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1、光端机性能指标测试实验光端机性能指标测试实验实验九实验九 数字发送单元指标测试实验数字发送单元指标测试实验一、实验目的一、实验目的 1、了解数字光发端机输出光功率的指标要求 2、掌握数字光发端机输出光功率的测试方法 3、了解数字光发端机的消光比的指标要求 4、掌握数字光发端机的消光比的测试方法二、实验内容二、实验内容 1、测试数字光发端机的输出光功率 2、测试数字光发端机的消光比 3、比较驱动电流的不同对输出光功率和消光比的影响三、预备知识三、预备知识 1、输出光功率和消光比的概念四、实验仪器四、实验仪器 1、ZY12OFCom13BG3 型光纤通信原理实验箱1 台 2、FC 接口光功率计1
2、台 3、FC/PC-FC/PC 单模光跳线1 根 4、万用表1 台 5、850nm 光发端机（可选）1 个 6、ST/PC-FC/PC 多模光跳线（可选）1 根 7、连接导线 20 根五、实验原理五、实验原理 光发送机是数字光纤通信系统中的三大组成部分（光发送机、光纤光缆、光接受机） 之一。其功能是将电脉冲信号变换成光脉冲信号，并以数字光纤通信系统传输性能所要求 的光脉冲信号波形从光源器件组件的尾纤发射出去。 光发送机的指标有如下几点： 1、输出光功率：输出光功率必须保持恒定，要求在环境温度变化或 LD 器件老化的过 程中，其输出光功率保持不变，或者其变化幅度在数字光纤通信工程设计指标要求的范
3、围 内，以保证其数字光纤通信系统能长期正常稳定运行。 输出光功率是指给光发端机的数字驱动电路送入一伪随机二进制序列作为测试信号， 用光功率计直接测试光发端机的光功率，此数值即为数字发送单元的输出光功率。 输出光功率测试连接如图 9-1 所示。图图 9-19-1 输出光功率测试连接示意图输出光功率测试连接示意图根据 CCITT 标准，信号源输出信号为表 9-1 所规定的要求。表表 9-19-1 信号源输出信号要求信号源输出信号要求数字率（kbit/s）伪随机测试信号204821518448215134368223113926422312、消光比：消光比定义式如下式 4-1，P0是给光发端机的数字
4、驱动电路发送全“0” 码，测得的光功率，P1是给光发端机的数字驱动电路发送全“1”码，测得的光功率，将 P0，P1代入公式：（9-01lg10PPEXT 1） 即得到光发端机的消光比。 消光比的值与光源工作电流有一定的关系，一般当发送“0”时，工作电流应在阀值附 近，实验时可调节相应的驱动电流值。 光通信系统一般要求消光比越大越好，但是不可过大或过小，消光比太大，即预偏置 电流太小或没有，影响通信系统传输速率；消光比太小，则调制深度浅，有用光功率比例 减小，影响系统灵敏度。3、光脉冲的响应时间及开通延迟时间必须远小于每个码元的时隙，以便),(frtt)(dt使光脉冲成为传输数字信号的准确重现。
5、在实验一中，给出了激光器的参考指标，有一项即为。该项指标不是本实验的frtt重点，老师如感兴趣，可参阅其他书籍。 4、输出光脉冲无张弛振荡和自脉动 当调制速率较高时，输出光脉冲可能会出现张弛振荡。这时必须在电路上加以阻尼， 以便使光发送机能正常工作。输出光脉冲上出现自脉动与 LD 的输出特性曲线上出现扭折有 关。 该项指标也不是本实验的重点，老师如感兴趣，可参阅其他书籍。 5、LD 的辐射波长必须保持恒定 当调制速率高达数 Gbit/s 时，LD 的辐射波长在调制脉冲的上升沿时向短波长漂移， 而在脉冲下降沿时则向长波长漂移，这种现象称为 Chirp 效应。它严重恶化数字光纤通信 系统的传输质量
