實(shí)驗(yàn)六波分復(fù)用(WDM)光纖通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)第一部分光波分復(fù)用器（雙窗口波長(zhǎng)的粗波分復(fù)用）1實(shí)驗(yàn)六波分復(fù)用(WDM)光纖通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)第一部分光波波分復(fù)用的概念概述：在同一根光纖中同時(shí)讓兩個(gè)或兩個(gè)以上的光波長(zhǎng)信號(hào)通過(guò)不同光信道各自傳輸信息,稱為光波分復(fù)用技術(shù),簡(jiǎn)稱WDM。

確切說(shuō)法：波分復(fù)用(WDM)是將兩種或多種不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)(攜帶各種信息)在發(fā)送端經(jīng)復(fù)用器(亦稱合波器，Multiplexer)匯合在一起，并耦合到光線路的同一根光纖中進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)；在接收端，經(jīng)解復(fù)用器(亦稱分波器或稱去復(fù)用器，Demultiplexer)將各種波長(zhǎng)的光載波分離，然后由光接收機(jī)作進(jìn)一步處理以恢復(fù)原信號(hào)。這種在同一根光纖中同時(shí)傳輸兩個(gè)或眾多不同波長(zhǎng)光信號(hào)的技術(shù)，稱為波分復(fù)用。2波分復(fù)用的概念概述：在同一根光纖中同時(shí)讓兩個(gè)或兩個(gè)以上的光波波分復(fù)用的類型通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不同，每個(gè)波長(zhǎng)之間的間隔寬度也有不同。按照通道間隔的不同，WDM可以細(xì)分為CWDM（稀疏波分復(fù)用）和DWDM（密集波分復(fù)用）。CWDM的信道間隔為20nm，而DWDM的信道間隔從0.2nm到1.2nm，所以相對(duì)于DWDM，CWDM稱為稀疏波分復(fù)用技術(shù)。3波分復(fù)用的類型通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不同，每個(gè)波波分復(fù)用器的原理和類型光波分復(fù)用一般應(yīng)用波長(zhǎng)分割復(fù)用器和解復(fù)用器(也稱合波/分波器)分別置于光纖兩端,實(shí)現(xiàn)不同光波的耦合與分離。光波分復(fù)用器的主要類型有熔融拉錐型,介質(zhì)膜型,光柵型和平面型四種。4波分復(fù)用器的原理和類型光波分復(fù)用一般應(yīng)用波長(zhǎng)分割復(fù)用器和解復(fù)波分復(fù)用技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：(1)、充分利用光纖的低損耗波段,增加光纖的傳輸容量,使一根光纖傳送信息的物理限度增加一倍至數(shù)倍。目前我們只是利用了光纖低損耗譜(1310nm-1550nm)極少一部分,波分復(fù)用可以充分利用單模光纖的巨大帶寬約25THz,傳輸帶寬充足。(2)、具有在同一根光纖中,傳送2個(gè)或數(shù)個(gè)非同步信號(hào)的能力,有利于數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的兼容,與數(shù)據(jù)速率和調(diào)制方式無(wú)關(guān),在線路中間可以靈活取出或加入信道。(3)、對(duì)已建光纖系統(tǒng),尤其早期鋪設(shè)的芯數(shù)不多的光纜,只要原系統(tǒng)有功率余量,可進(jìn)一步增容,實(shí)現(xiàn)多個(gè)單向信號(hào)或雙向信號(hào)的傳送而不用對(duì)原系統(tǒng)作大改動(dòng),具有較強(qiáng)的靈活性。(4)、由于大量減少了光纖的使用量,大大降低了建設(shè)成本、由于光纖數(shù)量少,當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí),恢復(fù)起來(lái)也迅速方便。(5)、有源光設(shè)備的共享性,對(duì)多個(gè)信號(hào)的傳送或新業(yè)務(wù)的增加降低了成本。(6)、系統(tǒng)中有源設(shè)備得到大幅減少,這樣就提高了系統(tǒng)的可靠性。

