数字信号光纤传输技术实验系统

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1、数字信号光纤传输技术实验系统实验1.3数字信号光纤传输技术光通信采用较高的载波频率（~100THz），载波位于电磁波谱的近红外区域，通常称为光波系统以区别于微波系统（微波系统的载波频率要比光波系统低五个数量级，为1GHz）。光纤通信系统是指使用了光纤传送信息的光波系统。光纤通信以其多方面的优点，已胜过长波通信、短波通信、电缆通信、微波通信和卫星通信等，成为现代通信的主流、信息社会中信息传输和交换的主要手段。现以光纤光缆为主体的网络已遍布全世界，我国也已建成连接各省会和大多数城市的“十纵十横”光缆骨

2、干通信网。通过音频信号的光纤传输实验，我们将了解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我们对光纤通信有一个初步的认识。【实验目的】1．了解音频信号光纤传输的基本原理。112．理解光发送机、光接收机的工作原理。3．掌握音频信号光纤传输系统的调试技术。4.11了解增量调制的基本原理【仪器设备】YOF—B型音频信号光纤传输技术实验仪，数字光纤传输技术实验系统，DOP—A型光功率计，音频信号发生器，双踪示波器，数字万用表，光纤（1盘），两端带电流插头的电缆线（1根），装有光探头的电缆线（1根），串口线（1根

3、）。【实验原理】1．概述光纤通信系统的基本组成如图1.3－1所示，信息源把用户信息转换为原始电信号，这种信号称为基带信号。电发射机把基带信号转换为适合信道传输的信号，这个转换如果需要调制，则其输出信号称为已调信号，然后把这个已调信号输入光发射机转换为光信号，光载波经过光纤线路传输到接收端，再由光接收机把光信号转换为电信号，电接收机的功能和电发射机的功能相反，它把接收的电信号转换为基带信号，最后由信息宿恢复用户信息。目前，发送端电光转换器件一般采用发光二极管或半导体激光管。发光二极管的输出光功率较小

4、，信号调制速率相对低，但价格便宜，其输出光功率与驱动电流在一定范围内基本上呈线性关系，比较适宜于短距离、低速、模拟信号的传输；激光二极管输出功率大，信号调制速率高，但价格较高，适宜于远距离、高速、数字信号的传输。光纤的功能是将发送端光信号以尽可能小的衰减和失真传送到光信号接收端，目前光纤一般采用在近红外波段0.84μm、1.31μm、1.55μm有良好透过率的多模或单模石英光纤。光信号接收端的功能是将光信号经光电转换器件还原为相应的电信号，光电转换器件一般采用半导体光电二极管或雪崩光电二极管。组成

5、光纤传输系统光源的发光波长必须与传输光纤呈现低损耗窗口的波段、光电检测器件的峰值响应波段匹配。本实验发送端电光转换器件采用中心发光波长为0.84μm的高亮度近红外半导体发光二极管，传输光纤采用多模石英光纤，接收端光电转换器件采用峰值响应波长为0.8～0.9μm的硅光电二极管。2．光信号发送端的工作原理系统采用的发光二极管的驱动和调制电路如图1.3－2所示，信号调制采用光强度调制的方法，发送光强度调节电位器用以调节流过LED的静态驱动电流，从而相应改变发光二极管的发射光功率，设定的静态驱动电流调节范

6、围为0～20毫安，对应面板光发送强度驱动显示图1.3－211发光二极管的驱动和调制电路图值0～2000单位,当驱动电流较小时发光二极管的发射光功率与驱动电流基本上呈线性关系，音频信号经电容、电阻网络及运放跟随隔离后耦合到另一运放的负输入端，与发光二极管的静态驱动电流想迭加使发光二极管发送随音频信号变化的光信号，如图1.3-3所示，并经光纤耦合器将这一光信号耦合到传输光纤。可传输信号频率的低端可由电容、电阻网络决定，系统低频响应不大于20Hz。3．光信号接收端的工作原理图1.3－3是光信号接收端的工

7、作原理图，传输光纤把从发送端发出的光信号通过光纤耦合器将光信号耦合到光电转换器件光电二极管，光电二极管把光信号转变为与之成正比的电流信号，光电二极管使用时应反偏压，经运放的电流电压转换把光图1.3-3光信号接收端的工作原理图电流信号转换成与之成正比的电压信号，电压信号中包含的音频信号经电容电阻耦合到音频功率放大器驱动喇叭发声。光电二极管的频响一般较高，系统的高频响应主要取决于运放等的响应频率。4、系统工作原理图1.3－411系统工作原理图【实验内容】1.准备工作1）把20线扁平电缆的两端插入Ⅰ号光

8、端机后面板的牛角式插座和数字光纤传输技术实验系统面板左上角guangxian插口。2）把串口线把计算机串口和数字光纤传输技术实验系统RS232接口连接起来。3）把电缆线的一端插入光纤绕线盘端面上LED的电流插孔内，而电缆线另一端插入Ⅰ号光端机前面板上“LED”的插孔内。5）把光电探头插入光纤绕线盘端面上的插孔中，另一端插入Ⅰ号光端机前面板上标有“SPD”标记的插孔内。6）把音频信号源（DDS函数发生器或录音机）和小音箱分别接入Ⅰ号光端机后面板的“调制输入”和带喇叭标志符号的相应插孔