实验一 多模光纤损耗测试实验
一、实验目的
1、了解光纤损耗的定义
2、学会用插入法测量多模光纤的损耗
二、实验内容
1、测量多模光纤的衰减 2、测量多模光纤的损耗
三、实验仪器
1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 1台 2、850nm 光发端机 1个 3、FC接口光功率计 1台 4、万用表 1台 5、ST-FC多模光跳线 1根 6、FC-FC多模光跳线 1根 7、扰模器 1台 8、小可变衰减器（或3km光纤） 1个 9、连接导线 20根
四、实验原理
1、损耗机理
在光纤的传输特性中，衰减是多模光纤和单模光纤共有的最重要的指标之一。它表明了光纤对光能的传输损耗，对光纤通信系统的中继距离有着决定性的影响。损耗的降低依赖于工艺的提高和对石英材料的研究。
本实验研究无源器件多模光纤的损耗。
对于光纤来说，产生损耗的原因较复杂，光能在光纤中传输时，除了由于吸收、散射而使光能损失外，由于成缆敷设造成的光纤微弯和宏弯曲，光纤的耦合和接续，都会使光能产生附加的损失。归纳起来，产生衰减的原因大致可以分为三大类：吸收损耗，散射损耗，附加损耗，具体如下：
（1）纤芯和包层物质的吸收损耗，包括石英材料的本征吸收和杂质吸收；
（2）纤芯和包层材料的散射损耗，包括瑞利散射损耗以及光纤在强光场作用下诱发的受激喇曼散射和受激布里渊散射；
（3）由于光纤表面的随机畸变或粗糙所产生的波导散射损耗； （4）光纤弯曲所产生的辐射损耗； （5）外套损耗。
这些损耗可以分为两种不同的情况：一是石英光纤的固有损耗机理，像石英材料的本征吸收和瑞利散射，这些机理限制了光纤所能达到的最小损耗；二是由于材料和工艺所引起的非固有损耗，它可以通过提纯材料或改善工艺而减小甚至消除其影响，如杂质的吸收、波导散射等。
光纤中平均光功率沿长度减少的规律为：
其中P(Z)和P(0)分别为轴向距离Z处和Z＝0处的光功率，α为光纤的衰减系数，定义为单位长度光纤引起的光功率衰减，单位是dB/km。当Z=L时，
P(Z)P(0)10Z （1-1）
()10log
P(ZL)
P(0)
dB/km （1-2）
这里()表示在波长处的衰减系数。应用上式时，要特别注意两点： （1）假定光纤沿轴向是均匀的 ，即与轴向位置无关。
（2）对多模光纤，必须达到平衡模分布。只有满足这样的条件，测得的衰减系数才能线性相加。
2、损耗测量
测量光纤损耗的方法很多，CCITT建议以剪断法为参考，插入法为第一替代法，背向散射法为第二替代法。
多模光纤损耗的测量，注入条件是头等重要的。多模光纤中可以传输成百上千个模，由于耦合条件的不同，各模携带的初始能量亦不同，传播过程中，由于模变换、模耦合和模衰减，各模携带的能量比例不断变化，只有经过很长的传输距离后，各模传输能量的比例才能固定下来。这时才达到了平衡模分布或稳态模分布。也就是说光纤输出端的近场分布和远场分布不再随长度而变化。随着光纤轴向均匀性的差异和光纤所处的状态不同，达到平衡模分布的长度也不一样，一般可从几百米到几千米不等。显然，测量剪断后2m光纤的长度是远远达不到平衡模分布要求的。为了满足测量的要求，必须加速平衡模分布建立的过程，就是说，要人为地控制注入条件和注入技术，使1～2m长光纤输出端的场分布接近平衡模分布。注入技术采取的措施包括扰模器（scrambler）、滤模器（mode filter）和包层模剥除器（cladding stripper）等。
在实验系统测试多模光纤损耗时，采用CCITT推荐的以剪断法为测试方法，用小可变衰减器替代可调衰减的多模光纤，用柱状扰模器形成平衡模分布，测试实验框图如图32-1所示。
测试方法为首先用光纤跳线接850nm光发端机，经过扰模器扰模后测试得到A点处光功率P0，取下光功率计，接上待测光纤（小可变衰减器模拟），再用光功率计测试得到B点光功 率P1，代入公式32-2即得多模光纤的损耗。
P0
图1-1 多模光纤损耗测试实验框图
五、实验步骤
1、用连接线连接电终端模块T68(M)和T94(13_DIN)。 2、将光终端模块的开关K43打拨到“数字”，BM1打拨到“850nm”。
3、安装好850nm光发端机，用一根ST-FC多模光跳线一端接入850nm光发端机经扰模器
扰模后与光功率计相连。
1、 打开交流电源，打开交流电源开关，电源指示二极管D4，D5，D6，D7，D8亮。 4、用万用表测量T97和T98两端电压（红表笔插TV+，黑表笔插TV-）。慢慢调节电位器W44(数字驱动调节)，使驱动电流达到额定值，即使V=25mV。
5、读出此时光功率计的数值，此数据即为没有加入小可变衰减器前的输入功率P0。 6、从光功率计端取下光纤，接入小可变衰减器（或待测光纤），用FC-FC多模光纤跳线与光功率计连接。
7、用光功率计测量此时的光功率数值P1。
8、将所测得的数值P0、P1和代入式（1-2）计算所得的结果即为多模光纤的损耗。 9、实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将所有的开关拨向下。
注意：
请根据本实验步骤，自己设计出采用1310nm和1550nm光发端机时测得光纤损耗的步骤并记录实验数据。
六、实验报告
1、通过实验结果，计算得到待测光纤损耗 2、对实验结果以及误差进行分析
七、思考题
1、分析用剪断法测量光纤损耗中扰模器的作用，若不使用扰模器，则会对实验结果有何影响？
2、测量光纤损耗时，对光纤稍微用力拉紧，比较此时测得的光纤损耗的变化，并分析其原因。
3、查阅相关文献资料，比较插入法测试光纤损耗与剪断法测试光纤损耗的优缺点。
实验二 光发射机性能测试实验
一、实验目的
1、了解数字光发端机输出光功率的指标要求 2、掌握数字光发端机输出光功率的测试方法 3、了解数字光发端机的消光比的指标要求 4、掌握数字光发端机的消光比的测试方法
二、实验内容
1、测试数字光发端机的输出光功率 2、测试数字光发端机的消光比
3、比较驱动电流的不同对输出光功率和消光比的影响
三、实验仪器
1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 2、FC接口光功率计 3、FC-FC单模光跳线 4、万用表 5、850nm光发端机（可选） 6、ST-FC多模光跳线（可选） 7、连接导线
1台 1台 1根 1台 1个 1根 20根
四、实验原理
光发送机是数字光纤通信系统中的三大组成部分（光发送机、光纤光缆、光接收机）之一。其功能是将电脉冲信号变换成光脉冲信号，并以数字光纤通信系统传输性能所要求的光脉冲信号波形从光源器件组件的尾纤发射出去。
根据光纤在0.85um、1.31um或1.55um附近呈现低损耗的特性，结合半导体发光材料，其辐射波长能够覆盖上述范围的是GaAs化合物。
光源驱动电路是光发送机的主干电路，它将电脉冲信号通过电流强度的调制方式调制半导体激光器或者发光二极管发射出光脉冲信号。
一个性能十分完善的光发送机，一方面是需要能够适应数字光纤通信特点的性能先进的光源器件，另一方面就是根据光源器件的应用特性采用先进的电子线路技术进行恰到好处的控制与防范。这就是光发送机除了一定要有整形或码型变换电路、光源驱动电路和发射光源以外，还可能要有自动功率控制、自动温度控制和各种保护电路的原因。
光发送机的指标有如下几点：
1、输出光功率：输出光功率必须保持恒定，要求在环境温度变化或LD器件老化的过程中，其输出光功率保持不变，或者其变化幅度在数字光纤通信工程设计指标要求的范围内，以保证其数字光纤通信系统能长期正常稳定运行。
输出光功率是指给光发端机的数字驱动电路送入一伪随机二进制序列作为测试信号，用光功率计直接测试光发端机的光功率，此数值即为数字发送单元的输出光功率。
输出光功率测试连接如图2-1所示。
图2-1 输出光功率测试连接示意图
根据CCITT标准，信号源输出信号为表2-1所规定的要求。
2、消光比：消光比定义式如下式4-1，P0是给光发端机的数字驱动电路发送全“0”码，测得的光功率，P1是给光发端机的数字驱动电路发送全“1”码，测得的光功率，将P0，P1代入公式：
P
EXT10lg1 （2-1）
P0
即得到光发端机的消光比。
消光比的值与光源工作电流有一定的关系，一般当发送“0”时，工作电流应在阀值附近，实验时可调节相应的驱动电流值。
光通信系统一般要求消光比越大越好，但是不可过大或过小，消光比太大，即预偏置电流太小或没有，影响通信系统传输速率；消光比太小，则调制深度浅，有用光功率比例减小，影响系统灵敏度。
3、光脉冲的响应时间(tr,tf)及开通延迟时间(td)必须远小于每个码元的时隙，以便使光脉冲成为传输数字信号的准确重现。
4、输出光脉冲无张弛振荡和自脉动
当调制速率较高时，输出光脉冲可能会出现张弛振荡。这时必须在电路上加以阻尼，以便使光发送机能正常工作。输出光脉冲上出现自脉动与LD的输出特性曲线上出现扭折有关。
5、LD的辐射波长必须保持恒定
当调制速率高达数Gbit/s时，LD的辐射波长在调制脉冲的上升沿时向短波长漂移，而在脉冲下降沿时则向长波长漂移，这种现象称为Chirp效应。它严重恶化数字光纤通信系统的传输质量，限制通信的中继距离。在高速以至超高速的光发送机中应该对此采取相应有效的解决措施，以便实现大容量长距离的数字光纤通信。
前面指出输出光功率需恒定，或者变动微小，这是通过自动功率控制或者自动温度控制技术达到这种目的的。本套实验系统未涉及到这种技术。
光纤传输系统、发光器件、驱动电流，都会影响发光系统的输出光功率和消光比，本实
4
验采用4M速率的伪随机测试信号作为信号源，伪随机码测试信号为2－1位，通过观察三种不同光纤通信系统（850nm、1310nm和1550nm）传输NRZ码的输出光功率和消光比，比较其输出光功率和消光比异同点及其影响因素，同时观察驱动电流对输出光功率和消光比的影响。
实验原理图如下：
a、1550nm数字光发端机平均光功率及消光比测试
1、用导线连接电终端模块T68(M)和T92(15_DIN) 2、将拨码开关K35的值拨为“0000”。
3、用FC-FC光纤跳线将1550T输出端与FC接口光功率计连接，形成输出光功率测试系统。
4、打开交流电源，此时指示灯D4、D5、D6、D7、D8亮。
5、将光功率计调至1550波长档，用光功率计测量此时光发端机的光功率，即为光发端机的输出光功率。
6、拆除导线T68(M)和T92(15_DIN)，其余连线不变，连接导线T79(D1_O)与T92(15_DIN)，将数字信号源模块的拨码开关K36拨为全“1”，测得此时光功率为P1，将拨码开关K36拨为全“0”，测得此时光功率为P0。
7、将P1，P0代入公式12-1式即得1550nm数字光纤传输系统消光比。 8、依次关闭各电源，拆除导线，拆除光纤跳线，将实验箱还原。 b、1310nm数字发端机输出光功率及消光比测试 1、用导线连接电终端模块T68(M)和T94(13_DIN)。 2、将开关BM1拨为1310nm,将开关K43拨为“数字”，将电位器W44逆时针旋转到最小。 3、旋开光发端机光纤输出端口（1310nm T）防尘帽，用FC-FC光纤跳线将半导体激光器与光功率计连接起来。
4、用万用表测量T97（TV+）和T98(TV-)之间的电阻值（电阻焊接在PCB板的反面），找出所测电压与半导体激光器驱动电流之间的关系（V＝IR110）。
5、打开交流电源，此时指示灯D4、D5、D6、D7、D8亮。 6、将电位器W46（阈值电流调节）逆时针旋转到底。 7、慢慢调节电位器W44（数字驱动调节），用万用表测量T97（TV+）和T98(TV-)两端电压（红表笔插T97，黑表笔插T98），使之为25mV。
8、将光功率计调至1310波长档，用光功率计测量此时光发端机的光功率，即为光发端机的输出光功率。
9、拆除导线T68(M)和T94(13_DIN)，其余连线和设置不变，连接导线T79(D1_O)与T94(13_DIN)，将数字信号源模块的拨码开关K36拨为全“1”，测得此时光功率为P1，将拨码开关K36拨为全“0”，测得此时光功率为P0。
10、将P1，P0代入公式12-1式即得1310nm数字光纤传输系统消光比。
11、重复6-9步，调节电位器W44，调节驱动电流大小为下表中数值时，测得的输出光功率及消光比填入下表。
12、依次关闭各电源，拆除导线，拆除光纤跳线，将实验箱还原。
