一．實(shí)驗(yàn)原理及框圖

多模光纖基帶響應(yīng)測(cè)試方法既可用頻域的方法，也可用時(shí)域的方法。時(shí)域法利用的是脈沖調(diào)制。按照對(duì)脈沖信號(hào)采集及數(shù)學(xué)處理方法的不同，又分為脈沖展寬法、快速傅立葉變換法和頻譜分析法。本實(shí)驗(yàn)采用的是較為簡(jiǎn)單的脈沖展寬法。

多模光纖脈沖展寬測(cè)試儀原理圖：

如上圖所示為多模光纖時(shí)域法帶寬測(cè)試原理框圖。從光發(fā)模塊輸出窄脈沖信號(hào)，首先使用跳線（短光纖）連接激光器和光檢測(cè)器，可以測(cè)出注入窄脈沖的寬度；然后將待測(cè)光纖替換跳線接入，可以測(cè)出經(jīng)待測(cè)光纖后的脈沖寬度。經(jīng)過(guò)理論推導(dǎo)可以得到求解帶寬公式：

多模光纖脈沖展寬測(cè)試儀前面板接口分上下兩層，上層用于850nm測(cè)試，下層為1310nm。每隔波長(zhǎng)分別由窄脈沖發(fā)生器輸出極窄光脈沖經(jīng)被側(cè)光纖回到測(cè)試儀內(nèi)進(jìn)行O/E變換后送出電信號(hào)，通過(guò)高速示波器即可顯示。

多模光纖脈沖展寬測(cè)試儀實(shí)物圖如下所示

實(shí)驗(yàn)采用的數(shù)字示波器實(shí)物圖如下所示：

二．實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

（1）打開(kāi)電源后，850nm和1310nm的激光器都開(kāi)始工作，不要用眼睛直視前面板的光出接口，以避免造成對(duì)眼睛的傷害；

（2）接入光纖跳線和待測(cè)光纖前，應(yīng)用酒精擦拭光纖端面，保持清潔；

（3）測(cè)試完畢后，用防塵帽將儀器和光纖跳線的FC頭蓋上，關(guān)閉電源；

（4）由于850nm的發(fā)送光功率較高，在未知衰減器的情況下，易出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，可適當(dāng)調(diào)整光纖活接頭的插入深度進(jìn)行測(cè)試；

（5）這種方法的測(cè)量精度與整個(gè)系統(tǒng)的相應(yīng)速度有關(guān)，除要求光電轉(zhuǎn)化及檢測(cè)儀器有足夠快的響應(yīng)外，還要求信號(hào)脈沖足夠窄，一般要求輸出脈沖的寬度至少是輸入脈沖寬度的1.4倍，才能滿足工程所需的精度。

三．實(shí)驗(yàn)步驟

（一）850nm窗口下光纖的帶寬測(cè)試

1. 打開(kāi)測(cè)試儀電源開(kāi)關(guān)（位于背面），前面板上的電源指示燈亮；

2. 將示波器輸入端與本儀器850nm的“RF OUT”輸出端用信號(hào)線接好；

3. 用一根光纖跳線將850nm的 “OPTICAL IN”和“OPTICAL OUT”連接起來(lái)；

4. 儀器連接好后如下圖所示：

進(jìn)行示波器操作：

a） 按AUTO－SCALE鍵調(diào)出波形；

b） 點(diǎn)擊TIME BASE鍵，并通過(guò)右下方旋鈕調(diào)整脈沖至適當(dāng)寬度（一般設(shè)置為10.0ns/div）；

c） 點(diǎn)擊、鍵，顯示屏右方會(huì)出現(xiàn) markers（off/on）、 markers（off/on）選框，先通過(guò)右側(cè)對(duì)應(yīng)按鍵將 markers設(shè)為on，分別調(diào)節(jié)V marker1和V marker2測(cè)出脈沖高度并找出脈沖半高值；再將 markers設(shè)為on，分別調(diào)節(jié)t marker1和t marker2 使其與脈沖半高值相交。則有t marker2-t marker1即為脈沖半高全寬。