5波分復(fù)用技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：(1)、充分利用光纖的低損耗波段,波分復(fù)用器的主要特性指標(biāo)插入損耗及其測(cè)量原理插入損耗:1310端插入損耗1550端插入損耗6波分復(fù)用器的主要特性指標(biāo)插入損耗及其測(cè)量原理插入損耗:131說(shuō)明：PX，Y其中：X表示窗口波長(zhǎng)，Y表示實(shí)際波長(zhǎng)在該窗口的優(yōu)先級(jí)：1：優(yōu)先直通/插入損耗概念2：受阻串?dāng)_/隔離度概念光串?dāng)_及其測(cè)量原理光串?dāng)_:1310光在1550窗口的光串?dāng)_1550光在1310窗口的光串?dāng)_7說(shuō)明：光串?dāng)_及其測(cè)量原理光串?dāng)_:1310光在1550窗口的光1310nm光插損:1550nm光插損:實(shí)驗(yàn)應(yīng)采取的測(cè)量光插入損耗的方法81310nm光插損:1550nm光插損:實(shí)驗(yàn)應(yīng)采取的測(cè)量光插1310nm光串?dāng)_:1550nm光串?dāng)_:實(shí)驗(yàn)應(yīng)采取的測(cè)量光串?dāng)_的方法：91310nm光串?dāng)_:1550nm光串?dāng)_:實(shí)驗(yàn)應(yīng)采取的測(cè)量光串實(shí)際采用的光插入損耗和光串?dāng)_的方法1310nm光插損:1、用單根光纖直接連接1310TX端，測(cè)量P12、將一個(gè)波分復(fù)用器合波口連接1310TX端，1310窗口輸出P11，1550窗口輸出P22。用波分復(fù)用器和解復(fù)用器由于接口較多，數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差較大，因此只用一個(gè)波分復(fù)用器測(cè)量光插入損耗。1310nm在1550窗口光串?dāng)_:10實(shí)際采用的光插入損耗和光串?dāng)_的方法1310nm光插損:1、用對(duì)于1550端1、用單根光纖直接連接1550TX端，測(cè)量P22、將一個(gè)波分復(fù)用器合波口連接1550TX端，1310窗口輸出P12，1550窗口輸出P21。1550nm光插損:1550nm在1310窗口光串?dāng)_:11對(duì)于1550端1、用單根光纖直接連接1550TX端，測(cè)量P2左半部：D3:01110010B D_IN3D2D1:1310 D_IN2、D_IN1FY-OUT：P202右半部：D2D1:1550D_IN2、D_IN1；其它都與左半部相同。幀同步1310幀同步1550實(shí)驗(yàn)連線12左半部：幀同步1310幀同步1550實(shí)驗(yàn)連線12數(shù)據(jù)及處理1、根據(jù)實(shí)際串?dāng)_測(cè)量方法的圖示，參考P83頁(yè)的步驟,分別測(cè)量1310nm和1550nm的光串?dāng)_和插入損耗。1310nmP1=P11=P12=串?dāng)_=插損=1550nmP2=P21=P22=串?dāng)_=插損=13數(shù)據(jù)及處理1、根據(jù)實(shí)際串?dāng)_測(cè)量方法的圖示，參考P83頁(yè)的步驟第二部分光波分復(fù)用器的應(yīng)用14第二部分光波分復(fù)用器的應(yīng)用14單向雙路波分復(fù)用傳輸方式幀同步幀同步13101550FY-OUTFY-OUT1310TXIC202IC202P202P2021310155013101550FY-INFY-IN

適合在只需單方向傳輸多路信號(hào)的場(chǎng)合應(yīng)用。1550TX1310RX1550RX15單向雙路波分復(fù)用傳輸方式幀同步幀同步13101550FY-O單纖雙工波分復(fù)用傳輸方式幀同步幀同步13101550FY-OUTFY-OUTIC202IC202P202P2021310155013101550FY-INFY-IN由單向變?yōu)殡p向，體現(xiàn)光路可逆特性，可實(shí)現(xiàn)雙工應(yīng)用。1310TX1550TX1310RX1550RX16單纖雙工波分復(fù)用傳輸方式幀同步幀同步13101550FY-O波分復(fù)用傳輸方式在本實(shí)驗(yàn)箱的特殊用法幀同步幀同步13101550FY-OUTFY-OUTIC202IC202P202P2021310155013101550FY-INFY-IN

