纤通信系统设计和日常维护中，误码率对于通信系统的性能指标至关重要。
为了保证光纤通信系统的稳定性和可靠性，误码率测量以及分析方法变得极其必要。
误码率的测量方法通常需要利用误码率模拟器和误码率测试仪进行，其中误码率模拟器可以产生已知误码率的信号，与真实信号混合后再进行误码率的测量。
而误码率测试仪则主要用于对传输数据的误码率进行实时检测。
在测试时，需要确保误码率测试仪的敏感度足够高，以确保准确地捕获到误码。
误码率的控制方法误码率的控制方法主要包括：增加发射光功率、降低接收光敏器件的噪声级、选择更好的调制格式、设计更好的光纤和连接器、加强光信号的前向纠错技术。
光纤通信系统的误码率性能分析与改进研究
光纤通信系统的误码率性能分析与改进研究光纤通信系统是现代通信领域中最重要的传输媒介之一。
它通过光信号传输数据，具有高带宽、低延迟和抗干扰能力强等优点，被广泛应用于互联网、无线通信等领域。
然而，在光纤通信系统中，由于多种因素的影响，误码率成为影响系统性能的重要指标。
本文将对光纤通信系统的误码率性能进行分析与改进研究。
首先，我们需要了解什么是误码率。
误码率（Bit Error Rate, BER）指的是在一定时间内，收发双方的接收机中出现的比特错误的数量与总的比特数之间的比值。
误码率越低，表示系统传输数据的可靠性越高。
在光纤通信系统中，误码率受到多种因素的影响。
其中包括光纤传输损耗、光纤衰减、光纤色散、光纤非线性效应等。
这些因素会导致光信号在传输过程中发生失真，从而增加误码率。
因此，我们需要对这些因素进行分析，并提出相应的改进方法。
首先，光纤传输损耗是导致误码率增加的重要因素之一。
光信号在光纤中传输时，会受到光纤材料本身的吸收和散射的影响，从而导致信号衰减。
为了降低光纤传输损耗，我们可以采用光纤材料质量好、损耗低的光纤，同时适当增加光纤的直径，减小光信号的传输损耗。
其次，光纤衰减也是影响误码率的重要因素。
光纤衰减是指光信号在光纤中传输过程中受到的能量损失。
光纤衰减的主要原因包括光纤材料的吸收和散射。
为了降低光纤衰减，可以选择具有低衰减系数的光纤材料，并采取适当的衰减补偿方法，如光纤放大器等。
此外，光纤色散也会对误码率造成影响。
光纤色散是指在光信号传输过程中，光的频率和相位随着传输距离的增加而产生的变化。
光纤色散会导致光信号的失真和扩散，从而增加误码率。
为了减小光纤色散的影响，可以采用光纤色散补偿技术，如光纤光栅等。
最后，光纤通信系统中的光纤非线性效应也会对误码率产生影响。
光纤非线性效应是指光信号在光纤中传输过程中，由于光强的非线性响应而引起的光信号失真。
光纤非线性效应会导致光信号的失真和相位失真，从而增加误码率。
光纤波分复用系统误码测试
2.图形：伪随机码（PRBS）：2151，2231；人工码：16 比特任意设置。 3.码型：AMI、HDB3、RZ、NRZ；电平：±2.37V±10%，±1V±10%；阻 抗：75Ω(非平衡)； 脉冲波形符合 ITUT Rec G.703 建议。 4.误码插入：103、104、105、106、单次。 ●接收部分： 5.接收部分的时钟、图形、码型均与发射部分相同，输入与发射部分的 输出指标相同， 数据输入自动 f 补偿。阻抗为 75Ω（非平衡），高阻≥1.5kΩ。 6.误码种类：比特误码、编码误码、FAS 误码、CRC4 误码。 7.误码及误码性能
T2(1550nm
Fiber
பைடு நூலகம்
Fiber
Multiplexer
Demultiplexer R1(1310nm
WDM
OADM
WDM
B
R2(1550nm
Add T3(1550nm) R3(1550nm)
Drop
C
图 172 误码特性测试方案图
实验需要在“光分插复用和波分复用通信系统”实验所搭建的 系统上进行。
