光纤通信课程设计

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1、光发射机实验实验一MZ调制器半波电压和偏置电压对调制的影响一、实验目的1.掌握在光通信系统中，外调制光发射机的组成和原理2.掌握马赫-曾德调制器中偏置点的设置对调制结果的影响二、实验原理1、MZ调制器结构光波导Ein（t）Eout(t)MZ调制器的典型结构如图1.1所示，输入光波在一个Y分支处被分为功率相等的两束，分别通过两路光波导由电光材料制成，其折射率随外加电压的大小而变化，从而使两束光信号到达第二个Y分支处产生相位差，若两束光的光程差是波长的整数倍，则相干加强；若两束光的光程差是波长的半整数倍，则相干抵消。因此可以通过控制

2、外加电压来对光信号进行调制。2、MZ调制器的调制原理及传输曲线马赫-曾德调制器的偏置点位置不同时，会导致输出信号的不同，其输出光形式为：其中，V1,V2为两电极上的驱动电压。输出端的光强为：，其中。对于单电极调制，可以认为是一个电极上的电压为零。下图所示为MZ调制器的传递曲线。从曲线上可以看出，对于特点的输入信号，如幅度为的双极性信号，当偏置点取在、处时，处于MZ调制器的线性区域。当偏置点取在0，和2时，处于MZ调制器的非线性区。图1.2MZ调制器传递曲线图1.3MZ调制器处在非线性区的输入输出信号图1.4MZ调制器处在线性区的

3、输入输出信号三、实验配置图外调制光发射机由伪随机码发生器、编码器、连续波激光器以及单臂/双臂MZ调制器组成。编码器之后的示波器用于观察被调制的数字信号码型，输出端用示波器和眼图分析仪来观察输出结果。图1.5外调制光发射机实验配置图四、实验步骤1．如图1.2配置实验系统。2.选择单臂MZ调制器中的结构参数，保持半波电压设为4V；3.选择编码器中的结构参数，设置高电平1V，低电平-1V，占空比0.5。4.从0-8V每隔1V均匀改变MZ的偏置电压，观察并记录输出信号的码型和眼图变化，比较误码率。五、实验结果1.偏置电压不同时眼图的显示

4、图像偏执电压0V偏置电压1V偏置电压2V偏置电压3V偏置电压4V偏置电压5V偏置电压6V偏置电压7V偏置电压8V2误码率序号功率mw误码率000.00007.03e-305011.00005.22e-193031.00000.00e+000041.00001.15e-001051.00001.03e-001061.00001.72e-193071.00001.03e-001081.00001.02e-0013接收机输出结果序号频率OSNREXT功率mw误码率Q值0193.1035.00-1.#J1.00001.94e-04013

5、.26第0路误码率最大1.94e-040平均误码率1.94e-040光放大器性能实验实验一观察增益随EDF参量的变化关系一、实验目的1.掌握掺铒光纤放大器EDFA的原理及性能2.了解EDFA放大器小信号增益与泵浦功率的关系，绘制小信号增益随泵浦功率变化的关系曲线3.了解EDFA放大器小信号增益与EDF长度的关系，绘制小信号增益随EDF长度变化的关系曲线二、实验原理EDFA放大器的性能指标包括小信号增益、增益形状、饱和输出功率、噪声系数等，这些性能指标不仅与放大器的工作机理有关，还与放大器的结构参数有关，如EDF长度、泵浦强度等。

6、对于小信号增益这项指标，在相同的EDF长度下，放大器增益随泵浦功率的增加而增大，但达到一定水平就不再增加了，这是由于EDF长度固定，信号从泵浦中汲取功率有限所致；而固定泵浦功率，放大器增益随EDF长度的增加而先增加后降低，存在一个对应最大增益输出的最佳长度，这是由于当长度小于最佳长度时，整个EDF都能为信号提供增益，而当大于最佳长度后，多余的部分由于粒子反转水平过低而吸收信号功率。EDFA放大器的增益由很多因素决定，信号波长，泵浦波长，泵浦功率，信号功率、泵浦方式等，光纤长度也是其中之一。EDFA的增益并非随着EDF的长度增加而

7、正比的增加，并且光纤长度增加，波形失真加大，EDFA有其最佳光纤长度。三、实验配置图图3.1放大器实验配置图四、实验步骤（1）观察增益与泵浦功率的关系1.如图3.1配置实验系统，放大器选择EDFA物理模型。2.将单信道光发射机中的平均功率设为0.01mW，即小信号。3.将EDFA放大器中的光纤长度设为20m，使用前向泵浦（波长1480nm），泵浦功率从0到20mW以2mW为间隔递增。眼图分析仪上读取不同泵浦功率所对应的平均功率大小，求出增益（单位为dB）。4.将泵浦功率作为横坐标，增益大小作为纵坐标，绘制出增益随泵浦功率变化的关

8、系曲线。（可借助Excel）5.将EDFA放大器中的光纤长度改为10，重复3、4两步，绘制出EDF长度为10m的情况下增益随泵浦功率变化的曲线。（2）观察增益与EDF长度的关系1.如图3-1-1配置实验系统，放大器选择EDFA物理模型。2.将单信道光发射机中的平