5. 換下該光纖跳線，接入待測(cè)光纖用同樣方法測(cè)出；其測(cè)試步驟與4相同，如下圖所示：

6.根據(jù)以下公式得到脈沖響應(yīng)寬度τ：

τ=（τ22 --τ21）1/2 （ns）

7.根據(jù)以下公式得到待測(cè)光纖帶寬B：

B = 0.441/τ （GHz）

（二）1310nm窗口下待測(cè)光纖的帶寬測(cè)試：

與850nm窗口下測(cè)試不同的是：應(yīng)該選擇1310nm區(qū)域內(nèi)的“OPTICAL IN”和“OPTICAL OUT”，“RF OUT”口進(jìn)行正確連接，除此之外，其他都與850nm下待測(cè)光纖的帶寬測(cè)試步驟相同。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

對(duì)測(cè)試截圖進(jìn)行整理得到如下測(cè)量圖示和參數(shù)：

1. 850nm窗口下

①接入波長(zhǎng)為850nm的跳線時(shí)，測(cè)試結(jié)果如下圖所示：

最大值575.000mv，半脈沖96.875mv，最小值18.75mv，半脈寬0.480ns-2ns

t1=0.480ns ，t2=2ns ，t1=t2 - t1 = 1.52ns；

②接入波長(zhǎng)為850nm的光纖時(shí)，測(cè)試結(jié)果如下圖所示：

最大值528.125mv，半脈沖279.688mv，最小值-31.250mv，半脈寬0.480ns - 2.24ns

t1=0.480ns ，t2=2.720ns ，t2=t2 - t1 = 2.24ns；

將上述數(shù)據(jù)結(jié)果帶入公式可得：B=0.268GHZ；

2. 1310nm窗口下

①接入波長(zhǎng)為1310nm的跳線時(shí)，測(cè)試結(jié)果如下圖所示：

最大值182.813mv，最小值23.438mv，半脈沖103.126mv，半脈寬0.560ns--2.24ns；

t1=0.560ns，t2=2.800ns，t1= t2 - t1 = 2.24ns；

②接入波長(zhǎng)為1310nm的光纖時(shí)，測(cè)試結(jié)果如下圖所示：

最大值575mv，最小值37.5mv，半脈沖306.25mv，半脈寬0.360ns--3.120ns

t1=0.360ns ，t2=3.120ns ，t2= t2 - t1 = 2.76ns；

將上述數(shù)據(jù)結(jié)果帶入公式可得：B=0.274GHZ；

3. 結(jié)果分析

本次實(shí)驗(yàn)總過(guò)完成了4個(gè)實(shí)驗(yàn)，脈沖展寬法測(cè)光纖帶寬是其中之一，我選擇了此實(shí)驗(yàn)撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。多模光纖在850nm和1310nm窗口下相比較，850nm的帶寬相對(duì)較窄，根據(jù)我們所計(jì)算的數(shù)據(jù)可知，實(shí)際操作計(jì)算與理論結(jié)論相符合。實(shí)驗(yàn)中在850nm的窗口下，波形展寬了0.72ns，在1310nm窗口下，波形展寬了0.52ns，這將導(dǎo)致碼間干擾嚴(yán)重，誤碼率較高。多模光纖本身特性決定了它適用于短距離傳輸，但其具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，通常用在機(jī)房或者局域網(wǎng)的互聯(lián)。長(zhǎng)途干線通常使用單模光纖。

實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題是：接跳線時(shí)脈沖最大值比接光纖時(shí)小。這說(shuō)明在測(cè)試過(guò)程中光纖接口連接可能存在耦合誤差。由于數(shù)據(jù)在測(cè)試之后沒(méi)有當(dāng)場(chǎng)驗(yàn)證計(jì)算得到結(jié)論，所以實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，這也是由于對(duì)光纖接觸太少及理論知識(shí)不夠扎實(shí)理解太淺薄所致。
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