长期平均误码率简称误码率（BER：Bit Error Rate）它表示传送的码元被 错误判决的概率，在实际测量中，常以长时间测量中误码数目与传送的总码 元数之比来表示 BER。
BER 表示系统长期统计平均的结果，它不能反映系统是否有突发性、成
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群的误码存在，为有效地反映系统实际地误码特性，还需要引入误码的时间 百分数和误码秒百分数。在较长时间内观察误码，设 T（1 分钟或 1 秒钟）为 一个抽样观察时间，设定 BER 的某一门限值为 M，记录下每一个 T 内的 BER， 其中 BER 超过门限 M 的 T 次数与总观察时间内的可用时间的比，常用的有 劣化分百分数（DM）和严重误码秒百分数（SES）。
实验十九-数字光纤通信系统性能测试实验
实验⼗九-数字光纤通信系统性能测试实验光纤通信系统传输及性能测试实验实验⼗九数字光纤通信系统性能测试实验⼀、实验⽬的1、了解数字光纤通信系统的组成2、掌握数字通信系统的主要性能参数以及测试⽅法⼆、实验内容1、测量数字光纤通信系统的误码率2、测量数字光收端机的灵敏度三、预备知识1、了解⽤来衡量数字光纤通信系统性能的指标有哪些？四、实验仪器1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱1台2、20M双踪模拟⽰波器1台3、万⽤表1台4、误码分析仪1台5、FC/PC-FC/PC单模光跳线1根6、850nm光发端机和光收端机（可选）1套7、ST/PC-ST/PC多模光跳线（可选） 1根8、连接导线 20根五、实验原理误码监测⽅法主要有两种⽅法，即中断业务（Out of Service）监测和不中断业务（In Service）监测，这两种⽅法在光纤数字传输系统中都必须采⽤。
前⼀种⽅法与所选⽤的线路码型⽆关，后⼀种⽅法依赖于所选⽤的线路码型，各种不同线路码型所采⽤的不中断业务的误码监测⽅法有很⼤差别。
在光纤传输系统的建设、维护和管理中，中断业务的误码监测是不可或缺的。
例如在测试开通、系统故障检查、系统修复后的测试等，均采⽤中断业务的误码监测⽅法。
它将正常传输的业务中断，⽤误码仪的码型发⽣器产⽣的码流送⼊发送端，在接受端即可⽤误码仪的误码检测器检测误码。
有些误码仪的码发⽣器和误码检测器是封装为⼀体的，例如：ZY701。
利⽤实验箱中的各模块，采⽤中断业务误码监测的⽅法来对光纤实验箱中的光纤通信系统误码率进⾏测试，其测试⽰意图如图19-1所⽰。
由于普通实验⽤误码分析仪输出码型为HDB3码，⽽数字光纤通信系统不能够传输HDB3码，因此实验中在测试系统误码时需要将误码分析仪输出的2M速率HDB3码进⾏解码为NRZ码后进⾏传输，输出后进⾏HDB3编码输出到误码分析仪输⼊端，从⽽检测数字光纤通信系统误码率。
其实验测试实现框图如图19-2所⽰。
12李唐军实验报告光纤通信网中的误码率测量实验
实验十二 光纤通信网中的误码率测量实验一、 实验目的1、 光纤通信网络经历了准同步数字体系（PDH ）、同步数字体系（SDH ）和光传送网（OTN ）等三个阶段，目前正向大容量高速率传输、多业务承载、网络智能化方向发展。
光通信系统的性能好环直接影响全网的通信质量。
误码、抖动及漂移是描述光通信系统的三个最主要的参数。
本实验目的是熟悉和使用商用数字传输分析仪，测试与分析PDH 传输线路及各网络层次上的误码性能。
2、 熟悉光接收机误码率的概念3、 掌握光接收机误码的测试方法二、 实验内容1、 RC-GT-Ⅲ(+)型光纤通信原理实验箱2、 光功率计3、 万用表4、 小可变衰减器5、 PDH 误码分析仪6、 FC-FC 型光跳线两根三、 基本原理1、误码的基本概念误码又称差错（error ）。
对于数字传输系统而言，若发送和接收序列中，若存在不一致的数字符号称为差错。