光接收器件對(duì)波長(zhǎng)的選擇性遠(yuǎn)不如WDM器件，可變通交叉應(yīng)用，系統(tǒng)的連接關(guān)系比較直觀。1310TX1550TX1550RX1310RX17波分復(fù)用傳輸方式在本實(shí)驗(yàn)箱的特殊用法幀同步幀同步131015雙模擬信號(hào)的WDM傳輸18雙模擬信號(hào)的WDM傳輸18雙數(shù)字信號(hào)的WDM原理19雙數(shù)字信號(hào)的WDM原理19模擬/數(shù)字信號(hào)的WDM原理20模擬/數(shù)字信號(hào)的WDM原理20雙CMI編碼數(shù)字信號(hào)的WDM原理21雙CMI編碼數(shù)字信號(hào)的WDM原理21按實(shí)驗(yàn)原理圖進(jìn)行電氣實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線、光路連接。開(kāi)啟系統(tǒng)電源，用示波器觀察波形。調(diào)節(jié)兩個(gè)光接收機(jī)的可調(diào)電位器(R257、R242)，使輸出波形達(dá)到最好。光發(fā)送機(jī)模擬信號(hào)輸入端口：P203數(shù)字信號(hào)輸入端口：P202光接收機(jī)

模擬信號(hào)輸出端口：P200數(shù)字信號(hào)輸出端口：P201（IC202）注意：光纖十分脆弱易斷，光波分復(fù)用器和光跳線各個(gè)活動(dòng)連接器根部的光纖不可硬性彎折，必須保持盡可能大的彎曲半徑！與法蘭盤的接插必須同軸，雙手細(xì)心操作！實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：22按實(shí)驗(yàn)原理圖進(jìn)行電氣實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線、光路連接。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：22一路語(yǔ)音信號(hào)單光纖傳輸（基本原理示意）P203P200注意電話模塊的連接方法23一路語(yǔ)音信號(hào)單光纖傳輸（基本原理示意）P203P200注意電雙向話音WDM光傳輸?shù)膶?shí)際系統(tǒng)圖兩路語(yǔ)音信號(hào)雙光纖傳輸（或采用單光纖WDM方式：1310端信號(hào)與1550端信號(hào)互傳）P203P203P200P200提示：S200撥向模擬傳輸端131015501310變通1550變通1550131024雙向話音WDM光傳輸?shù)膶?shí)際系統(tǒng)圖兩路語(yǔ)音信號(hào)1、分別指出單工雙路、單纖雙工和本實(shí)驗(yàn)箱的變通用法三種連接圖中，左右兩邊的解復(fù)用結(jié)果，并分析說(shuō)明原因。2、畫出你進(jìn)行雙向模擬話音信號(hào)WDM光傳輸實(shí)驗(yàn)的實(shí)際系統(tǒng)連接圖。3、如果做CMI編碼實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出系統(tǒng)連接圖示意圖。實(shí)驗(yàn)思考251、分別指出單工雙路、單纖雙工和本實(shí)驗(yàn)箱的變通用法三種連接圖提示：波分復(fù)用器和解復(fù)用器的連接方式用FC/PC法蘭盤將兩個(gè)波分復(fù)用器的IN端活動(dòng)連接器相連。IN1310155013101550IN26提示：波分復(fù)用器和解復(fù)用器的連接方式IN1310155013實(shí)驗(yàn)六波分復(fù)用(WDM)光纖通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)第一部分光波分復(fù)用器（雙窗口波長(zhǎng)的粗波分復(fù)用）27實(shí)驗(yàn)六波分復(fù)用(WDM)光纖通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)第一部分光波波分復(fù)用的概念概述：在同一根光纖中同時(shí)讓兩個(gè)或兩個(gè)以上的光波長(zhǎng)信號(hào)通過(guò)不同光信道各自傳輸信息,稱為光波分復(fù)用技術(shù),簡(jiǎn)稱WDM。