六、实验报告
1、记录光发端机的输出光功率，通过实验数据计算光发射机的消光比
2、比较不同驱动电流下的输出光功率及消光比，确定驱动电流多大时，1310光发送系统更符合传输要求
3、比较1310nm及1550nm数字光发送系统输出光功率及消光比，并分析系统性能指标 4、分析实验结果及误差
七、思考题
1、输出光功率大小对光纤通信系统有何影响？ 2、消光比大小对光纤通信系统传输特性有何影响？ 3、如何确定数字光纤通信系统的驱动电流？
实验三 数字光接收机性能测试实验
一、实验目的
1、熟悉光收端机灵敏度的概念 2、掌握光收端机灵敏度的测试方法 3、熟悉光收端机动态范围的概念
二、实验内容
1、测量1310nm光收端机的灵敏度 2、测量1550nm光收端机的灵敏度
3、测量850nm光收端机的灵敏度(选做)
三、实验仪器
1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 2、光功率计 3、万用表 4、小可变衰减器 5、误码分析仪 6、FC-FC单模光跳线 7、ST-FC多模光跳线 （可选） 8、850nm光发端机和光收端机（可选） 9、FC-FC多模光跳线 （可选） 10、连接导线
1台 1台 1台 1个 1台 2根 2根 1套 1根 20根
四、实验原理
数字光接收机在数字光纤通信系统中的作用就是将经过光纤传输后被衰减变形的微弱光脉冲信号通过光-电变换成为电脉冲信号，并将其放大，均衡与定时再生还原成标准的数字脉冲信号。其中的所谓定时再生就是对数字光接收放大均衡输出的信号流中的每一个信号进行判决而成为数字信号码流，并要求不发生误判或者尽量少发生误判，而这个误判就是我们平常所说的误码率。
数字光接收机在对光脉冲信号的变换，放大和均衡的过程中产生了各种噪声，这些噪声会影响数字光接收机对信号的判决。为了减小在判决中的误码率，可以从两个不同的角度采取措施，即加大其输入光功率，或者减小数字光接收机的输入噪声。很明显，加大输入光功率的方法是不明智的，因为这是以减小数字光纤通信的中继距离为代价的。因此，必须想办法采取一切可行的有效措施尽量减小数字光接收机的输出噪声，这一点也就是研究数字光接收机的实际含义。
数字光接收机的输入光功率和误码率两者是互相矛盾的。因此，必须对其中一个进行人
-9-11
为的规定，例如：规定误码率为10，或者 10。根据这一要求，就可以找到数字光接收机所接收到的最小光功率作为其性能指标，即接收灵敏度。可见数字光接收机在保证特定误码率的条件下，其输出噪声越小，接收所需要的光功率也就越小，其灵敏度也就越高。
数字光接收机的光接收灵敏度用下式表示：
Sr10log
Pr
(dBm) （3-1） 3
10
Pr是在随机码情况下的接收平均光功率。
CCITT（国际电报、电话咨询委员会）标准规定，用误码分析仪向光发端机的数字驱动电
15
路发送2-1的伪随机序列作为测试信号，调整光衰减器使其衰减值增大，从而使输入光收端
-11
机的平均光功率逐步减小，使系统处于误码状态，并且使得系统测试得到的误码率为1×10，测得此时的光功率即为光收端机的最小光功率，这也就是光收端机的灵敏度。
光收端机动态范围的定义是在保证一定的误码率下所允许的最大和最小输入光功率之比的分贝数，即由下式计算得到
D10lg
P
max
(
dB) （3-2） Pmin
它表示了光收端机对输入信号变化时的适应能力。在测试光收端机的灵敏度时，减小光
-11
衰减器的衰耗，即加大光收端机的输入光功率，使其误码率达到1×10时，得到允许最大的接收光功率Pmax。
图3-1 数字接收单元指标测试框图
图3-2 输出码型为HDB3码误码测试方法实验框图
测试框图如图3-1所示，测试方法与测量灵敏度的方法基本相同，只是最后增加测量最
-11
大输入光功率一项，其方法是逐渐减小光衰减器的衰减量，直至误码仪指示误码降为1×10，此时的接收光功率即为最大输入光功率。
由于数字光纤通信系统中不能传输HDB3码，而目前大部分误码分析仪输出码型均为HDB3
码，作为演示实验，若使用的误码分析仪为有NRZ码输出，则可以按照图37-1所示示意图进
-3-6
行实验，在这里我们取当系统出现1×10或10误码率时认为光纤通信系统出现误码，即当
小光功率Pmin。此Pmin 即为光收端机的灵敏度。
10、根据以上实验步骤，自己设计850nm、1550nm光收端机灵敏度测试步骤。
11、实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将所有的开关拨向下，将实验箱还原。
六、实验报告
1、通过实验得到光收端机灵敏度。
2、比较1310 nm及1550nm光检测器的灵敏度。 3、对实验结果和误差进行分析。
注意：典型灵敏度为3dBm。但是不同的探测器导致结果不同。
七、思考题答案
1、光收端机误码产生的原因是什么？
2、分析光收端机的误码率与输入光功率的关系，并用实验验证此关系。
3、若需要测试光收端机动态范围，则实验方案如何？利用现有仪器能否完成？
实验四 模拟信号光纤传输实验
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
二、实验内容
1、各种模拟信号LED模拟调制：三角波，正弦波 2、各种模拟信号LD模拟调制：三角波，正弦波
三、实验仪器
1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 2、20MHz双踪模拟示波器 3、万用表 4、FC-FC单模光跳线 5、850nm光发端机和光收端机（可选） 6、ST/PC-ST/PC多模光跳线（可选） 7、连接导线
1台 1台 1台 1根 1套 1根 20根
四、实验原理
根据系统传输信号不同，光纤通信系统可分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统。由于发光二极管和半导体激光器的输出光功率（对激光器来说，是指阈值电流以上线性部分）基本上与注入电流成正比，而且电流的变化转换为光频调制呈线性，所以可以直接调制。对于半导体激光器和发光二极管来说，具有简单、经济和容易实现等优点。进行发光二极管及半导体激光器调制时采用的就是直接调制。
从调制信号的形式来看，光调制可分为模拟信号调制和数字信号调制。模拟信号调制直接用连续的模拟信号（如话音、模拟图像信号等）对光源进行调制。图16-1就是对发光二极
P
I
图4-1 发光二极管模拟调制原理图
管进行模拟调制的原理图。
连续的模拟信号电流叠加在直流偏置电流上，适当地选择直流偏置电流的大小，可以减小光信号的非线性失真。电路实现上，LED的模拟信号调制较为简单，利用其P-I的线性关系，可以直接利用电流放大电路进行调制，实验箱模拟信号调制电路如图4-3所示。
一般来说，半导体激光器很少用于模拟信号的直接调制，半导体激光器模拟调制要求光
T10
TP108
TP114
以正弦波为例T10、TP108、TP114波形
六、实验测试点说明
T10（正弦波） 1K正弦波信号输出端
T96（13_AIN）1310光端机模拟信号输入端 T7（三角波）1K三角波信号输出端 TP108（LT）激光器的发射信号输出端 TP114（13OUT）探测器的接收信号测试端
七、实验报告
1、记录并画出各模拟信号的波形，对模拟信号光传输前后的波形进行比较。 2、简述模拟信号光纤传输过程；比较LD与LED模拟信号调制的效果。 3、对实验结果以及实验结果的分析正确。
七、思考题答案
1、光纤传输系统能否传输数字信号，为什么？
2、分析和比较LD模拟信号调制与LED模拟信号调制的异同点，并指出其优缺点。
实验五 光纤线路接口码型HDB3编译码实验
一、实验目的
1、了解接口码型在光纤传输中的作用 2、了解HDB3码编译电路实现原理
3、掌握HDB3码的编译码规则及编译码过程
二、实验内容
1、学习了解HDB3编码规则 2、观察接口码型的编译码过程
三、实验仪器
1、ZY12OFCom23H1 型光纤通信原理实验箱 2、20MHz双踪模拟示波器 3、连接导线
1台 1台 20根
四、实验原理
为了适应数字通信和数字光纤通信系统的需要，实际上完整的数字光纤通信系统的组成如图5-1所示，它包括数字通信设备、光发送端机、光接收端机和光纤光缆传输线路（可能含有中继器）。
图5-1 数字光纤通信系统的组成框图
接口码型变换电路包括输入接口码型变换和输出接口码型变换两部分内容。这种变换电路完全是为了适应数字传输的需要而设置的，接口码型从我国所采用的数字通信标准制式来看有两种，即HDB3码型和CMI码型，这两种接口码型也就是电缆数字通信的线路传输码型。
如上图所示，在PCM端机与光发收端机之间，电缆传输的是接口码型；在光发光收之间的光纤链路上传输的是线路码型。信号流程如下：PCM端机编接口码型，送出，在电缆中传输；被光发送端机接收，称输入接口码型，译码成NRZ，编成线路码形送出，在光纤链路中传输；线路码型被光接收端机接收，译码成NRZ码，在编成接口码型送出；称输出接口码型，在电缆中传输，被PCM端机接收，译成NRZ码。
本章重点介绍接口码型。
输入接口码型变换电路的主要作用如下：
1.将从PCM输出经电缆传输后衰减变形的接口码型进行均衡放大。至于在PCM输出至光端机输入之间允许插入的最大电缆损耗，ITU-T对不同的数字系列等级有不同的规定。
2.将接口码型一律译码成为NRZ码型。
3.适应数字光纤通信系统的需要，具有在输入信号中断的情况下维持其所在数字光纤通
信系统正常运行的功能，这主要是在输入接口码型变换电路中提供与输入信号速率相同的备用时钟。在其输入信号中断时，一方面由输入信号中断检出电路发出相应的告警信号，另一方面由这一告警信号同时转换输入接口码型变换电路的输出时钟，维持下游整个数字光纤通信系统的正常运行，并控制接口码型译码电路发出AIS信号，即告警指示信号（全“1”码）。这个信号送到本系统对端的光接收端机的输出接口码型变化电路，使其“了解”本系统上游光发送机出现了输入信号中断的故障。
输出接口码型变换电路的作用基本上与输入接口码型变换电路的作用成对应关系。读者可自行分析，并查阅相关专业书籍。
接口码型从我国所采用的数字通信标准制式来看有两种，即HDB3码型和CMI码型。CMI本身可以作为光纤通信的线路码型使用，将在下一实验中详述，下面将重点讲述HDB3码型。
HDB3码是三阶高密度双极性码（High Density Bipolar Codes）的简称。所谓三阶，即最大允许连“0”数为3个。这种码型ITU-TG.703建议规定作为PCM一次群、二次群和三次群的电线路传输码型。在数字光纤通信系统中，HDB3码就是相应的PCM设备与数字光纤通信设备之间的接口码型。输入接口码型变换电路就是将HDB3码变换为PCM码，此PCM码经过光纤传输后再经输出接口码型变换电路进行码反变换，得到HDB3码。实验系统方框图如5-2。
图5-2 HDB3编译码实验框图
1、HDB3码有如下特点：
一、HDB3码的功率谱中无直流分量，高低频成分少，定时信息丰富，有利于定时提取； 二、HDB3码是伪三进制码，它的状态用B+，B-，和0表示； 三、HDB3码的最大连0数等于3；
四、HDB3码中任意两个相邻“V”脉冲（破坏点）之间的传号“B”脉冲数目（不包括“V”脉冲本身）为奇数；
五、HDB3码可以利用其破坏点规则检测线路传输中产生的误码。 2、HDB3码编码
HDB3码的编码规则：二进制中的传号，在HDB3码中编成交替反转码。当二进制信号为全“1”码时，HDB3码与一般的AMI码相同。二进制中的空号，在HDB3码中仍编为空号，但在二进制中出现四空号串，则用以下四连“0”取代节代替，其取代节形式如下：000V或B00V。其中，V为双极性码中极性交替改变法则的破坏点，B为双极性码中极性交替改变法则中的非破坏点，0为双极性码中的0码。
同一个取代节中的“B”，“V”脉冲在HDB3码中的极性相同。HDB3码中相邻字节中的“V”脉冲符合交替反转法则。
用取代节中的“B”脉冲来保证HDB3码中任意两个相邻取代节的“V”脉冲之间的脉冲数目为奇数。即从二进制信号进行HDB3码编码的过程中，遇到一个四空号串，准备用取代节代替时，要视相邻前一个取代节中的“V”脉冲至准备代替四空号串的取代节中的“V”脉冲之间已有的脉冲数目，如果为奇数，用000V取代节，若为偶数，则用B00V取代节。