若发送序列中只存在两种符号，如“0”和“1”，该差错则为比特误码。
对于PDH 网络而言，发生的差错为比特误码。
在一定测量时间t 0内，误码率(BER)的计算公式为：)/(B t X =BER b (1)其中，B 为码元传输速率，X 为误码个数。
若SDH 系统的传输条件保持不变，则当测量时间无穷大时，该误码率趋于一个平均误码率，即BER Lim =P t e ∞→0 (2)实际上，PDH 是一个时变系统，其误码具有突发及时变性质，系统产生的误码实质上是一个随机过程，无法采用单一的参数来描述误码的性能。
经过长期的研究，国际电信联盟的标准化组织(ITU-T)提出了描述系统误码性能的一系列规范，其中，G.821及G.826是定义误码测量的主要规范。
这两个规范反映了大多数业务的误码性能要求，给出了误码的测量方式，目前商用的数字传输分析仪均遵守这两个规范及由这两个规范衍生来的其它文件。
在本实验中，用到了如下误码性能事件，其定义如下：a)误码秒(ES)：在1s的测量时间周期中，有1个或更多的比特误码。
光纤通信系统中的误码率分析与优化
光纤通信系统中的误码率分析与优化随着现代通信技术的不断发展，光纤通信系统已经成为了现代通信系统中的主流技术，其优越的性能和高速传输的优势使得其在电信和互联网通信领域中得到了广泛的应用。
然而，在光纤通信系统中，误码率的问题一直是制约其性能的关键因素之一。
误码率（Bit Error Rate, BER）是指数字通信中传输的二进制数据中出错的比率。
在光纤通信系统中，误码率是评价其性能和准确性的重要指标之一。
现代的光纤通信系统中，误码率的要求越来越高，已经达到了百万分之一以下的水平。
因此，减少误码率成为了优化光纤通信系统性能的重要任务之一。
误码率的来源主要有三个方面：1.光纤本身的损耗和色散光纤中的光信号在传输过程中会因为各种原因而发生衰减和色散，从而导致信号的失真和损耗。
这些光信号的失真会导致误码率的上升，从而影响通信系统性能。
因此，光纤本身的损耗和色散对误码率的影响是不容忽略的。
2.光源的特性在光纤通信系统中，光源的特性包括光强度、波长、光谱纯度等，这些因素都会对误码率产生影响。
例如，在光源的波长不匹配或波长非单色的情况下，会发生信号的互相干扰，从而导致误码率的上升。
3.光接收机的特性光接收机的特性也会对误码率产生影响。
例如，在接收时，由于光接收机的响应速度、线性度、噪声等因素，会导致误码率的上升。
为了降低误码率，可以从以下几个方面入手进行优化。
1.光信号的加强在光纤传输信号过程中，为了避免光信号的衰减和色散，需要采用高质量的光源和适当的放大器。
此外，通过优化光纤的长度和链路拓扑结构，可以减少传输过程中的损耗和失真，从而降低误码率。
2.信号处理技术的应用在光接收机收到信号后，需要进行一些处理，以消除信号中的失真和噪声。
这些处理技术包括均衡、前向纠错编码、后向纠错编码等。
其中，前向纠错编码可以通过对数据进行重复编码和加上纠错码的方式来降低误码率，后向纠错编码则可以通过纠正一些错误的数据来提高信号的准确性。
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实验十二 光纤通信网中的误码率测量实验
一、 实验目的
1、 光纤通信网络经历了准同步数字体系（PDH ）、同步数字体系（SDH ）和光传送网（OTN ）等三个阶段，目前正向大容量高速率传输、多业务承载、网络智能化方向发展。
光通信系统的性能好环直接影响全网的通信质量。
误码、抖动及漂移是描述光通信系统的三个最主要的参数。
本实验目的是熟悉和使用商用数字传输分析仪，测试与分析PDH 传输线路及各网络层次上的误码性能。
2、 熟悉光接收机误码率的概念
3、 掌握光接收机误码的测试方法
二、 实验内容