確切說(shuō)法：波分復(fù)用(WDM)是將兩種或多種不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)(攜帶各種信息)在發(fā)送端經(jīng)復(fù)用器(亦稱合波器，Multiplexer)匯合在一起，并耦合到光線路的同一根光纖中進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)；在接收端，經(jīng)解復(fù)用器(亦稱分波器或稱去復(fù)用器，Demultiplexer)將各種波長(zhǎng)的光載波分離，然后由光接收機(jī)作進(jìn)一步處理以恢復(fù)原信號(hào)。這種在同一根光纖中同時(shí)傳輸兩個(gè)或眾多不同波長(zhǎng)光信號(hào)的技術(shù)，稱為波分復(fù)用。28波分復(fù)用的概念概述：在同一根光纖中同時(shí)讓兩個(gè)或兩個(gè)以上的光波波分復(fù)用的類型通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不同，每個(gè)波長(zhǎng)之間的間隔寬度也有不同。按照通道間隔的不同，WDM可以細(xì)分為CWDM（稀疏波分復(fù)用）和DWDM（密集波分復(fù)用）。CWDM的信道間隔為20nm，而DWDM的信道間隔從0.2nm到1.2nm，所以相對(duì)于DWDM，CWDM稱為稀疏波分復(fù)用技術(shù)。29波分復(fù)用的類型通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不同，每個(gè)波波分復(fù)用器的原理和類型光波分復(fù)用一般應(yīng)用波長(zhǎng)分割復(fù)用器和解復(fù)用器(也稱合波/分波器)分別置于光纖兩端,實(shí)現(xiàn)不同光波的耦合與分離。光波分復(fù)用器的主要類型有熔融拉錐型,介質(zhì)膜型,光柵型和平面型四種。30波分復(fù)用器的原理和類型光波分復(fù)用一般應(yīng)用波長(zhǎng)分割復(fù)用器和解復(fù)波分復(fù)用技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：(1)、充分利用光纖的低損耗波段,增加光纖的傳輸容量,使一根光纖傳送信息的物理限度增加一倍至數(shù)倍。目前我們只是利用了光纖低損耗譜(1310nm-1550nm)極少一部分,波分復(fù)用可以充分利用單模光纖的巨大帶寬約25THz,傳輸帶寬充足。(2)、具有在同一根光纖中,傳送2個(gè)或數(shù)個(gè)非同步信號(hào)的能力,有利于數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的兼容,與數(shù)據(jù)速率和調(diào)制方式無(wú)關(guān),在線路中間可以靈活取出或加入信道。(3)、對(duì)已建光纖系統(tǒng),尤其早期鋪設(shè)的芯數(shù)不多的光纜,只要原系統(tǒng)有功率余量,可進(jìn)一步增容,實(shí)現(xiàn)多個(gè)單向信號(hào)或雙向信號(hào)的傳送而不用對(duì)原系統(tǒng)作大改動(dòng),具有較強(qiáng)的靈活性。(4)、由于大量減少了光纖的使用量,大大降低了建設(shè)成本、由于光纖數(shù)量少,當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí),恢復(fù)起來(lái)也迅速方便。(5)、有源光設(shè)備的共享性,對(duì)多個(gè)信號(hào)的傳送或新業(yè)務(wù)的增加降低了成本。(6)、系統(tǒng)中有源設(shè)備得到大幅減少,這樣就提高了系統(tǒng)的可靠性。

