第四节 数字光发送接口指标测试实验
一、 实验目的与要求
1、 了解数字光发端机平均发送光功率的指标要求，并掌握测试方法 2、 了解数字光发端机的消光比的指标要求，并掌握测试方法
二、 实验内容
1、 测试数字光发端机的平均光功率 2、 测试数字光发端机的消光比
三、 实验仪器
光纤综合传输模块（A或B）、光功率计、FC-FC光跳线、万用表。
四、 基本原理
平均发送光功率是指在外加伪随机二进制序列作为测试信号的情况下，用光功率计在数字光发送机输出光接口处直接测试得到的光功率，此数值即为数字光发送机的平均发送光功率。采用伪随机码型可使发送数码具有“1”、“0”等概率的特点。
平均发送光功率与输入的码型有关，NRZ码与RZ码相比，其占空比分别为100％、50％，因而NRZ码的平均光功率比RZ码大一倍，即3dB。另外，平均发送光功率是在额定偏置电流和调制电流条件之下测得的，否则结果会有偏差。
消光比是指数字驱动电路输入为全“1”码时光发送机的平均发送光功率P1，与数字驱动电路输入为全“0”码时光发送机的平均发送光功率P0之比的对数表达值，将测得的光功率P1，P0代入公式；
EXT?10lg即得到光发送机的消光比。
P1 式4-1 P2光通信系统消光比太大，即预偏置电流太小或没有，调制电流的增大要先经过低于LD阈值的一段区域才能进入激射区，出现较大的时延，影响光通信系统的传输速率；消光比太小，则调制深度浅，这时会出现平均发送光功率很大而“1”、“0”码对应的光功率差值却不大的情况，使接收端有用的光功率摆幅减小，因而影响系统的接收灵敏度。
五、 实验步骤
A、 数字光发送机的平均发送光功率的测试
1、 确保光纤综合传输模块交流电源开关处于关闭状态，将跳线开关SS01插向“数字”
端，使光发送模块处于数字传输状态。
2、 将光跳线的一端的金属活动连接器与光发送端口的法兰盘对接，（注意双手操作，一
手保持器件间的同轴性，一手小心地推动活动连接器插入法兰盘，并保证活动连接器的凸起部分与法兰盘凹槽完全吻合，然后微微拧紧固定帽即可）；
3、 将光跳线的另一端与光功率计的法兰盘端口对接，方法同上。并将光功率计根据实
际测试的波长调到1310nm或1550nm档。
4、 连接导线：取实验导线一根，一端连接数字电路模块（数字传输系统一）板上 “加
扰模块”中的“加扰输出”，或“CMI编码模块”中的“输出数据”，另一端连接1310nm或1550nm光发送机的“数字输入”接口，向光发送机送入“1”、“0”等概率的数字信号。
5、 打开光纤综合传输模块交流电源开关，使系统正常工作。
6、 用光功率计测量此时光发端机的光功率，即为光发端机的平均发送光功率。 7、 做完实验后关掉交流电开关。
B、数字光发送机的消光比测试
1． 保持A实验部分的所有实验导线。
2． 将光发送机“数字输入”旋钮上方的输入选择跳线开关上的跳块置于“ALL 0”位置， 此时将直流低电平送入光发送机，激光器所得到的码型为全“0”码，测得此时光发送机输出的光功率为P0。
3． 将光发送机“数字输入”旋钮上方的输入选择跳线开关上的跳块置于“ALL 1”位置， 此时将直流高电平送入光发送机，激光器所得到的码型为全“1”码，测得此时光发端机输出的光功率为P1。
4． 代入式11-1即得光发送机的消光比。
5． 做完实验后关闭交流电源开关，拆除实验导线。 6． 拆下光功率计，将光纤综合传输模块还原。 7． 将各实验仪器摆放整齐。
六、 实验结果分析与处理
1、 记录光发端机的平均光功率5次，取平均值并填入表中。 2、 通过实验数据计算光发端机的消光比。 思考问题：
1． 光纤通信系统中的消光比的大小对系统传输特性有何影响?为什么? 2． 设计一种实验方法，测出光收发一体化模块的平均输出光功率。
第五节 光接收机电路原理测试实验
一、 实验目的
1、 熟悉光接收机的基本概念和组成 2、 掌握光接收机电路的基本工作原理
二、 实验内容与要求
光接收机电路组成原理
三、 实验仪器
1、 光纤综合传输模块（A或B）、 2、 光功率计
3、 20M以上双踪示波器 4、 FC-FC光跳线一根
四、 基本原理
光接收机用于把光纤送来的光信号变换为电信号，经过前置放大、主放、电平箝位后恢复出原始模拟电信号；在数字光接收机中，还要在主放及电平箝位后加入判决整形电路，恢复出原始数字信号。判决整形电路一般分为幅度判决和再定时（时间判决），幅度判决用于消除幅度畸变及叠加的噪声，再定时则用于消除抖动的影响。在抖动影响较小的传输系统中，往往可省略再定时功能，简化设备，即成为所谓“2R”系统。
图5-1 数字光接收机方框图
光接收机的电路组成方框图如图5-1所示。前置放大器盘电原理图如图5-2所示。 在数字光通信系统中，数字光接收机的功能是把来自光纤的光脉冲信号转换为电脉冲信号，并给予足够的放大，输出一个适合定时判决的脉冲信号到判决电路，还原原始电脉冲信号。
光电检测前置放大级：
光电检测器的功能是把光信号转换为电信号，以实现电的放大。前置放大器是光接收 机的关键器件之一，光接收机的主要质量指标之一是接收机的灵敏度，而前置放大器对接收机的灵敏度有直接的影响。所谓接收机灵敏度，是指接收机在保证特定误码率(如10-9) 的条件下，所需要的最小输入光功率。一般输入光功率(即接收光功率)是指整个码流平均的光功率。前置放大设计的重点是保持优良的信噪比，将来自光电检测器的微弱电信号进行放大。由M1、M2、M3组成。
Ml为光电检测器，采用光探测二极管PIN，对应于电原理图（图5-2）中的PIN器件。 M2和M3组成前置放大器电路。其中M2为前置放大器一，用于进行缓冲和阻抗变换，由一只高频三极管及周边元件组成。对应于电原理图的TR01等部件。
M3为前置放大器二，由线性宽带集成放大器AD8002及周边元件组成组成，对应于电原理图中的UR03A。
M4是由高频三极管放大器和射极跟随器以及相关元件组成的宽频主放大电路，对应于电路原理图中的 TR02、TR03；
M5为箝位电路：由宽频放大器送来的放大后的信号加于本电路的输入端，经射级跟随器TR05进行隔离和阻抗变换后，送到由电容CR21、二极管DR04、电位器WR02、电阻RR22和三极管TR06输入端等组成的二极管箝位电路。箝位电路的作用是将判决前信号的基线箝位在由电位器WR02调定的电位上，以消除输入信号基线漂移并使接收的数据信号处于最适合判决的纵向位置上。
M6为幅度判决电路：幅度判决电路的作用是根据主放输出信号的幅度与门限的相对关系，识别信号当前值是“1”还是“0”，并恢复正确的数字信号电平。 判决过程如下：
①确定判决电平，即确定阈值Ud。 ②对输入信号进行抽样，得到样值A。 ③将样值A与阈值Uf进行比较： 若 A>Ud，判为“1”；