3、HDB3码编码电路
根据 HDB3码的编码规则可知HDB3编码电路原理框图如图5-3所示。图中的V脉冲插入与B脉冲形成电路，实际上是一个逻辑电路起了两种作用，即在其输入信号序列中的空号串少于4时，该电路输出为输入信号序列码。如果在输入信号序列中出现空号串等于或大于4时则第4n（n＝1，2，„N）个空号用传号代替，即插入“V”脉冲。而这个“V”脉冲正好在该
电路输出4空号串的第一个空号位上，因此它就是准备添补到HDB3码中的“B” 脉冲。然后在已经插入“V”脉冲的信号序列码中按照取代节使用的原则可以决定是否将“B”脉冲添补进去，即决定在4空号串的第一个空号位上决定是加入一个传号还是保持原有的空号，这就是图中脉冲添补电路的作用。最后通过图中的破坏点形成电路和传号交替反转码形成电路输出HDB3码序列。
图5-3 HDB3码编码电路原理框图
4、HDB3码译码电路
HDB3码译码是其编码的反变换，就是将HDB3码还原成二值NRZ码。HDB3码经双⁄单变换后成为两路二值码信号输出，由于HDB3码中破坏点的影响，这两路二值码信号在时间上相互之间不遵循交替出现的规律，即其中一路在另一路为“0”的情况下可能连出两个脉冲信号（非连续出现）的情况。图15-4中“V”脉冲检出就是把两路二值码信号中连出两个脉冲中的第二个脉冲检测出来，这个脉冲就是“V”脉冲。也就是利用这个“V”脉冲从＋HDB3和-HDB3两路信号的合成输出中对 “B”和“V”扣除以后就还原成NRZ信号。
实验中HDB3编译码主要利用CPLD电路实现“V”脉冲和“B”脉冲信号的处理。以观察HDB3编译码过程为主，分析HDB3编码规则。
五、实验步骤
图5-4 HDB3 码译码电路原理框图
1、用连接线连接电终端模块的T83（E1_O）和T84（E1_I）。将K41、K42拨向下。 连接数字信号源模块的T79（D1_O）和电终端模块的T67（D1_I），T78（D2_O）和T64（D2_I），T8（D3_O）和T63（D3_I）；
连接电终端模块和数字终端模块的T70（D1_O）和T88（D1_I），T72（D2_O）和T75（D2_I），T73（D3_O）和T74（D3_I）
2、将拨码开关K35的值拨为“1100”。将拨码开关K34的值拨为“00000001”。 3、打开交流电源开关，电源指示二极管D4，D5，D6，D7，D8亮。 a、全0码和全1码输出时的HDB3码编码输出信号观测
1、将拨码开关K36，K33，K32的值全部拨为0，此时用示波器观察电终端模块TP97（HDB3OUT11），TP98(HDB3OUT12)和T83（E1_O）的波形，并记录测试的结果。其中T83（E1_O）为编码后的HDB3码的波形，TP97为HDB3码正半周期信号，TP98为HDB3码负半周期信号。
2、将拨码开关K36，K33，K32的值全部拨为1，此时用示波器观察T83（E1_O）的波形，并记录测试的结果；
3、对以上两次所测的波形进行比较，理解HDB3编码的原理。 b、HDB3编码规则验证
将拨码开关K36，K33，K32的值拨为任意值，采用双通道示波器，一通道接T83（E1_O），一通道接T65(D_O)，此时观测输出的HDB3码与原NRZ码的波形，以验证编码的正确性。需要注意的是HDB3码与NRZ码之间有一定的相位延迟，其对应关系如下：
c、HDB3码的译码过程及编译码延迟测量
1、用示波器测量测试钩TP94(HD1)和TP95(HD2)的波形，此波形分别为译码时的HDB3码的正半周期和负半周期信号。（若这两个信号没有输出，可通过调节电位器W37和W38来实现其正常输出）
2、用示波器同时测量T66（C_O）和TP102（CLKOUT1）的波形，调节电位器W32使得TP102的波形输出稳定
3、用示波器的两个通道同时测量T67和T70波形（或是T64和T72 ，T63和T73），并进行比较，其两者之间相差的码元数即为HDB3码的编译码的总延迟时间。
4、观察数字源模块和数字终端模块的二极管发光的个数及顺序是否相同，相同的话，则说明HDB3码的译码正确，没有出现误码。
5、在扩展模块上自己设计HDB3编译码程序进行验证，具体可参见实验四十一。 6、实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将实验箱还原。
六、实验测试点说明
T83(E1_O) HDB3 码编码的输出端
T90（E1-I）HDB3码的解码输入端
TP97（HDB3OUT11）HDB3编码的正半周期信号 TP98（HDB3OUT12）HDB3编码的负半周期信号 TP94（HD1）HDB3编码的正半周期信号 TP95（HD2）HDB3编码的负半周期信号
七、实验报告
1、根据实验结果，画出个测试点的波形，分析各点的波形，比较实验所观察到的波形与理论波形是否一致，如果不一致分析原因。
2、结合实验波形，总结HDB3码的编码规则及原理。
八、思考题
1、为什么HDB3码不能在数字光纤传输系统中传输？
2、接口码型变换电路在光纤传输系统中处于什么位置，有何作用？
实验六 光纤通信系统线路码型5B6B 编译码实验
一、实验目的
1、了解线路码型在光纤传输系统中的作用
2、掌握线路码型5B6B码的编译码过程以及电路实现原理
二、实验内容
1、验证符合光纤传输系统的线路码型 2、观察线路码型5B6B码的编译码过程
三、实验仪器
1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 2、20MHz双踪模拟示波器 3、FC-FC单模光跳线 4、连接导线
1台 1台 1根 20根
四、实验原理
1、5B6B码的编码规则及原理
字母型平衡码mBnB码是光纤通信系统的最常用的一种线路码型。所谓字母型码，是将输入的m比特（Bit）一组码作为一个码字，按码表变换表，在同样长的时间间隔内，变换成n比特一组的输出码字，因此又成为字变换码。其中m和n都为整数，且n>m，一般取n=m+1。
mBnB码的传输性能较好，直流电平浮动小，同符号连续数小，“0”，“1”分布均匀，定时信息丰富。误码监测性能好，可以利用正负模式交替及不出现禁字的特点，在码型反变换的同时方便的监测误码。在中继站也可以用游动数字和法监测误码。
而在mBnB码中，5B6B码被认为是在编码复杂性和比特冗余度之间最合理的折衷，因此应用较为普遍，下面以邮电部推荐使用的一种码表为例介绍5B6B码的特点。见下表：
一般5B6B码的最大同符号连续数为6，而表23-1种巧妙的利用了正、负不均码与均等码的对应关系，使码表中得出6B码流中最大的同符号连续数为5。同时，使“0”、“1”的转换概率达0.5915，提高了定时信息的含量。同时适当的选择禁字解码表可使平均误码扩展系数减小到1.281。
mBnB码的码速提高率H 为
H
nm
100% m
（6-1）
故5B6B码的码速提高率为H=6-5/5=20%。其误码监测法可采用码结构违反监测法。
表6-1 5B6B码编码表
5B6B编码器的主要功能是将线路中的串行码进行分组，每5位为一组，然后将其按码表变换的规则变换成6位的串行码并发送到线路中。在这里编码的方法采用码表存储法。
码表存储法的方法是将所选择的线路码型的变换码表存放在一个存储器中，把输入的码字作为地址码，读出存储器的内容，即为线路码。具体实现时一般采用只读存储器PROM.具体的实现方法框图如下：
图6-1 5B6B码码表存储法原理框图
在实际的编码过程中，在码表变换过程中，都人为地加入了控制字位。具体的加入规则如下：在5B码的最高位前加入模式控制字位，其中“0”时表示按模式1进行查表变换，“1”表示按模式2进行查表变换；在输出的6B码字最高位之前加入辅助控制位，若该6B码字中“1”和“0”的个数相等，则此为为“0”，若不相等则为“1”。用此辅助控制位来控制模式控制字位，以此来实现两种模式之间的转换。此部分功能主要由CPLD来实现。
2、5B6B码的解码原理
一般情况下，译码是编码的逆过程，因此译码器与编码器的构成基本相同，但译码时必须考虑如何分组的问题，就是译码时译码器对线路码流的分组必须和编码时的分组完全吻合。即编码和译码分组必须同步。完成译码时分组于编码时分组同步的电路称为组同步电路,某些插入帧定位码的码型，可以利用帧定位码来实现译码时分组的同步。组同步实现的方法通常有以下两种方法：
2.1 帧定位码同步法
插入了帧定位码的线路码型，可以利用帧定位码来实现帧同步。帧定位码的插入有两种方式，一种是集中插入，一种是分散插入。通常帧定位码的码长及码型都有一定的要求，只要搜捕到帧定位码的正确位置，就可以正确地完成译码。帧定位码的搜捕方法通常有两种：逐码移位法和予置判断法。
2.2 大误码监测法
由于码型变换都是遵循一定规则的，在译码时，如果没有实现组同步，则误码监测电路会引起测到大量违犯编码规则的的情况，而判断为大误码。这种非同步情况下造成的误码检出，比同步时真正出现的线路误码要大几个数量级。因此，只要检出大误码，就判定为组失步，采用逐码移位法使其恢复同步。
在大误码监测法具体实现时，为了保证同步电路稳定的工作，设当连续两次在大于或等于M组码中找到多于C次违犯（误码）时，则进行同步搜捕。下表列出了常用码型的M、C值。
线路码型
MC
3B4B51015
5B6B31515
6B8B328
mB1P166
mB1C166
表6-2 大误码监测M、C的取值表
大误码监测法适用于各种分组码，特别是没有插入帧定位码的光线路码型，基本上都采用这种法实现组同步。大误码监测法组同步电路原理框图如下：
图6-2 大误码监测法组同步原理框图
在实际译码时当监测到大误码时，产生一尖脉冲，插入到线路时钟中，重新对接收到的码流进行分组，即采用逐码移位法的方法来实现组同步。直到分组完全正确为止。
2.3 5B6B译码原理
5B6B译码原理框图如下：
图6-3 5B6B译码原理框图
5B6B在译码时的时钟提取由CPLD外部的锁相环来完成。误码计数的功能在于对禁字出
现的次数进行计数，当禁字在一定的连续码组中出现的次数超过规定的值时（具体原理见上面的大误码检测原理），判定电路处于大误码状态，此时由尖脉冲产生电路产生一个窄脉冲，插入线路时钟中，利用逐码移位的原理重新对码组进行分组，以使之达到组同步，从而查表得到相应的并行5B码，在经过并-串转换将其还原成原5B的串行码流，实现5B6B的解码。
五、实验步骤
1、用导线连接电终端模块T66(C_O)和光终端模块T81(C_I)，T65(D_O)和T82(D_I)； 连接电终端模块T71(C_I)和光终端模块T85(C_O)，T69(D_I)和T86(D_O)； 连接数字信号源模块的T79（D1_O）和T67（D1_I），T78（D2_O）和T64（D2_I），T8（D3_O）和T63（D3_I）；
连接电终端模块和数字终端模块的T70（D1_O）和T88（D1_I），T72（D2_O）和T75（D2_I），T73（D3_O）和T74（D3_I）
2、将拨码开关K35的值拨为“1100”，K38的值拨为“0001”，K37的值拨为“00100000”。将拨码开关K36、K32和K33的值拨为任意值。
3、将开关K7、K29拨向下，将K28拨向上。 4、旋开光发端机光纤输出端口（1550nm T）防尘帽，用FC-FC光纤跳线将半导体激光器与光机收机（1550nm R）连接起来。
5、打开交流电源，此时指示灯D4、D5、D6、D7、D8亮。 6、用示波器探头测量T82(D_I)处的波形，并记录下来。 注意：此波形为未进行5B6B编码前的数据波形
7、用示波器探头测量T92(15_DIN)处的波形，此时的波形为5B6B编码后的波形，将示波器的第一通道设置为触发方式，观测T82(D_I)和T92(15_DIN)两个信号的区别，并验证5B6B编码的原理。
8、调节电位器W34,使得TP111(CLKOUT)测试点的波形稳定（即时钟恢复锁相环锁定），用示波器探头测量TP100(6PP)和TP106(5PP)处的波形，观察5B和6B的时钟之间的关系。
注意：电位器W34用于调节光路时钟恢复锁相环的参数。 9、将拨码开关K38的值拨为“0000”，同时按开关K39，观测数字终端二极管的变化，继续按开关K39，直到数字终端的二极管发光和数字信号源完全一致。