31波分復(fù)用技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：(1)、充分利用光纖的低損耗波段,波分復(fù)用器的主要特性指標(biāo)插入損耗及其測(cè)量原理插入損耗:1310端插入損耗1550端插入損耗32波分復(fù)用器的主要特性指標(biāo)插入損耗及其測(cè)量原理插入損耗:131說(shuō)明：PX，Y其中：X表示窗口波長(zhǎng)，Y表示實(shí)際波長(zhǎng)在該窗口的優(yōu)先級(jí)：1：優(yōu)先直通/插入損耗概念2：受阻串?dāng)_/隔離度概念光串?dāng)_及其測(cè)量原理光串?dāng)_:1310光在1550窗口的光串?dāng)_1550光在1310窗口的光串?dāng)_33說(shuō)明：光串?dāng)_及其測(cè)量原理光串?dāng)_:1310光在1550窗口的光1310nm光插損:1550nm光插損:實(shí)驗(yàn)應(yīng)采取的測(cè)量光插入損耗的方法341310nm光插損:1550nm光插損:實(shí)驗(yàn)應(yīng)采取的測(cè)量光插1310nm光串?dāng)_:1550nm光串?dāng)_:實(shí)驗(yàn)應(yīng)采取的測(cè)量光串?dāng)_的方法：351310nm光串?dāng)_:1550nm光串?dāng)_:實(shí)驗(yàn)應(yīng)采取的測(cè)量光串實(shí)際采用的光插入損耗和光串?dāng)_的方法1310nm光插損:1、用單根光纖直接連接1310TX端，測(cè)量P12、將一個(gè)波分復(fù)用器合波口連接1310TX端，1310窗口輸出P11，1550窗口輸出P22。用波分復(fù)用器和解復(fù)用器由于接口較多，數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差較大，因此只用一個(gè)波分復(fù)用器測(cè)量光插入損耗。1310nm在1550窗口光串?dāng)_:36實(shí)際采用的光插入損耗和光串?dāng)_的方法1310nm光插損:1、用對(duì)于1550端1、用單根光纖直接連接1550TX端，測(cè)量P22、將一個(gè)波分復(fù)用器合波口連接1550TX端，1310窗口輸出P12，1550窗口輸出P21。1550nm光插損:1550nm在1310窗口光串?dāng)_:37對(duì)于1550端1、用單根光纖直接連接1550TX端，測(cè)量P2左半部：D3:01110010B D_IN3D2D1:1310 D_IN2、D_IN1FY-OUT：P202右半部：D2D1:1550D_IN2、D_IN1；其它都與左半部相同。幀同步1310幀同步1550實(shí)驗(yàn)連線38左半部：幀同步1310幀同步1550實(shí)驗(yàn)連線12數(shù)據(jù)及處理1、根據(jù)實(shí)際串?dāng)_測(cè)量方法的圖示，參考P83頁(yè)的步驟,分別測(cè)量1310nm和1550nm的光串?dāng)_和插入損耗。1310nmP1=P11=P12=串?dāng)_=插損=1550nmP2=P21=P22=串?dāng)_=插損=39數(shù)據(jù)及處理1、根據(jù)實(shí)際串?dāng)_測(cè)量方法的圖示，參考P83頁(yè)的步驟第二部分光波分復(fù)用器的應(yīng)用40第二部分光波分復(fù)用器的應(yīng)用14單向雙路波分復(fù)用傳輸方式幀同步幀同步13101550FY-OUTFY-OUT1310TXIC202IC202P202P2021310155013101550FY-INFY-IN

適合在只需單方向傳輸多路信號(hào)的場(chǎng)合應(yīng)用。1550TX1310RX1550RX41單向雙路波分復(fù)用傳輸方式幀同步幀同步13101550FY-O單纖雙工波分復(fù)用傳輸方式幀同步幀同步13101550FY-OUTFY-OUTIC202IC202P202P2021310155013101550FY-INFY-IN由單向變?yōu)殡p向，體現(xiàn)光路可逆特性，可實(shí)現(xiàn)雙工應(yīng)用。1310TX1550TX1310RX1550RX42單纖雙工波分復(fù)用傳輸方式幀同步幀同步13101550FY-O波分復(fù)用傳輸方式在本實(shí)驗(yàn)箱的特殊用法幀同步幀同步13101550FY-OUTFY-OUTIC202IC202P202P2021310155013101550FY-INFY-IN

光接收器件對(duì)波長(zhǎng)的選擇性遠(yuǎn)不如WDM器件，可變通交叉應(yīng)用，系統(tǒng)的連接關(guān)系比較直觀。1310TX1550TX1550RX1310RX43波分復(fù)用傳輸方式在本實(shí)驗(yàn)箱的特殊用法幀同步幀同步131015雙模擬信號(hào)的WDM傳輸44雙模擬信號(hào)的WDM傳輸18雙數(shù)字信號(hào)的WDM原理45雙數(shù)字信號(hào)的WDM原理19模擬/數(shù)字信號(hào)的WDM原理46模擬/數(shù)字信號(hào)的WDM原理20雙CMI編碼數(shù)字信號(hào)的WDM原理47雙CMI編碼數(shù)字信號(hào)的WDM原理21按實(shí)驗(yàn)原理圖進(jìn)行電氣實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線、光路連接。開(kāi)啟系統(tǒng)電源，用示波器觀察波形。調(diào)節(jié)兩個(gè)光接收機(jī)的可調(diào)電位器(R25