实验2 波分复用器的性能指标测量
一、实验目的
1．了解光波分复用器（OPTIC WDM）的指标要求； 2．掌握光波分复用器的测试方法； 3．了解光波分复用器的用途。
二、实验仪器
1．光纤通信实验箱 2．示波器
3．光功率计（选配）
4．光波分复用器（中心波长1310/1550） 1对 5．活动连接器（法兰） 1个 6．信号连接线 2根
三、基本原理
光波分复用器又称为光合波/分波器。光波分复用器是为适应光波波分复用技术的需要研制出来的，使用光波分复用器的主要目的是提高光纤传输线路的传输容量。
波分复用是指一条光纤中同时传输具有不同波长的几个光载波，而每个光载波又各自载荷一群数字信号，因此波分复用又称多群复用。图2.7.1给出的是波分复用通信的原理图。具有不同波长、各自载有信息信号的若干个载波经由通道CH1.CH2.??CHn等进入合波器，被耦合到同一条光纤中去，再经过此条光纤长距离传输，到终端进入分波器，由其按波长将各载波分离，分别进入各自通道CH1.CH2.??CHn，并分别解调，从而使各自载荷的信息重现。同样过程可沿与上述相反的方向进行，如图中的虚线所示，这样的复用称为双向复用，显然，双向复用的复用量将增大一倍，如一个通道传输的信息量为B，单向复用传输的则为NB，双向复用传输的则为2NB。 从上面分析不难看出，复用通信系统中关键的部件是合波、分波器，由于分波器与合波器在原理上是相同的，因此可统称波分复用器。图2.7.2和图2.7.3分别是合波器和分波器的实物图片。
CH1 CH1
CH2 合分CH2
波波器器CH1+CH2+?+CHn
CHn-1 分合
波波CHn-1 器器CHn CHn 图2.7.1 波分复用原理图 …… …… / / 11
图2.7.2 波分复用合波器
图2.7.3 波分复用解波器
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这里需要说明一点的是，有的波分复用器将合波器和解波器合二为一，你可以不用去分哪个是合波器哪个是解波器，可以将其中一个做合波，另外一个做解波。
光波分复用器一般地分为有源、无源以及集成光学型几类。 1. 无源光波复用器
无源光波复用器由光滤波器构成。光滤波器一般地分为三种类型，即相干光滤波器、棱镜型滤波器，以及衍射光栅滤波器。 2. 有源波分复用器
有关有源光波分复用器主要是多波长激光器（LD），多波长发光二极管（LED）、多波长光检测器以及集成光学型的光波分复用器。 3. 光波分复用器一般性能
光波分复用器的主要性能指标是：波分复用光通道数、工作波长、插入损耗、波长隔离度以及结构方式、外形尺寸等等。
光波分复用器的主要技术性能指标如：
工作波长：1300、1550nm 插入损耗：≤0.5dB 波长隔离度：>20 dB 温度范围：0~65℃ 热稳定性：≤4%
偏振稳定性：≤±2.5% 回波损耗：>50 dB 最大功率：350mW
本实验系统提供了1310nm、1550nm两个工作波长光源，所以配置波分复用器也必须是这两个工作波长。图2.7.4为波分复用器（合波器、分波器）在本实验系统中常用连接示意图。a点1310nm光波与b点1550nm光波经合波器复用到达c点，即1310nm+1550nm光波；c点复用光波经分波器后，又分为d点1310nm光波和e点1550nm光波。理想情况下，d点应是与a点完全一样的1310nm光波，e点应是与b点完全一样的1550nm光波。由于插入损耗等性能指标并不十分理想，d点和e点输出的光波的功率与输入的a点，b点的参数会有差异。下面将对插入损耗和隔离度等指标进行测量。
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TX1310 1310nm 光发 a d c 合波器 分波器 b 1550nm 光发 TX1550 g e P
图2.7.4 波分复用器常用连接示意图
图2.7.4中，c点的1310nm光功率与a点的1310nm光功率的差值为光波分复用器对1310nm光传输的插入损耗，c点的1550nm光功率与b点的1550nm光功率的差值为光波分复用器对1550nm光传输的插入损耗。但由于便携式光功率计不能滤除1310nm光只测1550nm的光功率，同时也不能滤除1550nm光只测1310nm的光功率。所以我们改用下面方法进行插入损耗测量，也可以同时对其隔离度指标进行测量。见图2.7.5：
TX1310 1310nm 光发 a d c 波分复用器 1550nm 光发 TX1550 b g e P
图2.7.5 波分复用器测量连接示意图
（一）测量1310nm的插入损耗和波长隔离度
如图2.7.5中所示，首先测出1310nm光源的输出光功率，记为Pa。紧接着将
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波分复用器的c点接1310nm光源a点，用光功率计测出波分复用器的输出d、e两点功率，分别记为Pd 、Pe。代入下面公式得出对应的插入损耗和隔离度。填入表格2.7.1。
插入损耗： Li?10LgPa（dB） （式2.7.1） PdPa（dB） （式2.7.2） Pe隔离度： Lg?10Lg（二）测量1550nm的插入损耗和波长隔离度
如图2.7.5中所示，首先测出1550nm光源的输出光功率，记为Pb。紧接着将波分复用器的c点接1550nm光源b点，用光功率计测出波分复用器的输出e、d两点功率，分别记为Pe 、Pd。代入下面公式得出对应的插入损耗和隔离度。填入表格2.7.1。
插入损耗： Li?10LgPb（dB） （式2.7.3） PePb（dB） （式2.7.4） Pd隔离度： Lg?10Lg表（2.7.1） 波 长 功 率 输入功率（mW）Pa： Pb： 输出功率（mW） Pd： Pe： Pe： Pd： 插入损耗（dB） 隔离度（dB） 1310nm 1550nm
四、实验步骤
（一）光波分复用器1310nm光传输插入损耗和波长隔离度的测量
1．关闭系统电源，按照前面实验中图2.4.2（a）将1310nm光发射端机的TX1310法兰接口、FC-FC单模尾纤、光功率计连接好，注意收集好器件的防尘帽。
2．打开系统电源，液晶菜单选择“测量—平均光发功率—PN码64K”，即在P101铆孔输出6KKHZ的2047位m序列。
3．示波器测试P101铆孔波形，确认有相应的波形输出。
4．用信号连接线连接P101.P201两铆孔，示波器A通道测试TP201测试点，确认有相应的波形输出，,调节电位器W201(输入电平调节电位器）使输出波形幅度最大，即将64KHZ的2047位m序列电信号送入1310nm光发端机，并转换成光信号从TX1310法兰接口输出。
5．按下光功率计上的“λ”键，设置波长为1310nm，设置单位为dBm。读取此时光功
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