1、 RC-GT-Ⅲ(+)型光纤通信原理实验箱
2、 光功率计
3、 万用表
4、 小可变衰减器
5、 PDH 误码分析仪
6、 FC-FC 型光跳线两根
三、 基本原理
1、误码的基本概念
误码又称差错（error ）。
对于数字传输系统而言，若发送和接收序列中，若存在不一致的数字符号称为差错。
若发送序列中只存在两种符号，如“0”和“1”，该差错则为比特误码。
对于PDH 网络而言，发生的差错为比特误码。
在一定测量时间t 0内，误码率(BER)的计算公式为：
)/(B t X =BER b (1)
其中，B 为码元传输速率，X 为误码个数。
若SDH 系统的传输条件保持不变，则当测量时间无穷大时，该误码率趋于一个平均误码率，即
BER Lim =P t e ∞
→0 (2)
实际上，PDH 是一个时变系统，其误码具有突发及时变性质，系统产生的误码实质上是一个随机过程，无法采用单一的参数来描述误码的性能。
经过长期的研究，国际电信联盟的标准化组织(ITU-T)提出了描述系统误码性能的一系列规范，其中，G.821及G.826是定义误码测量的主要规范。
这两个规范反映了大多数业务的误码性能要求，给出了误码的测量方式，目前商用的数字传输分析仪均遵守这两个规范及由这两个规范衍生来的其它文件。
在本实验中，用到了如下误码性能事件，其定义如下：
a)误码秒(ES)：在1s的测量时间周期中，有1个或更多的比特误码。
b)严重误码秒(SES)：在1s的时间周期中，比特误码率大于或等于10-3。
c)可用时间：误码的性能参数只有在可用时间才有意义。
ITU-T规定连续出现
10个严重误码秒时，即进入不可用时间。
当连续出现10个非严重误码秒事件时，即认为不可用时间结束，可用时间开始。
d)缺陷：即误码的出现已妨碍了网络的传输功能。
主要的缺陷有信号丢失（LOS
），帧定位丢失（LOF）、指针丢失(LOP)及各级告警指示等。
2、基本测试方法
首先用误码分析仪向光发端机的数字驱动电路发送215-1的伪随机序列作为测试信号，调整光衰减器使其衰减值逐渐增大，从而使输入光接收机的平均光功率逐步减小，光功率每减小1dB记录一个误码率值，调整衰减使系统测试得到的误码率从1X10-11，恶化到1X10-1。
实验步骤
（以下实验步骤以1310nm光端机部分讲解，即实验箱左边的模块。
1550nm光端机部分与其相同）
1、按图14-1将误码分析议与实验箱连接好。
2、光路部分的连接
a)取下光发/光接收口上的红色橡胶保护套；
b)取一根光跳线，取下其两端的保护套；
c)将光跳线的一端与光发送端口（TX）的法兰盘对接，即：将光跳线小心地插入
法兰盘，在插入的同时保证光跳线的凸起部分与法兰盘凹槽完全吻合，然后拧
紧固定帽即可；
d)将小可变衰减器的衰减调节至最小，取下小可变衰减器一端的保护帽，将光跳
线的B端与小可变衰减器对接，方法同上。
e)取另一根光跳线，将其A、B两端分别与小可变衰减器一端和光接接收（RX）
相连接，其连接方法同上。
3、将单刀双掷开关S200拨向数字传输端，使光发送模块传输数字信号。
图14-1数字接收单元指标测试框图
4、打开实验箱电源开关，使系统正常工作。
5、打开误码分析仪的电源开关，将误码分析仪的速率设为2.048MB／s，图案设为215-1
，码型设为NRZ码。
6、调节光接收模块的可调电阻R257和R242，用示波器观察IC202的波形使数字信号处
于最佳状态。
7、慢慢调节小可变衰减器的衰减量，使光接收机光功率慢慢减小，误码率慢慢增大，
光功率每减小1dB记录一个误码率值，调整衰减使系统测试得到的误码率从1X10-11，恶化到1X10-1。
8、做完实验后关闭实验箱开关，小心拆下光器件及各实验连接线。
9、将各实验仪器还原并摆放整齐。
四、实验结果
1.记录光接收机的误码率与输入到光接收机的光功率的值，并绘制曲线。