注意：开关K39为5B6B译码时手动分组开关。按一次相当于对分组进行了一次调整。 10、用示波器测量测试钩TP115（ERROR）的波形，观测译码时误码脉冲。 注意：此误码脉冲用来计数从而在内部进行译码分组调整。
11、测量光终端T82(D_I)和T86(D_O)处的波形，进行对比，观察译码后的数据和输入的数据是否相同。
注意：编码数据和解码数据有一定的延迟。 12、将拨码开关K37的值拨为“01100000”，即采用“扰码+5B6B”的编码方式重新做以上的试验，观察相同测试点处波形的不同。
注意：此时选择的编码方式为扰码+5B6B编译码的方式。
13、在扩展模块上自己设计5B6B编译码程序进行验证，具体可参见实验四十四。
14、实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将所有的开关拨向下，将实验箱还原。
六、实验测试点说明
T92 （15_DIN） 1550光发送机的数据信号输入端
T89（15_DOUT）1550光接收机的数据信号输出端 TP100（6PP）6B信号的编码时钟 TP106（5PP）5B信号的编码时钟 TP115（ERROR）误码信号测试端口 T86（D_O）光终端数据输出端口 T85（C_O）光终端时钟输出端口
TP111(CLKOUT) 光路时钟恢复后的6B时钟，频率2457K TP103(VCOOUT2) 光路时钟恢复后的6B时钟，频率2457K
七、实验报告
1、简述5B6B编译码电路的原理
2、记录各点的波形进行分析，验证5B6B编译码电路原理的正确性。
八、思考题
1、5B6B码作为光纤线路常用的一种线路码型，他有什么优点？
2、自我设计一个5B6B编译码试验的过程，根据实验原理编写一个5B6B编译码的程序，下载到扩展模块上进行验证，画出一个程序的算法框图？
实验七 波分复用技术实验
一、实验目的
1、了解光纤接入网中波分复用原理 2、掌握波分复用技术及实现方法
二、实验内容
1、实现用两种连接方式组成1310nm与1550nm光纤通信的波分复用系统
三、实验仪器
1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 2、20MHz双踪模拟示波器 3、万用表 4、波分复用器 5、FC-FC适配器 6、连接导线
1台 1台 1台 2个 1个 20根
四、实验原理
随着人类社会信息时代的到来，对通信的需求呈现加速增长的趋势。发展迅速的各种新型业务（特别是高速数据和视频业务）对通信网的带宽（或容量）提出了更高的要求。为了适应通信网传输容量的不断增长和满足网络交互性、灵活性的要求，产生了各种复用技术。本实验重点是光的波分复用WDM（Wavelength Division Multiplexing）。
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频率（或波长）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，在发送端采用波分复用器（合波器）将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输；在接收端，再由一波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。由于不同波长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。波分复用系统原理图如图7-1所示。
图7-1 波分复用系统原理图
Mux／DeMux是WDM系统使用中不可或缺的两种元件。也就是我们常说的复用，解复用器。DWDM使光导纤维网络能同时传送数个波长的信号，而Mux则是负责将数个波长汇集至一起的元件；DeMux则是负责将汇集至一起的波长分开的元件。OADM是WDM系统中一个重要
的应用元件，其作用是在一个光导纤维传送网络中塞入／取出（Add-Drop）多个波长信道；置OADM于网络的结点处，以控制不同波长信道的光讯号传至适当的位置。
光纤通信系统中通常实用的石英光纤有三个低衰减区，即0.6～0.9um为第一个低衰减区，通常称为短波长低衰减区。1.0～1.35um和1.45～1.8um为第二、第三个低衰减区。后两者称为长波长低衰减区。
本实验利用光纤通信工程应用最广泛的长波长衰减区中1310nm与1550nm光纤通信波长进行波分复用，传输两路信号（一路模拟信号，一路数字信号）。实验原理框图如图7-2。
波分复用还有另一种连接方式，其实验框图如图7-2所示。这种波分复用连接方式中，同一根光纤中光信号的传输方向相反，由于光波传输的独立性，两个方向的光波传输不会有干扰。通过实验可以验证这一理论。
图7-2 波分复用系统实验框图
五、实验步骤
1、用连接线连接电终端模块的T66(C_O)和光终端模块T81(C_I)，T65(D_O)和T82(D_I)； 连接光终端模块T85（C_O）和电终端模块T71（C_I），T86（D_O）和T69（D_I）； 连接数字信号源模块的T79（D1_O）和T67（D1_I），T78（D2_O）和T64（D2_I），T8（D3_O）和T63（D3_I）；
连接电终端模块和数字终端模块的T70（D1_O）和T88（D1_I），T72（D2_O）和T75（D2_I），T73（D3_O）和T74（D3_I）；
连接模拟信号源模块1的T10和T96(13_AIN)。 2将电终端拨码开关K35的值拨为“1100”，K37的值拨为“00000000”。 将光终端拨码开关K38的值拨为“0000”，K37的值拨为“01000000”。 将数字信号源拨码开关K36，K33和K32的值拨为任意值。 3、将开关BM1拨为1310nm,将开关K43拨为“模拟”，将开关BM2拨为1310nm,将开关K30拨为“通信”，将开关K7、K28和K29全部拨向下。
4、旋开光发端和光收端1550和1310保护帽，将1550光发端机和波分复用器A中标有“1550”光纤接头连接，将1310光发端机和波分复用器A中标有“1310”光纤接头连接。将1550光接收机和波分复用器B中标有“1550”光纤接头连接，将1310光接收机和波分复用器B中标有“1310”光纤接头连接。用FC-FC适配器将波分复用器连接起来。
5、打开交流电源，打开交流电源开关，电源指示二极管D4，D5，D6，D7，D8亮。 6、用双踪示波器的两个探头同时测量T10和TP114(13_OUT)处的波形，调节电位器W9（模拟驱动调节）和W45（幅值调节），直到波形相同为止，信号的幅度可以不同。
7、用示波器测量T92(15_DIN)和T89(15_DOUT)的波形，观察经波分复用和解复用后的
信号是否相同。
8、观测数字源模块和数字终端的二极管发光的个数与顺序，验证数据光纤传输后的正确性。
9、根据以上实验设计两路数字信号波分复用后光纤传输实验。 10、实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将所有的开关拨向下，将实验箱还原。
六、实验报告
1、记录并画出各测试点的波形，画出波分复用系统组成方框图，分析各部分组件在系统中的作用。
2、对实验结果以及误差分析正确。
七、思考题答案
1、说明时分复用与光波分复用的异同点。
2、如果采用多个波长进行波分复用，对实验箱和波分复用器有何要求？
实验八 分路器插入损耗和分光比测试实验
一、实验目的
1、了解光无源器件，Y型分路器的工作原理及其结构 2、掌握它们的正确使用方法
3、掌握它们主要特性参数的测试方法
二、实验内容
1、测量Y型分路器的插入损耗 2、测量Y型分路器的附加损耗 3、测量Y型分路器的分光比
三、实验仪器
1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 2、FC接口光功率计 3、万用表 4、FC-FC适配器 5、Y 型分路器 6、连接导线
1台 1台 1台 1个 1个 20根
四、实验原理
光通信系统的构成，除需要光源器件和光检测器件之外，还需要一些不用电源的光通路元、部件，我们把它们统称为无源器件。它们是光纤传输系统的重要组成部分。
光无源器件包括光纤活动连接器（平面对接FC型、直接接触PC型、矩形SC型）、光衰减器、光波分复用器、光波分去复用器、光方向耦合器（例如：Y型分路器、星型耦合器）、光隔离器、光开关、光调制器„„
本实验重点介绍Y型分路器，下一实验重点讲光波分复用器。
在应用这些无源器件时必须考虑无源器件的各项指标，如Y型分路器（1分2的光耦合器）的插入损耗，分光比，波分复用器的光串扰等。下面对Y型分路器插入损耗及附加损耗及其分光比分别进行测试。
Y型分路器的技术指标一般有插入损耗（Insertion Loss）、附加损耗（Excess Loss）、分光比和方向性、均匀性等，在实验中主要测试Y型分路器的插入损耗，附加损耗及分光比。
就Y型分路器而言，插入损耗定义为指定输出端口的光功率相对全部输入光功率的减少值。插入损耗计算公式为35-1式。
I.Li10lg(PoutiPIN) (35-1)
其中，I.Li为第i个输出端口的插入损耗，Pouti是第i个输出端口测到的光功率值，PIN
是输入端的光功率值。
Y型分路器的附加损耗定义为所有输出端口的光功率总和相对于全部输入光功率的减小值。附加损耗计算公式为35-2式。
E.L10lg
P
OUT
PIN
（35-2）
对于Y型分路器，附加损耗是体现器件制造工艺质量的指标，反映的是器件制作过程带来的固有损耗；而插入损耗则表示的是各个输出端口的输出光功率状况，不仅有固有损耗的因素，更考虑了分光比的影响。因此不同类型的光纤耦合器，插入损耗的差异，并不能反映器件制作质量的优劣，这是与其他无源器件不同的地方。
分光比是光耦合器件所特有的技术术语，它定义为耦合器各输出端口的输出功率的比值，在具体应用中通常用相对输出总功率的百分比来表示。 C.RPOUTi100% （35-3） POUT
例如对于Y型分路器，1：1或50：50代表了输出端相同的分光比。即输出为均分的器件。在实际工程应用中，往往需要各种不同分光比的器件，可以通过控制制作方法来改变光耦合器件的分光比。
测试Y型分路器的插入损耗、附加损耗和分光比时，其测试实验框图如图35-1所示。 测试方法为：先测试出光源输出的光功率P0，将Y型分路器接入其中组成图35-1所示
图35-1 Y型分路器性能测试实验框图
测试系统后，分别测出Y型分路器输出端的光功率P1和P2，代入35-1，35-2，35-3式即可得到待测Y型分路器的性能指标。
五、实验步骤
a、Y型分路器插入损耗测量
1、用连接线连电终端模块T68(M)和T94(13_DIN)。
2、将光终端模块的开关K7拨向上。
3、旋开光发端（1310nmT）保护帽，利用FC-FC单模光跳线将其和光功率计连接起来。并将光功率计的波长设置为1310nm。
4、打开交流电源，打开交流电源开关，电源指示二极管D4，D5，D6，D7，D8亮。
5、读出此时光功率计的数值，此数据即为Y型分路器的输入功PIN。
6、拆除1310T和光功率计的连接，将Y型分路器光纤接头插入“1310nm”光发端（1310nmT）。 同时将Y型分路器光纤输出接头OUT1（标有50字样，两个任何一个都可以，这里记为OUT1）和光功率计连接起来。
8、读出此时光功率计的数值，此数据即为插入Y型分路器后的输出功率Pout1。
9、将所测得的数值Pi和Pout1代入式（35-1）计算所得的结果即为波分复用器的插入损耗。
b、Y型分路器附加损耗测量
10、保持a中连线不变，拆除Y型分路器OUT1和光功率计的连接，将功率计和Y型分路器OUT2连接起来，测量此时的光功率数值Pout2。
11、将两次所测的值Pout1 ，Pout2和PIN代入式（35-2）计算所得的结果即为波分复用器的附加损耗。
c、Y型分路器分光比测量
12、将提上所测量的值Pout1 ，Pout2和PIN代入式（35-3），分别计算两个输出端口的分光比。
13、实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将所有的开关拨向下，将实验箱还原。
六、实验结果
略
七、思考题答案
1、Y型分路器的分光比和实际所测得值有差异，为什么？
