實(shí)驗(yàn)一 光纖通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱介紹、光無(wú)源器件使用

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1、實(shí)驗(yàn)一光纖通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱介紹、光無(wú)源器件使用一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、光纖跳線的識(shí)別與使用2、正確連接光發(fā)送模塊與光纖跳線3、正確連接光收發(fā)模塊與光纖跳線4、正確連接光收發(fā)一體模塊與光纖跳線5、正確使用的常見(jiàn)的2×2光纖星型耦合器二、工作原理（一）光纖及跳線由光纖的結(jié)構(gòu)可知，光纖由高折射率的纖芯和低折射率的包層組成，這樣的光纖常稱為裸光纖。為了防止受外界的溫度、外力等對(duì)光纖的光學(xué)特性的影響實(shí)際的光纖常常被涂覆，同時(shí)為了好區(qū)分還著色。這樣的光纖被稱為涂覆光纖，一般盤繞在一個(gè)圓的繞線盤如下圖1所示，這就是我們通常

2、能看到的光纖。圖1成品光纖經(jīng)過(guò)一次涂覆或二次套塑的光纖，其抗拉強(qiáng)度還是經(jīng)不起實(shí)用場(chǎng)合的彎曲、扭曲和側(cè)壓力的影響。為此欲使成品光纖達(dá)到工程應(yīng)用的要求，光纖單根或多根光纖必須經(jīng)過(guò)像電纜那樣的成纜工藝，制成光纜適應(yīng)不同工程應(yīng)用的要求。光纖跳線一般是單元芯成品光纖經(jīng)松套塑成纜，通常也稱單芯光纜。主要應(yīng)用于用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)、機(jī)房?jī)?nèi)，其長(zhǎng)度通常為1米、3米、5米不等。分為單模和多模光纖跳線。其光學(xué)參數(shù)如下表1和表2所示。表1單模光纖跳線光學(xué)特性典型衰減，@1310nm≤0.34dB/km典型衰減，@1550nm≤0.

3、20dB/km零色散波長(zhǎng)1300-1324nm2零色散斜率≤0.092ps/（nm·km）模場(chǎng)直徑（MFD）@1310nm9.2±0.4μm偏振模色散單根光纖最大值≤0.2ps/√km（PMD）鏈路最大值≤0.12ps/√km截止波長(zhǎng)λcc≤1260nm有效群折射率（Neff）@1310nm1.4675有效群折射率（Neff）@1550nm1.4680宏彎損耗（60mm直徑，100圈）@1550nm≤0.1dB表2多模光纖跳線光學(xué)特性光纖等級(jí)ABC衰減（dB/km）@850nm波長(zhǎng)≤2.40≤2.5

4、0≤2.80@1300nm波長(zhǎng)≤0.55≤0.70≤0.90帶寬(MHz.km)@850nm波長(zhǎng)≥500≥400≥200@1300nm波長(zhǎng)≥1000≥800≥400數(shù)值孔徑0.20±0.02（二）光發(fā)送模塊光發(fā)送模塊是在光發(fā)送組件基礎(chǔ)上出現(xiàn)的具有實(shí)用化的多功能組件。模塊和組件在英文(module)的詞意上沒(méi)有多大的區(qū)別，然而，業(yè)內(nèi)人士為了對(duì)單管、組件和模塊能夠清晰劃分，故把單管、組件和模塊注以量和質(zhì)的概念。單管器件好理解，而組件和模塊難以區(qū)分，按照權(quán)威機(jī)構(gòu)Bellcore的劃分，把組件和模塊的含義加

5、以區(qū)分，區(qū)分的依據(jù)是在一個(gè)相對(duì)緊密的結(jié)構(gòu)中包含了多少元器件或電路塊，即相對(duì)緊密結(jié)構(gòu)的集成單元數(shù)量，小的集成單元數(shù)稱之為組件，大的集成單元數(shù)稱之為模塊。分為L(zhǎng)ED模塊和LD模塊Agilent（安捷倫）公司提供的LED模塊，實(shí)物圖片如圖2所示。其性價(jià)比較好，在中國(guó)擁有眾多的用戶。廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信、工業(yè)控制等領(lǐng)域。圖2HFBR1414的實(shí)物?以太網(wǎng)和令牌環(huán)要要求應(yīng)用特點(diǎn)：?低價(jià)格的LED；ST,SMA,SCorFC封裝?波長(zhǎng)820/1300nm；速率達(dá)160MBit/s?鏈路長(zhǎng)度2.7km?光纖：50/

6、125mm,62.5/125mm,100/140mm,and200mmHCSFiber?ST連接損耗典型值＜0.2dB?獨(dú)特的光口設(shè)計(jì)耦合效率高?無(wú)特殊安裝要求?工作溫度：-40oCto+85oC?AlGaAs材料；高可靠性（三）光接收模塊光接收機(jī)組件的功能是將經(jīng)光纖傳送的光信號(hào)經(jīng)組件內(nèi)的光電二極管還原成電信號(hào)。因此光接收機(jī)組件的核心是光電二極管和放大光電二極管輸出的前置放大器。一個(gè)最簡(jiǎn)單的光接收組件就是將光電二極管和前置放大器組裝在一個(gè)密封容器所形成的組件。為了輸入和輸出有良好的阻抗匹配，組件內(nèi)還

7、需配置阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。為了光電二極管工作，還需配置直流偏置電路。為避免光返回光纖，在組件內(nèi)還采取防反射措施。與半導(dǎo)體激光器組件不同的是光電二極管一般都不需要致冷器。圖3是光接收組件的框圖。V＝+15.0VV＝（優(yōu)化的）V＝+5.0Vpdggcc圖3光接收組件的框圖組件中的光電二極管可以是PIN也可以是APD，究竟采用PIN還是APD，要視應(yīng)用場(chǎng)合而定。一般來(lái)說(shuō)，PIN光電二極管具有較好的光電轉(zhuǎn)換線性度、不需要高的工作電壓、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。APD最大的優(yōu)點(diǎn)是它具有載流子倍增效應(yīng)，其探測(cè)靈敏度特別高，但

8、需要較高的偏置電壓和溫度補(bǔ)償電路。從簡(jiǎn)化光接收機(jī)電路考慮，一般情況下多喜歡采用PIN光電二極管作光探測(cè)器。前置放大器的主要作用是保持探測(cè)的電信號(hào)不失真的放大和保證噪聲最小，一般采用場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）。Agilent（安捷倫）公司提供的LED模塊，實(shí)物圖片如圖4所示。其性價(jià)比較好，在中國(guó)擁有眾多的用戶。廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信、工業(yè)控制等領(lǐng)域。圖4HFBR2416的實(shí)物圖?以太網(wǎng)和令牌環(huán)要要求應(yīng)用特點(diǎn)：?低價(jià)格的LED?ST,SMA,SCorFC封裝?波長(zhǎng)820/1300