实验五波分复用(WDM)光纤通信系统

1、实验五波分复用（WDM光纤通信系统一、实验目的1、熟悉波分复用器的使用方法。2、掌握波分复用技术及实现方法。二、实验内容1、了解波分复用技术原理。2、掌握波分复用技术在光纤通信中的应用。三、实验原理波分复用（WDM技术，就是为了充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源， 根据每一信道光波的波长（或频率）不同，可以将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道， 把光波作为信号的载波，在发送端利用波分复用器（合波器），将不同波长的信号光载波合并起来，送入一根光纤中进行传输；在接收端再由另一波分复用器（分波器），将这些不同波长承载不同信号的光载波分开，实现一根光纤中同时传输几个不同波长的光信号。由于不同波长

2、的光载波信号可以看作互相独立的（不考虑光纤非线性时），从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输，以增加光纤传输系统的信息容量。波分复用系 统原理框图如图5-1所示。图5-1波分复用系统原理框图1 41 #作为波分复用器的单模光纤耦合器可单向运用，也可双向运用。在单向运用时，如 图5-2所示。两个不同波长的光载波信号分别从端口2、3注人，则输出端口 1中有两个不同波长光波信号的合成输出，这是合波器；反之，从端口1注入两个不同波长的合成光波信号，输出端口 2、3分别有不同波长的光载波信号输出，这是分波器；合波器、分 波器分别应用在波分复用光纤传输系统的发送端和接收端。1 2 C1图5-2波分复用

3、器单向运用传输系统5-3所示,在双向运用时，正方向和反方向所传输的光载波信号的波长不同，如图1 #两个波分复用器分别置于双向光纤传输系统的两端。图5-3波分复用器双向运用传输系统1 51 #考虑到单模光纤在波长为 1310nm附近具有最低色散，且在波长为 1550nm附近具有 最低损耗。 本实验的方案是：波分复用系统中两个光载波的波长分别采用1310nm和1550nm=实验原理框图分别如图 5-4 ( A B、C、D)所示。(A)双模拟信号的波分复用传输系统(B)模拟信号、数字信号的波分复用传输系统(C)双数字信号的波分复用传输系统数字数字 信号源1CMI编码131unm光发送 模块1310波

4、 分波 分13101310nm光接收 模块CMI译码输出复13/15复用用数字数字CMI1550nm1550器器15501550nmCMI输出信号编码光发送12A光接收>译码1 »源2模块模块（D） 双数字信号的CMI编码波分复用传输系统图5-4 波分复用系统实验原理框图四、实验仪器及器件1、光纤通信实验仪2、双通道示波器3、波分复用器4、光跳线若干条五、实验步骤注意：1 波分复用器属易损器件，应轻拿轻放。2 光器件连接时，注意要用力均匀。第一部分：双模拟信号的波分复用（图 5-4-A ）:1、电路实验导线的连接：关闭实验仪电源，用导线将1310nm光端机的模拟信号源中的正弦波

5、输出端与1310nm光发送模块的模拟信号输入端口（ P203）连接；将1550nm光端机的模拟信号源中的正弦波输出端与1550nm光发送模块的模拟信号输入端口（P203）连接； 分别将两个光发送模块中的开关（S200）拨向模拟传输端。2、光路部分的连接：a. 取下1310nm光发端口（ TX ）和光收端口（ RX）上的红色橡胶防尘帽；b. 取一只波分复用器，将其双光纤端的橡胶防尘帽取下；c. 用光跳线将波分复用器的1310端口与1310nm光发送端口 （1310nm TX）的法兰盘对接，即：将光纤小心地插入法兰盘，在插入的同时保证光跳线的凸起部分与 法兰盘凹槽完全吻合，然后拧紧固定帽即可；d.