实验一 多模光纤损耗测试实验
一、实验目的
1、了解光纤损耗的定义
2、学会用插入法测量多模光纤的损耗
二、实验内容
1、测量多模光纤的衰减 2、测量多模光纤的损耗
三、实验仪器
1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 1台 2、850nm 光发端机 1个 3、FC接口光功率计 1台 4、万用表 1台 5、ST-FC多模光跳线 1根 6、FC-FC多模光跳线 1根 7、扰模器 1台 8、小可变衰减器（或3km光纤） 1个 9、连接导线 20根
四、实验原理
1、损耗机理
在光纤的传输特性中，衰减是多模光纤和单模光纤共有的最重要的指标之一。它表明了光纤对光能的传输损耗，对光纤通信系统的中继距离有着决定性的影响。损耗的降低依赖于工艺的提高和对石英材料的研究。
本实验研究无源器件多模光纤的损耗。
对于光纤来说，产生损耗的原因较复杂，光能在光纤中传输时，除了由于吸收、散射而使光能损失外，由于成缆敷设造成的光纤微弯和宏弯曲，光纤的耦合和接续，都会使光能产生附加的损失。归纳起来，产生衰减的原因大致可以分为三大类：吸收损耗，散射损耗，附加损耗，具体如下：
（1）纤芯和包层物质的吸收损耗，包括石英材料的本征吸收和杂质吸收；
（2）纤芯和包层材料的散射损耗，包括瑞利散射损耗以及光纤在强光场作用下诱发的受激喇曼散射和受激布里渊散射；
（3）由于光纤表面的随机畸变或粗糙所产生的波导散射损耗； （4）光纤弯曲所产生的辐射损耗； （5）外套损耗。
这些损耗可以分为两种不同的情况：一是石英光纤的固有损耗机理，像石英材料的本征吸收和瑞利散射，这些机理限制了光纤所能达到的最小损耗；二是由于材料和工艺所引起的非固有损耗，它可以通过提纯材料或改善工艺而减小甚至消除其影响，如杂质的吸收、波导散射等。
光纤中平均光功率沿长度减少的规律为：
其中P(Z)和P(0)分别为轴向距离Z处和Z＝0处的光功率，α为光纤的衰减系数，定义为单位长度光纤引起的光功率衰减，单位是dB/km。当Z=L时，
P(Z)P(0)10Z （1-1）
()10log
P(ZL)
P(0)
dB/km （1-2）
这里()表示在波长处的衰减系数。应用上式时，要特别注意两点： （1）假定光纤沿轴向是均匀的 ，即与轴向位置无关。
（2）对多模光纤，必须达到平衡模分布。只有满足这样的条件，测得的衰减系数才能线性相加。
2、损耗测量
测量光纤损耗的方法很多，CCITT建议以剪断法为参考，插入法为第一替代法，背向散射法为第二替代法。
多模光纤损耗的测量，注入条件是头等重要的。多模光纤中可以传输成百上千个模，由于耦合条件的不同，各模携带的初始能量亦不同，传播过程中，由于模变换、模耦合和模衰减，各模携带的能量比例不断变化，只有经过很长的传输距离后，各模传输能量的比例才能固定下来。这时才达到了平衡模分布或稳态模分布。也就是说光纤输出端的近场分布和远场分布不再随长度而变化。随着光纤轴向均匀性的差异和光纤所处的状态不同，达到平衡模分布的长度也不一样，一般可从几百米到几千米不等。显然，测量剪断后2m光纤的长度是远远达不到平衡模分布要求的。为了满足测量的要求，必须加速平衡模分布建立的过程，就是说，要人为地控制注入条件和注入技术，使1～2m长光纤输出端的场分布接近平衡模分布。注入技术采取的措施包括扰模器（scrambler）、滤模器（mode filter）和包层模剥除器（cladding stripper）等。
在实验系统测试多模光纤损耗时，采用CCITT推荐的以剪断法为测试方法，用小可变衰减器替代可调衰减的多模光纤，用柱状扰模器形成平衡模分布，测试实验框图如图32-1所示。
测试方法为首先用光纤跳线接850nm光发端机，经过扰模器扰模后测试得到A点处光功率P0，取下光功率计，接上待测光纤（小可变衰减器模拟），再用光功率计测试得到B点光功 率P1，代入公式32-2即得多模光纤的损耗。
P0
图1-1 多模光纤损耗测试实验框图
五、实验步骤
1、用连接线连接电终端模块T68(M)和T94(13_DIN)。 2、将光终端模块的开关K43打拨到“数字”，BM1打拨到“850nm”。
3、安装好850nm光发端机，用一根ST-FC多模光跳线一端接入850nm光发端机经扰模器
扰模后与光功率计相连。
1、 打开交流电源，打开交流电源开关，电源指示二极管D4，D5，D6，D7，D8亮。 4、用万用表测量T97和T98两端电压（红表笔插TV+，黑表笔插TV-）。慢慢调节电位器W44(数字驱动调节)，使驱动电流达到额定值，即使V=25mV。
5、读出此时光功率计的数值，此数据即为没有加入小可变衰减器前的输入功率P0。 6、从光功率计端取下光纤，接入小可变衰减器（或待测光纤），用FC-FC多模光纤跳线与光功率计连接。
7、用光功率计测量此时的光功率数值P1。
8、将所测得的数值P0、P1和代入式（1-2）计算所得的结果即为多模光纤的损耗。 9、实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将所有的开关拨向下。
注意：
请根据本实验步骤，自己设计出采用1310nm和1550nm光发端机时测得光纤损耗的步骤并记录实验数据。
六、实验报告
1、通过实验结果，计算得到待测光纤损耗 2、对实验结果以及误差进行分析
七、思考题
1、分析用剪断法测量光纤损耗中扰模器的作用，若不使用扰模器，则会对实验结果有何影响？
2、测量光纤损耗时，对光纤稍微用力拉紧，比较此时测得的光纤损耗的变化，并分析其原因。
3、查阅相关文献资料，比较插入法测试光纤损耗与剪断法测试光纤损耗的优缺点。
实验二 光发射机性能测试实验
一、实验目的
1、了解数字光发端机输出光功率的指标要求 2、掌握数字光发端机输出光功率的测试方法 3、了解数字光发端机的消光比的指标要求 4、掌握数字光发端机的消光比的测试方法
二、实验内容
1、测试数字光发端机的输出光功率 2、测试数字光发端机的消光比
3、比较驱动电流的不同对输出光功率和消光比的影响
三、实验仪器
1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 2、FC接口光功率计 3、FC-FC单模光跳线 4、万用表 5、850nm光发端机（可选） 6、ST-FC多模光跳线（可选） 7、连接导线
1台 1台 1根 1台 1个 1根 20根
四、实验原理
光发送机是数字光纤通信系统中的三大组成部分（光发送机、光纤光缆、光接收机）之一。其功能是将电脉冲信号变换成光脉冲信号，并以数字光纤通信系统传输性能所要求的光脉冲信号波形从光源器件组件的尾纤发射出去。
根据光纤在0.85um、1.31um或1.55um附近呈现低损耗的特性，结合半导体发光材料，其辐射波长能够覆盖上述范围的是GaAs化合物。
光源驱动电路是光发送机的主干电路，它将电脉冲信号通过电流强度的调制方式调制半导体激光器或者发光二极管发射出光脉冲信号。
一个性能十分完善的光发送机，一方面是需要能够适应数字光纤通信特点的性能先进的光源器件，另一方面就是根据光源器件的应用特性采用先进的电子线路技术进行恰到好处的控制与防范。这就是光发送机除了一定要有整形或码型变换电路、光源驱动电路和发射光源以外，还可能要有自动功率控制、自动温度控制和各种保护电路的原因。
光发送机的指标有如下几点：
1、输出光功率：输出光功率必须保持恒定，要求在环境温度变化或LD器件老化的过程中，其输出光功率保持不变，或者其变化幅度在数字光纤通信工程设计指标要求的范围内，以保证其数字光纤通信系统能长期正常稳定运行。
输出光功率是指给光发端机的数字驱动电路送入一伪随机二进制序列作为测试信号，用光功率计直接测试光发端机的光功率，此数值即为数字发送单元的输出光功率。
输出光功率测试连接如图2-1所示。
图2-1 输出光功率测试连接示意图
根据CCITT标准，信号源输出信号为表2-1所规定的要求。
2、消光比：消光比定义式如下式4-1，P0是给光发端机的数字驱动电路发送全“0”码，测得的光功率，P1是给光发端机的数字驱动电路发送全“1”码，测得的光功率，将P0，P1代入公式：
P
EXT10lg1 （2-1）
P0
即得到光发端机的消光比。
消光比的值与光源工作电流有一定的关系，一般当发送“0”时，工作电流应在阀值附近，实验时可调节相应的驱动电流值。
光通信系统一般要求消光比越大越好，但是不可过大或过小，消光比太大，即预偏置电流太小或没有，影响通信系统传输速率；消光比太小，则调制深度浅，有用光功率比例减小，影响系统灵敏度。
3、光脉冲的响应时间(tr,tf)及开通延迟时间(td)必须远小于每个码元的时隙，以便使光脉冲成为传输数字信号的准确重现。
4、输出光脉冲无张弛振荡和自脉动
当调制速率较高时，输出光脉冲可能会出现张弛振荡。这时必须在电路上加以阻尼，以便使光发送机能正常工作。输出光脉冲上出现自脉动与LD的输出特性曲线上出现扭折有关。
5、LD的辐射波长必须保持恒定
当调制速率高达数Gbit/s时，LD的辐射波长在调制脉冲的上升沿时向短波长漂移，而在脉冲下降沿时则向长波长漂移，这种现象称为Chirp效应。它严重恶化数字光纤通信系统的传输质量，限制通信的中继距离。在高速以至超高速的光发送机中应该对此采取相应有效的解决措施，以便实现大容量长距离的数字光纤通信。
前面指出输出光功率需恒定，或者变动微小，这是通过自动功率控制或者自动温度控制技术达到这种目的的。本套实验系统未涉及到这种技术。
光纤传输系统、发光器件、驱动电流，都会影响发光系统的输出光功率和消光比，本实
4
验采用4M速率的伪随机测试信号作为信号源，伪随机码测试信号为2－1位，通过观察三种不同光纤通信系统（850nm、1310nm和1550nm）传输NRZ码的输出光功率和消光比，比较其输出光功率和消光比异同点及其影响因素，同时观察驱动电流对输出光功率和消光比的影响。
实验原理图如下：
a、1550nm数字光发端机平均光功率及消光比测试
1、用导线连接电终端模块T68(M)和T92(15_DIN) 2、将拨码开关K35的值拨为“0000”。
3、用FC-FC光纤跳线将1550T输出端与FC接口光功率计连接，形成输出光功率测试系统。
4、打开交流电源，此时指示灯D4、D5、D6、D7、D8亮。
5、将光功率计调至1550波长档，用光功率计测量此时光发端机的光功率，即为光发端机的输出光功率。
6、拆除导线T68(M)和T92(15_DIN)，其余连线不变，连接导线T79(D1_O)与T92(15_DIN)，将数字信号源模块的拨码开关K36拨为全“1”，测得此时光功率为P1，将拨码开关K36拨为全“0”，测得此时光功率为P0。
7、将P1，P0代入公式12-1式即得1550nm数字光纤传输系统消光比。 8、依次关闭各电源，拆除导线，拆除光纤跳线，将实验箱还原。 b、1310nm数字发端机输出光功率及消光比测试 1、用导线连接电终端模块T68(M)和T94(13_DIN)。 2、将开关BM1拨为1310nm,将开关K43拨为“数字”，将电位器W44逆时针旋转到最小。 3、旋开光发端机光纤输出端口（1310nm T）防尘帽，用FC-FC光纤跳线将半导体激光器与光功率计连接起来。
4、用万用表测量T97（TV+）和T98(TV-)之间的电阻值（电阻焊接在PCB板的反面），找出所测电压与半导体激光器驱动电流之间的关系（V＝IR110）。
5、打开交流电源，此时指示灯D4、D5、D6、D7、D8亮。 6、将电位器W46（阈值电流调节）逆时针旋转到底。 7、慢慢调节电位器W44（数字驱动调节），用万用表测量T97（TV+）和T98(TV-)两端电压（红表笔插T97，黑表笔插T98），使之为25mV。
8、将光功率计调至1310波长档，用光功率计测量此时光发端机的光功率，即为光发端机的输出光功率。
9、拆除导线T68(M)和T94(13_DIN)，其余连线和设置不变，连接导线T79(D1_O)与T94(13_DIN)，将数字信号源模块的拨码开关K36拨为全“1”，测得此时光功率为P1，将拨码开关K36拨为全“0”，测得此时光功率为P0。
10、将P1，P0代入公式12-1式即得1310nm数字光纤传输系统消光比。
11、重复6-9步，调节电位器W44，调节驱动电流大小为下表中数值时，测得的输出光功率及消光比填入下表。
12、依次关闭各电源，拆除导线，拆除光纤跳线，将实验箱还原。