6、，限制通信的中继距离。在高速以至超高速的光发送机中应该对此采取相 应有效的解决措施，以便实现大容量长距离的数字光纤通信。 该项指标也不是本实验的重点，老师如感兴趣，可参阅其他书籍。 对于实验设备而言，调制速率较低，不可能上 G，所以第一、第二项指标是本实验的 重点。六、实验注意事项六、实验注意事项 1、由于光源，光功率计等光学器件的插头属易损件，应轻拿轻放，使用时切忌用力过 大。2、不可带电拔插光电器件，要拔插光电器件，须先关闭电源后进行。七、实验步骤七、实验步骤 、1550nm1550nm 数字光发端机平均光功率及消光比测试数字光发端机平均光功率及消光比测试 1、连接导线：PCM 编译码模块
7、 T661 与 CPLD 下载模块 T983 连接，T980 与 1550nm 光发 模块输入端 T151 连接 2、用 FC-FC 光纤跳线将 1550T 输出端与 FC 接口光功率计连接，形成输出光功率测试 系统。 3、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关 K01，K02，五个发光二极管全亮。4、接通 PCM 编译码模块(K60)、CPLD 模块（K90）和光发模块(K15)的直流电源。 5、将光功率计调至 1550 波长档，用光功率计测量此时光发端机的光功率，即为光发 端机的输出光功率。 6、关闭各直流电源开关，拆除导线，连接导线 T504 与 T151，将数字信号拨为全“1” ，
8、 测得此时光功率为 P1，将数字信号拨为全“0” ，测得此时光功率为 P0。 7、将 P1，P0 代入公式 9-1 式即得 1550nm 数字光纤传输系统消光比。 8、依次关闭各电源，拆除导线，拆除光纤跳线，将实验箱还原。 、1310nm1310nm 数字发端机输出光功率及消光比测试数字发端机输出光功率及消光比测试 1、连接导线：PCM 编译码模块 T661 与 CPLD 下载模块 T983 连接，T980 与 1310nm 光发 模块输入端 T101 连接。 2、用 FC-FC 光纤跳线将 1310T 输出端与光功率计连接，形成输出光功率测试系统。 3、将拨码开关 BM1、BM2 和 BM3
9、 分别拨到数字、1310nm 和 1310nm。 4、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关 K01，K02，五个发光二极管全亮。5、接通 PCM 编译码模块(K60)、CPLD 模块（K90）和光发模块(K10)的直流电源。 6、用万用表监控 R110 两端电压（红表笔插 T103，黑表笔插 T104） ，调节电位器 W101，使半导体激光器驱动电流为 25mA。 7、将光功率计调至 1310 波长档，用光功率计测量此时光发端机的光功率，即为光发 端机的输出光功率。 8、关闭各直流电源开关，拆除导线，连接导线 T504 与 T101，将数字信号拨为全“1” ， 测得此时光功率为 P1，将
10、数字信号拨为全“0” ，测得此时光功率为 P0。 9、将 P1，P0代入公式 9-1 式即得 1310nm 数字光纤传输系统消光比。 10、重复 6-9 步，调节电位器 W101，调节驱动电流大小为下表中数值时，测得的输出 光功率及消光比填入下表。 11、依次关闭各电源，拆除导线，拆除光纤跳线，将实验箱还原。 表表 9-29-2 实验结果实验结果驱动电流（mA）510152025 平均光功率（uW）P1（uW）P0（uW）消光比(dB)八、实验报告八、实验报告 1、字迹工整，原理分析透彻 3、记录光发端机的输出光功率，通过实验数据计算光发端机的消光比 4、比较不同驱动电流下的输出光功率及消光比，确定驱动电流取多大时，1310nm 光发送系统更符合传输要求 5、比较 850nm、1310nm 及 1550nm 数字光发送系统输出光功率及消光比，并分析系统 性能指标 6、对实验结果以及误差分析正确九、思考题九、思考题 1、输出光功率大小对光纤通信系统有何影响？ 2、消光比大小对光纤通信系统传输特性有何影响？ 1、 如何确定数字光纤通信系统的驱动电流？
