光纤通信实训报告

-1-《通信技术》实训报告专业：应用电子技术班级：电子092姓名：郑升指导教师：崔春雷学号：06-2-第一章引言《光通信实训》是通信工程专业本科教学中的一门实践环节课。通过实践学习有关光通信的知识，增强实践经验以补充课堂教学的不足；使学生掌握光纤通信原理的基础上，掌握光传输设备的使用和维护技能，为学生从事光纤通信技术工作提供帮助，为学生进入工作岗位打下良好的基础。以通信基础知识、数字通信原理基础知识、通信工程安装工艺方面的基础知识、计算机的网络基础知识、通信网络组网优化等知识,蕴含在通信实训的教学设备之中,设计规划实训基地应该对学生的知识应用要求有所渗透和表现。这些内容对通信技术专业知识要求应该是必备的。在光通信实训中渗透专业基础知识,在动手中增强学生的实践能力,在实训中提高学生的专业知识和逻辑思维。通过光通信实训，掌握光纤通信实验箱和华为光传输设备的基本工作原理；掌握EBRIDGE平台的使用方法；培养分析、解决问题的能力；提高工程实践能力；深化理论知识，增强理论联系实际的能力，同时获得从事专业实际工作和进行科学研究的初步能力。通过ＳＤＨ传输网实训，掌握SDH基本网络结构、SDH环自愈环网以及SDH链的工作原理，包括正常和故障两种情况；掌握华为光传输设备结构及工作原理；掌握EBRIDGE平台的使用和业务配置操作过程；利用EBRIDGE平台完成SDH环的配置，具有自愈功能，并完成各相邻节点之间1个2M业务的；对系统进行调试并分析实验结果。-3-第二章实训内容2.1实验一：语音信号光纤传输实验一、实验目的1、了解模拟信号光纤系统的通信原理2、了解完整的模拟信号光纤通信系统的基本结构3、熟悉语音信号处理模块二、实验内容1、各种模拟信号LD模拟调制：语音信号（外输入语音信号）三、实验仪器1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱1台2、20MHz双踪模拟示波器1台3、万用表1台4、FC/PC-FC/PC单模光跳线1根5、音频线（可选）1根6、语音信号、外输入语音信号源（可选收音机，手机，PC机等）1套7、连接导线8根四、实验原理语音信号光纤传输系统主要有以下几部分组成，如图3-1所以：信号处理单元光发送器件语音信号光接收器件信号处理单元测试端口光纤图1—1语音信号光纤传输系统框图五、注意事项1、光源、光跳线等光学仪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。六、实验步骤1、连接导线：将T251与T261相连接，测试是否有语音信号，如果有，再将T251与T111连接，T121与T261连接。2、用FC-FC光纤跳线将1310nm光发端机（1310nmT）与1310nm光收端机（1310nmR）连接起来。3、将拨码开关BM1、BM2和BM3分别拨到模拟、1310nm和1310nm档。K121拨下。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、打开语音信号处理模块电源开关，调节音量（W261），判断光纤传输音乐信号效果（用示波器观察各测试点波形）。6、用万用表监控R110两端电压（红表笔插T103，黑表笔插T104），调节半导体激光器驱动电流（W112），使之小于25mA。-4-七、实验总结2.2实验二：模拟电话光纤传输系统实验一、实验目的1、了解电话及语音信号通过光纤传输的全过程2、掌握模拟电话光纤传输的工作原理二、实验内容1、模拟电话光纤传输系统实验三、实验仪器1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱1台2、20MHz双踪模拟示波器1台3、FC/PC-FC/PC单模光跳线1根4、电话机2部5、万用表1台6、连接导线8根四、实验原理对于局间通信来说，电话语音通信具有举足轻重的作用。以电话通信网络为载体，各种模拟（或数字）信号的传输系统已经商业化。如电话、传真、拨号网络通信等业务都是在局间电话网上实现的。图2-1电话模拟光纤传输模拟电话光纤传输，即电话用户接口输出的模拟信号直接送入光纤模拟信号传输信道，从而实现两部电话的通话（由于模拟信号无法直接进行时分复用，因此模拟电话光纤传输只能传输一路电话语音信号，另一路电话语音信号直接用连接导线代替光纤），实验方框图如图2-1所示。五、实验步骤1、调节电位器，使1310nm光纤通信系统能够正常传输模拟信号。2、连接导线：电话用户接口模块T401与光发模块T111连接，T412与T121连接，T402与T411连接，并在电话甲、电话乙口分别接上电话机。3、用FC-FC光纤跳线将1310nm光发端机（1310nmT）与1310nm光收端机（1310nmR）连接起来，组成1310nm光纤传输系统。4、将拨码开关BM1、BM2和BM3分别拨到模拟、1310nm和1310nm。5、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。6、接通电话用户接口模块(K40，K41)、光发模块(K10)的直流电源。7、用万用表监控R110两端电压（红表笔插T103，黑表笔插T104），调节半导体激光器驱动电流（W101），使驱动电流小于25mA。8、用示波器测试话音信号的波形（由于话音信号的波形比较复杂，所以可选用双音多频信号的按键音来观察测试点的波形），并做记录。注释：若模拟电话光纤传输时有噪声，可根据模拟信号光纤传输步骤进行调试，使系统传输2K正弦波，当输出（T121）幅度为1V且无明显失真时即可。9、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还原。六、实验报告1、记录实验过程中各点的波形。-5-2、对实验结果和误差分析正确七、思考题1、能否用一根光纤传输两路模拟信号，如果可以，如何实现？如果不行，说明理由。2．