六、实验报告
1、记录光发端机的输出光功率，通过实验数据计算光发射机的消光比
2、比较不同驱动电流下的输出光功率及消光比，确定驱动电流多大时，1310光发送系统更符合传输要求
3、比较1310nm及1550nm数字光发送系统输出光功率及消光比，并分析系统性能指标 4、分析实验结果及误差
七、思考题
1、输出光功率大小对光纤通信系统有何影响？ 2、消光比大小对光纤通信系统传输特性有何影响？ 3、如何确定数字光纤通信系统的驱动电流？
实验三 数字光接收机性能测试实验
一、实验目的
1、熟悉光收端机灵敏度的概念 2、掌握光收端机灵敏度的测试方法 3、熟悉光收端机动态范围的概念
二、实验内容
1、测量1310nm光收端机的灵敏度 2、测量1550nm光收端机的灵敏度
3、测量850nm光收端机的灵敏度(选做)
三、实验仪器
1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 2、光功率计 3、万用表 4、小可变衰减器 5、误码分析仪 6、FC-FC单模光跳线 7、ST-FC多模光跳线 （可选） 8、850nm光发端机和光收端机（可选） 9、FC-FC多模光跳线 （可选） 10、连接导线
1台 1台 1台 1个 1台 2根 2根 1套 1根 20根
四、实验原理
数字光接收机在数字光纤通信系统中的作用就是将经过光纤传输后被衰减变形的微弱光脉冲信号通过光-电变换成为电脉冲信号，并将其放大，均衡与定时再生还原成标准的数字脉冲信号。其中的所谓定时再生就是对数字光接收放大均衡输出的信号流中的每一个信号进行判决而成为数字信号码流，并要求不发生误判或者尽量少发生误判，而这个误判就是我们平常所说的误码率。
数字光接收机在对光脉冲信号的变换，放大和均衡的过程中产生了各种噪声，这些噪声会影响数字光接收机对信号的判决。为了减小在判决中的误码率，可以从两个不同的角度采取措施，即加大其输入光功率，或者减小数字光接收机的输入噪声。很明显，加大输入光功率的方法是不明智的，因为这是以减小数字光纤通信的中继距离为代价的。因此，必须想办法采取一切可行的有效措施尽量减小数字光接收机的输出噪声，这一点也就是研究数字光接收机的实际含义。
数字光接收机的输入光功率和误码率两者是互相矛盾的。因此，必须对其中一个进行人
-9-11
为的规定，例如：规定误码率为10，或者 10。根据这一要求，就可以找到数字光接收机所接收到的最小光功率作为其性能指标，即接收灵敏度。可见数字光接收机在保证特定误码率的条件下，其输出噪声越小，接收所需要的光功率也就越小，其灵敏度也就越高。
数字光接收机的光接收灵敏度用下式表示：
Sr10log
Pr
(dBm) （3-1） 3
10
Pr是在随机码情况下的接收平均光功率。
CCITT（国际电报、电话咨询委员会）标准规定，用误码分析仪向光发端机的数字驱动电
15
路发送2-1的伪随机序列作为测试信号，调整光衰减器使其衰减值增大，从而使输入光收端
-11
机的平均光功率逐步减小，使系统处于误码状态，并且使得系统测试得到的误码率为1×10，测得此时的光功率即为光收端机的最小光功率，这也就是光收端机的灵敏度。
光收端机动态范围的定义是在保证一定的误码率下所允许的最大和最小输入光功率之比的分贝数，即由下式计算得到
D10lg
P
max
(
dB) （3-2） Pmin
它表示了光收端机对输入信号变化时的适应能力。在测试光收端机的灵敏度时，减小光
-11
衰减器的衰耗，即加大光收端机的输入光功率，使其误码率达到1×10时，得到允许最大的接收光功率Pmax。
图3-1 数字接收单元指标测试框图
图3-2 输出码型为HDB3码误码测试方法实验框图
测试框图如图3-1所示，测试方法与测量灵敏度的方法基本相同，只是最后增加测量最
-11
大输入光功率一项，其方法是逐渐减小光衰减器的衰减量，直至误码仪指示误码降为1×10，此时的接收光功率即为最大输入光功率。
由于数字光纤通信系统中不能传输HDB3码，而目前大部分误码分析仪输出码型均为HDB3
码，作为演示实验，若使用的误码分析仪为有NRZ码输出，则可以按照图37-1所示示意图进
-3-6
行实验，在这里我们取当系统出现1×10或10误码率时认为光纤通信系统出现误码，即当
小光功率Pmin。此Pmin 即为光收端机的灵敏度。
10、根据以上实验步骤，自己设计850nm、1550nm光收端机灵敏度测试步骤。
11、实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将所有的开关拨向下，将实验箱还原。
六、实验报告
1、通过实验得到光收端机灵敏度。
2、比较1310 nm及1550nm光检测器的灵敏度。 3、对实验结果和误差进行分析。
注意：典型灵敏度为3dBm。但是不同的探测器导致结果不同。
七、思考题答案
1、光收端机误码产生的原因是什么？
2、分析光收端机的误码率与输入光功率的关系，并用实验验证此关系。
3、若需要测试光收端机动态范围，则实验方案如何？利用现有仪器能否完成？
实验四 模拟信号光纤传输实验
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
二、实验内容
1、各种模拟信号LED模拟调制：三角波，正弦波 2、各种模拟信号LD模拟调制：三角波，正弦波
三、实验仪器
1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 2、20MHz双踪模拟示波器 3、万用表 4、FC-FC单模光跳线 5、850nm光发端机和光收端机（可选） 6、ST/PC-ST/PC多模光跳线（可选） 7、连接导线
1台 1台 1台 1根 1套 1根 20根
四、实验原理
根据系统传输信号不同，光纤通信系统可分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统。由于发光二极管和半导体激光器的输出光功率（对激光器来说，是指阈值电流以上线性部分）基本上与注入电流成正比，而且电流的变化转换为光频调制呈线性，所以可以直接调制。对于半导体激光器和发光二极管来说，具有简单、经济和容易实现等优点。进行发光二极管及半导体激光器调制时采用的就是直接调制。
从调制信号的形式来看，光调制可分为模拟信号调制和数字信号调制。模拟信号调制直接用连续的模拟信号（如话音、模拟图像信号等）对光源进行调制。图16-1就是对发光二极
P
I
图4-1 发光二极管模拟调制原理图
管进行模拟调制的原理图。
连续的模拟信号电流叠加在直流偏置电流上，适当地选择直流偏置电流的大小，可以减小光信号的非线性失真。电路实现上，LED的模拟信号调制较为简单，利用其P-I的线性关系，可以直接利用电流放大电路进行调制，实验箱模拟信号调制电路如图4-3所示。
一般来说，半导体激光器很少用于模拟信号的直接调制，半导体激光器模拟调制要求光
T10
TP108
TP114
以正弦波为例T10、TP108、TP114波形
六、实验测试点说明
T10（正弦波） 1K正弦波信号输出端
T96（13_AIN）1310光端机模拟信号输入端 T7（三角波）1K三角波信号输出端 TP108（LT）激光器的发射信号输出端 TP114（13OUT）探测器的接收信号测试端
七、实验报告
1、记录并画出各模拟信号的波形，对模拟信号光传输前后的波形进行比较。 2、简述模拟信号光纤传输过程；比较LD与LED模拟信号调制的效果。 3、对实验结果以及实验结果的分析正确。
七、思考题答案
1、光纤传输系统能否传输数字信号，为什么？
2、分析和比较LD模拟信号调制与LED模拟信号调制的异同点，并指出其优缺点。
实验五 光纤线路接口码型HDB3编译码实验
一、实验目的
1、了解接口码型在光纤传输中的作用 2、了解HDB3码编译电路实现原理
3、掌握HDB3码的编译码规则及编译码过程
二、实验内容
1、学习了解HDB3编码规则 2、观察接口码型的编译码过程
三、实验仪器
1、ZY12OFCom23H1 型光纤通信原理实验箱 2、20MHz双踪模拟示波器 3、连接导线
1台 1台 20根
四、实验原理
为了适应数字通信和数字光纤通信系统的需要，实际上完整的数字光纤通信系统的组成如图5-1所示，它包括数字通信设备、光发送端机、光接收端机和光纤光缆传输线路（可能含有中继器）。
图5-1 数字光纤通信系统的组成框图
接口码型变换电路包括输入接口码型变换和输出接口码型变换两部分内容。这种变换电路完全是为了适应数字传输的需要而设置的，接口码型从我国所采用的数字通信标准制式来看有两种，即HDB3码型和CMI码型，这两种接口码型也就是电缆数字通信的线路传输码型。
如上图所示，在PCM端机与光发收端机之间，电缆传输的是接口码型；在光发光收之间的光纤链路上传输的是线路码型。信号流程如下：PCM端机编接口码型，送出，在电缆中传输；被光发送端机接收，称输入接口码型，译码成NRZ，编成线路码形送出，在光纤链路中传输；线路码型被光接收端机接收，译码成NRZ码，在编成接口码型送出；称输出接口码型，在电缆中传输，被PCM端机接收，译成NRZ码。
本章重点介绍接口码型。
输入接口码型变换电路的主要作用如下：
1.将从PCM输出经电缆传输后衰减变形的接口码型进行均衡放大。至于在PCM输出至光端机输入之间允许插入的最大电缆损耗，ITU-T对不同的数字系列等级有不同的规定。
2.将接口码型一律译码成为NRZ码型。
3.适应数字光纤通信系统的需要，具有在输入信号中断的情况下维持其所在数字光纤通
信系统正常运行的功能，这主要是在输入接口码型变换电路中提供与输入信号速率相同的备用时钟。在其输入信号中断时，一方面由输入信号中断检出电路发出相应的告警信号，另一方面由这一告警信号同时转换输入接口码型变换电路的输出时钟，维持下游整个数字光纤通信系统的正常运行，并控制接口码型译码电路发出AIS信号，即告警指示信号（全“1”码）。这个信号送到本系统对端的光接收端机的输出接口码型变化电路，使其“了解”本系统上游光发送机出现了输入信号中断的故障。
输出接口码型变换电路的作用基本上与输入接口码型变换电路的作用成对应关系。读者可自行分析，并查阅相关专业书籍。
接口码型从我国所采用的数字通信标准制式来看有两种，即HDB3码型和CMI码型。CMI本身可以作为光纤通信的线路码型使用，将在下一实验中详述，下面将重点讲述HDB3码型。
HDB3码是三阶高密度双极性码（High Density Bipolar Codes）的简称。所谓三阶，即最大允许连“0”数为3个。这种码型ITU-TG.703建议规定作为PCM一次群、二次群和三次群的电线路传输码型。在数字光纤通信系统中，HDB3码就是相应的PCM设备与数字光纤通信设备之间的接口码型。输入接口码型变换电路就是将HDB3码变换为PCM码，此PCM码经过光纤传输后再经输出接口码型变换电路进行码反变换，得到HDB3码。实验系统方框图如5-2。
图5-2 HDB3编译码实验框图
1、HDB3码有如下特点：
一、HDB3码的功率谱中无直流分量，高低频成分少，定时信息丰富，有利于定时提取； 二、HDB3码是伪三进制码，它的状态用B+，B-，和0表示； 三、HDB3码的最大连0数等于3；
四、HDB3码中任意两个相邻“V”脉冲（破坏点）之间的传号“B”脉冲数目（不包括“V”脉冲本身）为奇数；
五、HDB3码可以利用其破坏点规则检测线路传输中产生的误码。 2、HDB3码编码
HDB3码的编码规则：二进制中的传号，在HDB3码中编成交替反转码。当二进制信号为全“1”码时，HDB3码与一般的AMI码相同。二进制中的空号，在HDB3码中仍编为空号，但在二进制中出现四空号串，则用以下四连“0”取代节代替，其取代节形式如下：000V或B00V。其中，V为双极性码中极性交替改变法则的破坏点，B为双极性码中极性交替改变法则中的非破坏点，0为双极性码中的0码。
同一个取代节中的“B”，“V”脉冲在HDB3码中的极性相同。HDB3码中相邻字节中的“V”脉冲符合交替反转法则。
用取代节中的“B”脉冲来保证HDB3码中任意两个相邻取代节的“V”脉冲之间的脉冲数目为奇数。即从二进制信号进行HDB3码编码的过程中，遇到一个四空号串，准备用取代节代替时，要视相邻前一个取代节中的“V”脉冲至准备代替四空号串的取代节中的“V”脉冲之间已有的脉冲数目，如果为奇数，用000V取代节，若为偶数，则用B00V取代节。