6、 同样用光跳线将波分复用器的1550端口与1550nm光发送端口 （1550nm TX）的法兰盘对接。e. 取另一只波分复用器，用光跳线将波分复用器的1310端口与1310nm光接收端口 （1310nm RX）的法兰盘对接，波分复用器的1550端口与1550nm光接收接口（1550nm RX）的法兰盘对接。f. 分别将两只波分复用器单光纤端的橡胶防尘帽取下，用光跳线将它们连接好。3、 接通实验仪电源，用双通道示波器观察并记录1310nm光接收模块的模拟信号输出端口（ P200）与1310nm光发射模块的模拟信号输入端口（P203）的波形；同样用双通道示波器观察并记录1550nm光接收模块的模拟

7、信号输出端口（P200）与1550nm光发射模块的模拟信号输入端口（ P203）的波形，分别调整两个光接收模块的可调电位器（R257、R242）及光发送模块的可调电位器（R277、R258）,使输出波形达到最好。第二部分：模拟信号/数字信号的波分复用（图 5-4-B）：1电路实验导线的连接：关闭实验仪电源，用导线将1310nm光端机的模拟信号源中的正弦波输出端与1310nm光发送模块的模拟信号输入端口（ P203）连接，将光发送模块中的开关 （S200）拨向模拟传输端；用导线将155Onm光端机的固定速率数字信号源的BS （或FS）输出端口与1550nm光发送模块的数字信号输入端口（P202）

8、连接，将光发送模块中的开关（S200）拨向数字传输端。2、光路部分的连接，与第一部分的连接相同。3、 接通实验仪电源，用双通道示波器观察并记录1310 nm光接收模块的模拟信号输出端口（ P200）与1310nm光发送模块的模拟信号输入端口（P203）的波形；同样用双通道示波器观察并记录1550nm光接收模块的数字信号输出端口（ IC202 ）与155Onm光发送模块的数字信号输入端口（ P202）的波形，分别调整两个光接收模块的可调电位器（R257、R242），使输出波形达到最好。第三部分：双数字信号的波分复用（图 5-4-C ）：1、电路实验导线的连接：关闭实验仪电源，用导线将1310nm

9、光端机的固定速率数字信号源的FS （或BS输出端口与1310nm光发送模块的数字信号输入端口（P202）连接，将光发送模块中的开关（S200）拨向数字传输端；用导线将1550nm光端机的固定速率数字信号源的BS（或FS）输出端口与1550nm光发送模块的数字信号输入端口（P202）连接，将光发送模块中的开关（S200）拨向数字传输端。2、光路部分的连接，与第一部分的连接相同。3、 接通实验仪电源，用双通道示波器观察并记录1310nm光接收模块的数字信号输出端口（ IC202 ）与1310nm光发送模块的数字信号输入端口（P202）的波形；同样用双通道示波器观察并记录1550nm光接收模块的数字

10、信号输出端口（IC202 ）与1550nm光发送模块的数字信号输入端口（P202）的波形，分别调整两个光接收模块的可调电位器（R257、R242），使输出波形达到最理想状态。第四部分：双数字信号经 CMI编码的波分复用（图 5-4-D ）：1、电路实验导线的连接：a. 关闭实验仪电源，用导线连接1310nm光发送模块的数字信号输入端口（P202）和CMI模块的编码输出端口（ CMI OUT1）,用导线连接1310 nm光接收模块的数字 信号输出端口（ IC202 ）和CMI模块的译码输入端口（ CMI IN1 ），将光发送模块中 的开关（S200）拨向数字传输端；同样用导线连接1550nm光发

11、送模块的数字信号输入端口（ P202）和CMI模块的编码输出端口（ CMI OUT2,用导线连接1550nm 光接收模块的数字信号输出端口（ IC202）和CMI模块的译码输入端口（ CMI IN2），将光发送模块中的开关（S200）拨向数字传输端。b. 连接1310nm光端机的固定速率数字信号源的FS输出端口与CMI模块的编码输入端口 （ D_IN1）;连接1550nm光端机的固定速率数字信号源的BS输出端口与CMI模块的编码输入端口（ D_IN2）。2、光路部分的连接，与第一部分的连接相同。3、 接通实验仪电源，用双通道示波器观察并记录1310nm光接收模块的数字信号输出端口（ IC202 ）与1310nm光发送模块的数字信号输入端口（P202）的波形；用双通道示波器观察并记录 1550nm光接收模块的数字信号输出端口（IC202 ）与1550nm光发送模块的数字信号输入端口（P202）的波形，分别调整两个光接收模块的可调电位器（R257、R242），使输出波形达到最好。4、 用双通道示波器观察并记录1310nm光端机CMI模块的译码输出端（D_OUT1和1310nm光端机CMI模块的编码输入端口（ D_IN1）的波形；同样用双通道示波器观察并记录1550nm光端机CMI模块的译码输出端（D_OUT2和1550nm光端机C