GQC_光纤通信特性实验仪实验说明书_-09-24

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ZKY-GQC

光纤特性及传输实验仪

实验指导及操作说明书

成都世纪中科仪器有限公司

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光纤特性及传输实验

在现代通信技术中，为了避免信号互相干扰，提高通信质量与通信容量，通常用信号对载波进行调制，用载波传输信号，在接收端再将需要的信号解调还原出来。不管用什么方式调制，调制后的载波要占用一定的频带宽度，如音频信号要占用几千赫兹的带宽，模拟电视信号要占用8兆赫兹的带宽。载波的频率间隔若小于信号带宽，则不同信号间要互相干扰。能够用作无线电通信的频率资源非常有限，国际国内都对通信频率进行统一规划和管理，仍难以满足日益增长的信息需求。通信容量与所用载波频率成正比，与波长成反比，目前微波波长能做到厘米量级，在开发应用毫米波和亚毫米波时遇到了困难。光波波长比微波短得多，用光波作载波，其潜在的通信容量是微波通信无法比拟的，光纤通信就是用光波作载波，用光纤传输光信号的通信方式。

与用电缆传输电信号相比，光纤通信具有通信容量大，传输距离长，价格低廉，重量轻易敷设，抗干扰，保密性好等优点，已成为固定通信网的主要传输技术，帮助我们的社会成功发展至信息社会。

【实验目的】

了解光纤通信的原理及基本特性。

测量激光二极管的伏安特性，电光转换特性。

测量光电二极管的伏安特性。

基带（幅度）调制传输实验。

频率调制传输实验。

音频信号传输实验。

数字信号传输实验。

【实验仪器】

光纤特性及传输实验仪，示波器

【实验原理】

光纤

光纤是由纤芯，包某某，防护层组成的同心圆柱体，横截面如图1所示。纤芯与包某某材料大多为高纯度的石英玻璃，通过掺杂使纤芯折射率大于包某某折射率，形成一种光波导效应，使大部分的光被束缚在纤芯中传输。若纤芯的折射率分布是均匀的，在纤芯与包某某的界面处折射率突变，称为阶跃型光纤。若纤芯从中心的高折射率逐渐变到边缘与包某某折射率一致，称为渐变型光纤。若纤芯直径小于10μm，只有一种模式的光波能在光纤中传播，称为单模光纤。若纤芯直径50μm左右，有多个模式的光波能在光纤中传播，称为多模光纤。防护层由缓冲涂层，加强材料涂覆层及套塑层组成。通常将若干根光纤与其它保护材料组合起来构成光缆，便于工程上敷设和使用。

衡量光纤性能好坏的主要是它的损耗特性与色散特性。

损耗特性决定光纤传输的中继距离。光在光纤中传输时，由于材料的散射，吸收，会使光信号衰减，当信号衰减到一定程度时，就必需对信号进行整形放大处理，再进行传输，才能保证信号在传输过程中不失真，这段传输的距离叫中继距离，损耗越小，中继距离越长。光纤的损耗与光波长有关，通过研究发现，石英光纤在0.85，1.30，1.55μm附近有3个低损耗窗口，实用的光纤通信系统光波长都在低损耗窗口区域内。

损耗用损耗系数表示。光在有损耗的介质中传播时，光强按指数规律衰减，在通信领域，损耗系数用单位长度的分贝值（dB）表示，定义为：

（dB/km）（1）

已知损耗系数，可计算光通过任意长度L后的强度：

（2）

上两式中，L是传播距离内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。能正常接收。

【实验注意事项】

光学器件属于昂贵易损器件，所以在实验操作过程中应加倍小心，防止光学器件的损坏，为了保证实验顺利地进行，请注意以下事项：

1、本实验需要经常联接和断开光跳线（尾纤）与光发射器、光检测器，应轻拿轻放，使用时切忌用力过大。

2、实验完毕后，请立即将防尘帽盖住光纤输入、输出端口，用光纤端面防尘盖盖住光纤跳线端面，防止灰尘进入光纤端面而影响光信号的传输。

3、若不小心把光纤输出端的接口弄脏，需用酒精棉球进行清洗。

4、光纤跳线接头应妥善保管，防止磕碰，使用后及时戴上防尘帽。

5、不要用力拉扯光纤，光纤弯曲半径一般不小于30mm，否则可能导致光纤折断。

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