3、HDB3码编码电路
根据 HDB3码的编码规则可知HDB3编码电路原理框图如图5-3所示。图中的V脉冲插入与B脉冲形成电路，实际上是一个逻辑电路起了两种作用，即在其输入信号序列中的空号串少于4时，该电路输出为输入信号序列码。如果在输入信号序列中出现空号串等于或大于4时则第4n（n＝1，2，„N）个空号用传号代替，即插入“V”脉冲。而这个“V”脉冲正好在该
电路输出4空号串的第一个空号位上，因此它就是准备添补到HDB3码中的“B” 脉冲。然后在已经插入“V”脉冲的信号序列码中按照取代节使用的原则可以决定是否将“B”脉冲添补进去，即决定在4空号串的第一个空号位上决定是加入一个传号还是保持原有的空号，这就是图中脉冲添补电路的作用。最后通过图中的破坏点形成电路和传号交替反转码形成电路输出HDB3码序列。
图5-3 HDB3码编码电路原理框图
4、HDB3码译码电路
HDB3码译码是其编码的反变换，就是将HDB3码还原成二值NRZ码。HDB3码经双⁄单变换后成为两路二值码信号输出，由于HDB3码中破坏点的影响，这两路二值码信号在时间上相互之间不遵循交替出现的规律，即其中一路在另一路为“0”的情况下可能连出两个脉冲信号（非连续出现）的情况。图15-4中“V”脉冲检出就是把两路二值码信号中连出两个脉冲中的第二个脉冲检测出来，这个脉冲就是“V”脉冲。也就是利用这个“V”脉冲从＋HDB3和-HDB3两路信号的合成输出中对 “B”和“V”扣除以后就还原成NRZ信号。
实验中HDB3编译码主要利用CPLD电路实现“V”脉冲和“B”脉冲信号的处理。以观察HDB3编译码过程为主，分析HDB3编码规则。
五、实验步骤
图5-4 HDB3 码译码电路原理框图
1、用连接线连接电终端模块的T83（E1_O）和T84（E1_I）。将K41、K42拨向下。 连接数字信号源模块的T79（D1_O）和电终端模块的T67（D1_I），T78（D2_O）和T64（D2_I），T8（D3_O）和T63（D3_I）；
连接电终端模块和数字终端模块的T70（D1_O）和T88（D1_I），T72（D2_O）和T75（D2_I），T73（D3_O）和T74（D3_I）
2、将拨码开关K35的值拨为“1100”。将拨码开关K34的值拨为“00000001”。 3、打开交流电源开关，电源指示二极管D4，D5，D6，D7，D8亮。 a、全0码和全1码输出时的HDB3码编码输出信号观测
1、将拨码开关K36，K33，K32的值全部拨为0，此时用示波器观察电终端模块TP97（HDB3OUT11），TP98(HDB3OUT12)和T83（E1_O）的波形，并记录测试的结果。其中T83（E1_O）为编码后的HDB3码的波形，TP97为HDB3码正半周期信号，TP98为HDB3码负半周期信号。
2、将拨码开关K36，K33，K32的值全部拨为1，此时用示波器观察T83（E1_O）的波形，并记录测试的结果；
3、对以上两次所测的波形进行比较，理解HDB3编码的原理。 b、HDB3编码规则验证
将拨码开关K36，K33，K32的值拨为任意值，采用双通道示波器，一通道接T83（E1_O），一通道接T65(D_O)，此时观测输出的HDB3码与原NRZ码的波形，以验证编码的正确性。需要注意的是HDB3码与NRZ码之间有一定的相位延迟，其对应关系如下：
c、HDB3码的译码过程及编译码延迟测量
1、用示波器测量测试钩TP94(HD1)和TP95(HD2)的波形，此波形分别为译码时的HDB3码的正半周期和负半周期信号。（若这两个信号没有输出，可通过调节电位器W37和W38来实现其正常输出）
2、用示波器同时测量T66（C_O）和TP102（CLKOUT1）的波形，调节电位器W32使得TP102的波形输出稳定
3、用示波器的两个通道同时测量T67和T70波形（或是T64和T72 ，T63和T73），并进行比较，其两者之间相差的码元数即为HDB3码的编译码的总延迟时间。
4、观察数字源模块和数字终端模块的二极管发光的个数及顺序是否相同，相同的话，则说明HDB3码的译码正确，没有出现误码。
5、在扩展模块上自己设计HDB3编译码程序进行验证，具体可参见实验四十一。 6、实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将实验箱还原。
六、实验测试点说明
T83(E1_O) HDB3 码编码的输出端
T90（E1-I）HDB3码的解码输入端
TP97（HDB3OUT11）HDB3编码的正半周期信号 TP98（HDB3OUT12）HDB3编码的负半周期信号 TP94（HD1）HDB3编码的正半周期信号 TP95（HD2）HDB3编码的负半周期信号
七、实验报告
1、根据实验结果，画出个测试点的波形，分析各点的波形，比较实验所观察到的波形与理论波形是否一致，如果不一致分析原因。
2、结合实验波形，总结HDB3码的编码规则及原理。
八、思考题
1、为什么HDB3码不能在数字光纤传输系统中传输？
2、接口码型变换电路在光纤传输系统中处于什么位置，有何作用？
实验六 光纤通信系统线路码型5B6B 编译码实验
一、实验目的
1、了解线路码型在光纤传输系统中的作用
2、掌握线路码型5B6B码的编译码过程以及电路实现原理
二、实验内容
1、验证符合光纤传输系统的线路码型 2、观察线路码型5B6B码的编译码过程
三、实验仪器
1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 2、20MHz双踪模拟示波器 3、FC-FC单模光跳线 4、连接导线
1台 1台 1根 20根
四、实验原理
1、5B6B码的编码规则及原理
字母型平衡码mBnB码是光纤通信系统的最常用的一种线路码型。所谓字母型码，是将输入的m比特（Bit）一组码作为一个码字，按码表变换表，在同样长的时间间隔内，变换成n比特一组的输出码字，因此又成为字变换码。其中m和n都为整数，且n>m，一般取n=m+1。
mBnB码的传输性能较好，直流电平浮动小，同符号连续数小，“0”，“1”分布均匀，定时信息丰富。误码监测性能好，可以利用正负模式交替及不出现禁字的特点，在码型反变换的同时方便的监测误码。在中继站也可以用游动数字和法监测误码。
而在mBnB码中，5B6B码被认为是在编码复杂性和比特冗余度之间最合理的折衷，因此应用较为普遍，下面以邮电部推荐使用的一种码表为例介绍5B6B码的特点。见下表：
一般5B6B码的最大同符号连续数为6，而表23-1种巧妙的利用了正、负不均码与均等码的对应关系，使码表中得出6B码流中最大的同符号连续数为5。同时，使“0”、“1”的转换概率达0.5915，提高了定时信息的含量。同时适当的选择禁字解码表可使平均误码扩展系数减小到1.281。
mBnB码的码速提高率H 为
H
nm
100% m
（6-1）
故5B6B码的码速提高率为H=6-5/5=20%。其误码监测法可采用码结构违反监测法。
表6-1 5B6B码编码表
5B6B编码器的主要功能是将线路中的串行码进行分组，每5位为一组，然后将其按码表变换的规则变换成6位的串行码并发送到线路中。在这里编码的方法采用码表存储法。
码表存储法的方法是将所选择的线路码型的变换码表存放在一个存储器中，把输入的码字作为地址码，读出存储器的内容，即为线路码。具体实现时一般采用只读存储器PROM.具体的实现方法框图如下：
图6-1 5B6B码码表存储法原理框图
在实际的编码过程中，在码表变换过程中，都人为地加入了控制字位。具体的加入规则如下：在5B码的最高位前加入模式控制字位，其中“0”时表示按模式1进行查表变换，“1”表示按模式2进行查表变换；在输出的6B码字最高位之前加入辅助控制位，若该6B码字中“1”和“0”的个数相等，则此为为“0”，若不相等则为“1”。用此辅助控制位来控制模式控制字位，以此来实现两种模式之间的转换。此部分功能主要由CPLD来实现。
2、5B6B码的解码原理
一般情况下，译码是编码的逆过程，因此译码器与编码器的构成基本相同，但译码时必须考虑如何分组的问题，就是译码时译码器对线路码流的分组必须和编码时的分组完全吻合。即编码和译码分组必须同步。完成译码时分组于编码时分组同步的电路称为组同步电路,某些插入帧定位码的码型，可以利用帧定位码来实现译码时分组的同步。组同步实现的方法通常有以下两种方法：
2.1 帧定位码同步法
插入了帧定位码的线路码型，可以利用帧定位码来实现帧同步。帧定位码的插入有两种方式，一种是集中插入，一种是分散插入。通常帧定位码的码长及码型都有一定的要求，只要搜捕到帧定位码的正确位置，就可以正确地完成译码。帧定位码的搜捕方法通常有两种：逐码移位法和予置判断法。
2.2 大误码监测法
由于码型变换都是遵循一定规则的，在译码时，如果没有实现组同步，则误码监测电路会引起测到大量违犯编码规则的的情况，而判断为大误码。这种非同步情况下造成的误码检出，比同步时真正出现的线路误码要大几个数量级。因此，只要检出大误码，就判定为组失步，采用逐码移位法使其恢复同步。
在大误码监测法具体实现时，为了保证同步电路稳定的工作，设当连续两次在大于或等于M组码中找到多于C次违犯（误码）时，则进行同步搜捕。下表列出了常用码型的M、C值。
线路码型
MC
3B4B51015
5B6B31515
6B8B328
mB1P166
mB1C166
表6-2 大误码监测M、C的取值表
大误码监测法适用于各种分组码，特别是没有插入帧定位码的光线路码型，基本上都采用这种法实现组同步。大误码监测法组同步电路原理框图如下：
图6-2 大误码监测法组同步原理框图
在实际译码时当监测到大误码时，产生一尖脉冲，插入到线路时钟中，重新对接收到的码流进行分组，即采用逐码移位法的方法来实现组同步。直到分组完全正确为止。
2.3 5B6B译码原理
5B6B译码原理框图如下：
图6-3 5B6B译码原理框图
5B6B在译码时的时钟提取由CPLD外部的锁相环来完成。误码计数的功能在于对禁字出
现的次数进行计数，当禁字在一定的连续码组中出现的次数超过规定的值时（具体原理见上面的大误码检测原理），判定电路处于大误码状态，此时由尖脉冲产生电路产生一个窄脉冲，插入线路时钟中，利用逐码移位的原理重新对码组进行分组，以使之达到组同步，从而查表得到相应的并行5B码，在经过并-串转换将其还原成原5B的串行码流，实现5B6B的解码。
五、实验步骤
1、用导线连接电终端模块T66(C_O)和光终端模块T81(C_I)，T65(D_O)和T82(D_I)； 连接电终端模块T71(C_I)和光终端模块T85(C_O)，T69(D_I)和T86(D_O)； 连接数字信号源模块的T79（D1_O）和T67（D1_I），T78（D2_O）和T64（D2_I），T8（D3_O）和T63（D3_I）；
连接电终端模块和数字终端模块的T70（D1_O）和T88（D1_I），T72（D2_O）和T75（D2_I），T73（D3_O）和T74（D3_I）
2、将拨码开关K35的值拨为“1100”，K38的值拨为“0001”，K37的值拨为“00100000”。将拨码开关K36、K32和K33的值拨为任意值。
3、将开关K7、K29拨向下，将K28拨向上。 4、旋开光发端机光纤输出端口（1550nm T）防尘帽，用FC-FC光纤跳线将半导体激光器与光机收机（1550nm R）连接起来。
5、打开交流电源，此时指示灯D4、D5、D6、D7、D8亮。 6、用示波器探头测量T82(D_I)处的波形，并记录下来。 注意：此波形为未进行5B6B编码前的数据波形
7、用示波器探头测量T92(15_DIN)处的波形，此时的波形为5B6B编码后的波形，将示波器的第一通道设置为触发方式，观测T82(D_I)和T92(15_DIN)两个信号的区别，并验证5B6B编码的原理。
8、调节电位器W34,使得TP111(CLKOUT)测试点的波形稳定（即时钟恢复锁相环锁定），用示波器探头测量TP100(6PP)和TP106(5PP)处的波形，观察5B和6B的时钟之间的关系。
注意：电位器W34用于调节光路时钟恢复锁相环的参数。 9、将拨码开关K38的值拨为“0000”，同时按开关K39，观测数字终端二极管的变化，继续按开关K39，直到数字终端的二极管发光和数字信号源完全一致。