3实验三：数字信号光纤传输实验一、实验目的1、了解数字信号光纤传输系统的通信原理2、掌握完整数字光纤通信系统的基本结构二、实验内容1、观察各种数字信号在LD（1310nm/1550nm）光纤传输系统中的波形三、实验仪器1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱1台2、20MHz双踪模拟示波器1台3、万用表1台4、FC/PC-FC/PC单模光跳线1根5、连接导线8根四、实验原理数字光纤通信近几年来正以惊人的速度向越来越广泛的应用领域和更高级阶段发展。大容量、长距离的数字光纤通信传输系统正在逐步取代传统的电缆传输通信系统，同时，数字光纤长途干线通信正在向标准同步数字系列的方向发展。随着程控数字交换的发展，交换与传输的数字化，又使竖子光纤通信向用户系统发展。数字光纤通信之所以发展得如此迅速，是因为数字光纤通信与传统的电缆传输通信相比具有明显的优势。如传输带宽很宽，通信容量大，中继距离长，保密性很好，投资少，见效快，管理维护方便等许多优点。图3-1数字光纤通信传输的基本原理图数字光纤通信的基本原理是将数字通信中的数据传输信号首先经过电—光变换成光脉冲数字信号，然后通过光纤光缆传输到数字通信的对方，最后再经过光—电变换、放大、均衡与定时再生成数据传输信号，这一变换如图3-1所示，图中的光发送机完成电—光变换后由光源器件（激光器—LD或者发光二极管—LED）发射光脉冲信号。光接收机完成光—电变换，即由光检测器把光信号变换成电信号！数字信号的光源驱动电路与模拟驱动电路原理有一定的区别。半导体激光器是利用其在有源区中受激发射的器件，只有在工作电流超过阈值电流的情况下，才会输出激光（相干光），因而是有阈值的器IthIbImIP图3-2LDP-I特性曲线、调制波形-6-件。图3-2为LD的P-I特性曲线及调制波形，图中的thI为LD的阈值电流。由图可见调制LD光源器件发光必须是直流偏置电流bI和信号电流（即调制电流mI）的共同作用。本实验利用光纤对各种数字信号进行传输，以了解和熟悉光纤传输数字信号系统的组成。用双踪示波器观察光发模块与光接收模块各点的波形，并进行比较。数字信号有脉冲信号、NRZ码，CMI码。在电路驱动上，数字驱动电路采用射极耦合驱动电路。所有数字信号先经过电平转换，进行直流偏置后直接幅度调制到激光器中。其驱动电路如图3-4所示。数字信号光纤传输系统组成框图如图3-3所示，对原始数字信号产生模块的信号进行各种不同方式的编码和译码，然后通过光纤传输，在测试端口观测输出端的信号波形，并且比较发光二极管的数字驱动与半导体激光器数字驱动效果的异同。以下是原理图分析R101R102R103R105R106R104BG101VCCVCCVCC1/AOUT2AOUT3/AIN4AIN5/BOUT6BOUT7VEE8/BIN9BIN10VBB11/CIN12CIN13/COUT14COUT15VCC116U1011T101R107BG102W101TP101TP102R108R110R10933112244LD1311T1031T104图3-4半导体激光器射级耦合数字驱动电路该种驱动电路由双管驱动，名为射极耦合点流开关电路。其开关转换时间短，相对于单管而言响应速度快，应用非常普遍。五、注意事项1、光源、光跳线等光学仪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。六、实验步骤LD数字信号调制实验1、用FC-FC光纤跳线将1310nm光发端机（1310nmT）与1310nm光收端机（1310nmR）连接起来，组成1310nm光纤传输系统。2、连接导线：数字信号源T504与光发模块T101连接，将数字信号源模块K511拨到上面。注释：拨上面，则码型速率为64K；拨下面，则码型速率为256K。3、将拨码开关BM1、BM2和BM3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、接通数字信号源模块(K50)、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），调节半导体激光器驱动电流（W101），使之小于25mA。注释：万用表的读数就是激光器的驱动电流。7、调节电位器W121，使得TP121处波形幅度大于3.5V，用示波器观察TP101，TP102和TP121波形，观察数字信号光纤传输调制过程。8、将数字信号源模块K511拨到下面，观察各点波形变化。测试端口图3-3数字信号光纤传输系统组成框图原始信号信号处理单元光发端机光收端机信号处理单元编码译码光纤-7-注释：拨下面，则码型速率为64K；拨上面，则码型速率为256K。9、改变数字信号源模块拨码开关状态，观察各测试点波形变化。10、改用实验箱中其他码型的数字信号进行上述步骤，观察各种码型的波形（PCM编码信号，CMI编码信号，脉冲信号等）。11、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还原。12、可选用1550nm光发射接收机重复以上实验。七、实验报告1、记录并画出LD（1310nm/1550nm）数字信号调制过程中各测试点波形2、对实验结果以及误差的分析正确八、思考题1、画出光纤传输数字信号实验框图，并简述数字信号光纤传输过程。2.4实训总结实践是验证真理的唯一条件，为期两个星期的光纤通信实训，使我粗略了解了光纤通信实验箱和华为光传输设备的基本工作原理；掌握EBRIDGE平台的使用方法。但是唯一不足的地方就是因为器材有限，至致使我们无法每个人以个人为单位，所以我们基本上都是以小组的形式完成每个实验！充分地利用了团体的合作能力！大家相互帮助，相互交流，相互学习，相互提升！把我们每一次的实验都做到最完美！TP101TP102TP121图3-5以方波为例TP101、TP102、TP121各点的波形