實驗一 光纖通信系統(tǒng)實驗箱介紹、光無源器件使用

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1、實驗一光纖通信系統(tǒng)實驗箱介紹、光無源器件使用一、實驗內容1、光纖跳線的識別與使用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構可知，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、外力等對光纖的光學特性的影響實際的光纖常常被涂覆，同時為了好區(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成品光纖經過一次涂覆或二次套塑的光纖，其抗拉強度還是經不起實用場合的彎曲、扭曲和側壓力的影響。為此欲使成品光纖達到工程應用的要求，光纖單根或多根光纖必須經過像電纜那樣的成纜工藝，制成光纜適應不同工程應用的要求。光纖跳線一般是單元芯成品光纖經松套塑成纜，通常也稱單芯光纜。主要應用于用實驗室內、機房內，其長度通常為1米、3米、5米不等。分為單模和多模光纖跳線。其光學參數(shù)如下表1和表2所示。表1單模光纖跳線光學特性典型衰減，@1310nm≤0.34dB/km典型衰減，@1550nm≤0.

3、20dB/km零色散波長1300-1324nm2零色散斜率≤0.092ps/（nm·km）模場直徑（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多模光纖跳線光學特性光纖等級ABC衰減（dB/km）@850nm波長≤2.40≤2.5

4、0≤2.80@1300nm波長≤0.55≤0.70≤0.90帶寬(MHz.km)@850nm波長≥500≥400≥200@1300nm波長≥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)送組件基礎上出現(xiàn)的具有實用化的多功能組件。模塊和組件在英文(module)的詞意上沒有多大的區(qū)別，然而，業(yè)內人士為了對單管、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的概念。單管器件好理解，而組件和模塊難以區(qū)分，按照權威機構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)是在一個相對緊密的結構中包含了多少元器件或電路塊，即相對緊密結構的集成單元數(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LED模塊和LD模塊Agilent（安捷倫）公司提供的LED模塊，實物圖片如圖2所示。其性價比較好，在中國擁有眾多的用戶。廣泛應用于數(shù)據(jù)通信、工業(yè)控制等領域。圖2HFBR1414的實物?以太網和令牌環(huán)要要求應用特點：?低價格的LED；ST,SMA,SCorFC封裝?波長820/1300nm；速率達160MBit/s?鏈路長度2.7km?光纖：50/

6、125mm,62.5/125mm,100/140mm,and200mmHCSFiber?ST連接損耗典型值＜0.2dB?獨特的光口設計耦合效率高?無特殊安裝要求?工作溫度：-40oCto+85oC?AlGaAs材料；高可靠性（三）光接收模塊光接收機組件的功能是將經光纖傳送的光信號經組件內的光電二極管還原成電信號。因此光接收機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。一個最簡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，組件內還

7、需配置阻抗匹配網絡。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，在組件內還采取防反射措施。與半導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，要視應用場合而定。一般來說，PIN光電二極管具有較好的光電轉換線性度、不需要高的工作電壓、響應速度快等優(yōu)點。APD最大的優(yōu)點是它具有載流子倍增效應，其探測靈敏度特別高，但

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