注意：开关K39为5B6B译码时手动分组开关。按一次相当于对分组进行了一次调整。 10、用示波器测量测试钩TP115（ERROR）的波形，观测译码时误码脉冲。 注意：此误码脉冲用来计数从而在内部进行译码分组调整。
11、测量光终端T82(D_I)和T86(D_O)处的波形，进行对比，观察译码后的数据和输入的数据是否相同。
注意：编码数据和解码数据有一定的延迟。 12、将拨码开关K37的值拨为“01100000”，即采用“扰码+5B6B”的编码方式重新做以上的试验，观察相同测试点处波形的不同。
注意：此时选择的编码方式为扰码+5B6B编译码的方式。
13、在扩展模块上自己设计5B6B编译码程序进行验证，具体可参见实验四十四。
14、实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将所有的开关拨向下，将实验箱还原。
六、实验测试点说明
T92 （15_DIN） 1550光发送机的数据信号输入端
T89（15_DOUT）1550光接收机的数据信号输出端 TP100（6PP）6B信号的编码时钟 TP106（5PP）5B信号的编码时钟 TP115（ERROR）误码信号测试端口 T86（D_O）光终端数据输出端口 T85（C_O）光终端时钟输出端口
TP111(CLKOUT) 光路时钟恢复后的6B时钟，频率2457K TP103(VCOOUT2) 光路时钟恢复后的6B时钟，频率2457K
七、实验报告
1、简述5B6B编译码电路的原理
2、记录各点的波形进行分析，验证5B6B编译码电路原理的正确性。
八、思考题
1、5B6B码作为光纤线路常用的一种线路码型，他有什么优点？
2、自我设计一个5B6B编译码试验的过程，根据实验原理编写一个5B6B编译码的程序，下载到扩展模块上进行验证，画出一个程序的算法框图？
实验七 波分复用技术实验
一、实验目的
1、了解光纤接入网中波分复用原理 2、掌握波分复用技术及实现方法
二、实验内容
1、实现用两种连接方式组成1310nm与1550nm光纤通信的波分复用系统
三、实验仪器
1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 2、20MHz双踪模拟示波器 3、万用表 4、波分复用器 5、FC-FC适配器 6、连接导线
1台 1台 1台 2个 1个 20根
四、实验原理
随着人类社会信息时代的到来，对通信的需求呈现加速增长的趋势。发展迅速的各种新型业务（特别是高速数据和视频业务）对通信网的带宽（或容量）提出了更高的要求。为了适应通信网传输容量的不断增长和满足网络交互性、灵活性的要求，产生了各种复用技术。本实验重点是光的波分复用WDM（Wavelength Division Multiplexing）。
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频率（或波长）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，在发送端采用波分复用器（合波器）将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输；在接收端，再由一波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。由于不同波长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。波分复用系统原理图如图7-1所示。
图7-1 波分复用系统原理图
Mux／DeMux是WDM系统使用中不可或缺的两种元件。也就是我们常说的复用，解复用器。DWDM使光导纤维网络能同时传送数个波长的信号，而Mux则是负责将数个波长汇集至一起的元件；DeMux则是负责将汇集至一起的波长分开的元件。OADM是WDM系统中一个重要
的应用元件，其作用是在一个光导纤维传送网络中塞入／取出（Add-Drop）多个波长信道；置OADM于网络的结点处，以控制不同波长信道的光讯号传至适当的位置。
光纤通信系统中通常实用的石英光纤有三个低衰减区，即0.6～0.9um为第一个低衰减区，通常称为短波长低衰减区。1.0～1.35um和1.45～1.8um为第二、第三个低衰减区。后两者称为长波长低衰减区。
本实验利用光纤通信工程应用最广泛的长波长衰减区中1310nm与1550nm光纤通信波长进行波分复用，传输两路信号（一路模拟信号，一路数字信号）。实验原理框图如图7-2。
波分复用还有另一种连接方式，其实验框图如图7-2所示。这种波分复用连接方式中，同一根光纤中光信号的传输方向相反，由于光波传输的独立性，两个方向的光波传输不会有干扰。通过实验可以验证这一理论。
图7-2 波分复用系统实验框图
五、实验步骤
1、用连接线连接电终端模块的T66(C_O)和光终端模块T81(C_I)，T65(D_O)和T82(D_I)； 连接光终端模块T85（C_O）和电终端模块T71（C_I），T86（D_O）和T69（D_I）； 连接数字信号源模块的T79（D1_O）和T67（D1_I），T78（D2_O）和T64（D2_I），T8（D3_O）和T63（D3_I）；
连接电终端模块和数字终端模块的T70（D1_O）和T88（D1_I），T72（D2_O）和T75（D2_I），T73（D3_O）和T74（D3_I）；
连接模拟信号源模块1的T10和T96(13_AIN)。 2将电终端拨码开关K35的值拨为“1100”，K37的值拨为“00000000”。 将光终端拨码开关K38的值拨为“0000”，K37的值拨为“01000000”。 将数字信号源拨码开关K36，K33和K32的值拨为任意值。 3、将开关BM1拨为1310nm,将开关K43拨为“模拟”，将开关BM2拨为1310nm,将开关K30拨为“通信”，将开关K7、K28和K29全部拨向下。
4、旋开光发端和光收端1550和1310保护帽，将1550光发端机和波分复用器A中标有“1550”光纤接头连接，将1310光发端机和波分复用器A中标有“1310”光纤接头连接。将1550光接收机和波分复用器B中标有“1550”光纤接头连接，将1310光接收机和波分复用器B中标有“1310”光纤接头连接。用FC-FC适配器将波分复用器连接起来。
5、打开交流电源，打开交流电源开关，电源指示二极管D4，D5，D6，D7，D8亮。 6、用双踪示波器的两个探头同时测量T10和TP114(13_OUT)处的波形，调节电位器W9（模拟驱动调节）和W45（幅值调节），直到波形相同为止，信号的幅度可以不同。
7、用示波器测量T92(15_DIN)和T89(15_DOUT)的波形，观察经波分复用和解复用后的
信号是否相同。
8、观测数字源模块和数字终端的二极管发光的个数与顺序，验证数据光纤传输后的正确性。
9、根据以上实验设计两路数字信号波分复用后光纤传输实验。 10、实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将所有的开关拨向下，将实验箱还原。
六、实验报告
1、记录并画出各测试点的波形，画出波分复用系统组成方框图，分析各部分组件在系统中的作用。
2、对实验结果以及误差分析正确。
七、思考题答案
1、说明时分复用与光波分复用的异同点。
2、如果采用多个波长进行波分复用，对实验箱和波分复用器有何要求？
实验八 分路器插入损耗和分光比测试实验
一、实验目的
1、了解光无源器件，Y型分路器的工作原理及其结构 2、掌握它们的正确使用方法
3、掌握它们主要特性参数的测试方法
二、实验内容
1、测量Y型分路器的插入损耗 2、测量Y型分路器的附加损耗 3、测量Y型分路器的分光比
三、实验仪器
1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 2、FC接口光功率计 3、万用表 4、FC-FC适配器 5、Y 型分路器 6、连接导线
1台 1台 1台 1个 1个 20根
四、实验原理
光通信系统的构成，除需要光源器件和光检测器件之外，还需要一些不用电源的光通路元、部件，我们把它们统称为无源器件。它们是光纤传输系统的重要组成部分。
光无源器件包括光纤活动连接器（平面对接FC型、直接接触PC型、矩形SC型）、光衰减器、光波分复用器、光波分去复用器、光方向耦合器（例如：Y型分路器、星型耦合器）、光隔离器、光开关、光调制器„„
本实验重点介绍Y型分路器，下一实验重点讲光波分复用器。
在应用这些无源器件时必须考虑无源器件的各项指标，如Y型分路器（1分2的光耦合器）的插入损耗，分光比，波分复用器的光串扰等。下面对Y型分路器插入损耗及附加损耗及其分光比分别进行测试。
Y型分路器的技术指标一般有插入损耗（Insertion Loss）、附加损耗（Excess Loss）、分光比和方向性、均匀性等，在实验中主要测试Y型分路器的插入损耗，附加损耗及分光比。
就Y型分路器而言，插入损耗定义为指定输出端口的光功率相对全部输入光功率的减少值。插入损耗计算公式为35-1式。
I.Li10lg(PoutiPIN) (35-1)
其中，I.Li为第i个输出端口的插入损耗，Pouti是第i个输出端口测到的光功率值，PIN
是输入端的光功率值。
Y型分路器的附加损耗定义为所有输出端口的光功率总和相对于全部输入光功率的减小值。附加损耗计算公式为35-2式。
E.L10lg
P
OUT
PIN
（35-2）
对于Y型分路器，附加损耗是体现器件制造工艺质量的指标，反映的是器件制作过程带来的固有损耗；而插入损耗则表示的是各个输出端口的输出光功率状况，不仅有固有损耗的因素，更考虑了分光比的影响。因此不同类型的光纤耦合器，插入损耗的差异，并不能反映器件制作质量的优劣，这是与其他无源器件不同的地方。
分光比是光耦合器件所特有的技术术语，它定义为耦合器各输出端口的输出功率的比值，在具体应用中通常用相对输出总功率的百分比来表示。 C.RPOUTi100% （35-3） POUT
例如对于Y型分路器，1：1或50：50代表了输出端相同的分光比。即输出为均分的器件。在实际工程应用中，往往需要各种不同分光比的器件，可以通过控制制作方法来改变光耦合器件的分光比。
测试Y型分路器的插入损耗、附加损耗和分光比时，其测试实验框图如图35-1所示。 测试方法为：先测试出光源输出的光功率P0，将Y型分路器接入其中组成图35-1所示
图35-1 Y型分路器性能测试实验框图
测试系统后，分别测出Y型分路器输出端的光功率P1和P2，代入35-1，35-2，35-3式即可得到待测Y型分路器的性能指标。
五、实验步骤
a、Y型分路器插入损耗测量
1、用连接线连电终端模块T68(M)和T94(13_DIN)。
2、将光终端模块的开关K7拨向上。
3、旋开光发端（1310nmT）保护帽，利用FC-FC单模光跳线将其和光功率计连接起来。并将光功率计的波长设置为1310nm。
4、打开交流电源，打开交流电源开关，电源指示二极管D4，D5，D6，D7，D8亮。
5、读出此时光功率计的数值，此数据即为Y型分路器的输入功PIN。
6、拆除1310T和光功率计的连接，将Y型分路器光纤接头插入“1310nm”光发端（1310nmT）。 同时将Y型分路器光纤输出接头OUT1（标有50字样，两个任何一个都可以，这里记为OUT1）和光功率计连接起来。
8、读出此时光功率计的数值，此数据即为插入Y型分路器后的输出功率Pout1。
9、将所测得的数值Pi和Pout1代入式（35-1）计算所得的结果即为波分复用器的插入损耗。
b、Y型分路器附加损耗测量
10、保持a中连线不变，拆除Y型分路器OUT1和光功率计的连接，将功率计和Y型分路器OUT2连接起来，测量此时的光功率数值Pout2。
11、将两次所测的值Pout1 ，Pout2和PIN代入式（35-2）计算所得的结果即为波分复用器的附加损耗。
c、Y型分路器分光比测量
12、将提上所测量的值Pout1 ，Pout2和PIN代入式（35-3），分别计算两个输出端口的分光比。
13、实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将所有的开关拨向下，将实验箱还原。
六、实验结果
略
七、思考题答案
1、Y型分路器的分光比和实际所测得值有差异，为什么？