光纖通信實驗箱--數(shù)字光收端機的靈敏度測量

一、實驗目的
1.熟悉數(shù)字光收端機靈敏度的概念；
2.掌握數(shù)字光收端機靈敏度的測試方法。
 
二、實驗儀器
1.光纖通信實驗箱
2.20M雙蹤示波器
3.光功率計（FC-FC單模尾纖）
4.可調(diào)衰減器（FC-FC）
5.外置誤碼測試儀（選用）
6.信號連接線   2根
 
三、基本原理
光收端機的靈敏度是指在保證一定的誤碼率前提下，光接收機所允許接收的最小光功率。靈敏度的單位為分貝毫瓦（dBm）。
測量方法是：首先用誤碼測試儀向光發(fā)射端機的數(shù)字驅(qū)動電路發(fā)送的偽隨機序列作為測試信號，調(diào)整光衰減器使其衰減值逐漸增大，從而使輸入光收端機的平均光功率逐步減小，使系統(tǒng)處于誤碼狀態(tài)，并且使得系統(tǒng)測試得到的誤碼率達到最高允許值（例如： ），測得此時的光功率即為此誤碼率條件下光收端機的最小光功率，這也就是光收端機的靈敏度。
光接收機靈敏度主要決定于光接收機內(nèi)部噪聲（光檢測噪聲和前置放大器噪聲）。光接收機內(nèi)部噪聲是伴隨光信號的接收檢測與放大過程產(chǎn)生的，它使接收機最小可接收平均光功率受到限制，即它決定了光接收機的靈敏度。
本實驗系統(tǒng)中，作為演示性測試實驗，僅要求這里的誤碼率達到時作為測量的指標要求。另外，本實驗系統(tǒng)自帶誤碼測試儀功能。當誤碼測試儀檢測到信道當前誤碼率達到時，誤碼狀態(tài)顯示即由“正常”切換為“誤碼”；反之，由“誤碼”切換為“正常”，可以很方便的用于靈敏度測試實驗。當然，如果實驗室已配置外置誤碼測試儀，那測試精度可能會高些。
實驗測量結構示意圖如下圖所示：

圖4.1 收端機靈敏度的測試結構示意圖
 
四、實驗步驟
1.關閉系統(tǒng)電源，按照圖4.1將1550nm光發(fā)射端機的TX1550法蘭接口、FC-FC單模尾纖、法蘭式可調(diào)衰減器、1550nm光接收端機的RX1310法蘭接口連接好。注意收集好器件的防塵帽。
2.信號連接線連接P108、P111兩鉚孔（打開系統(tǒng)電源前需將信道連接好）。
3.打開系統(tǒng)電源，液晶菜單選擇“光纖測量實驗—接收靈敏度”確認。即將誤碼測試的偽隨機碼（P108）直接通過信號連接線送入誤碼檢測單元（P111），內(nèi)部處理單元將對比收發(fā)的偽隨機碼序列得到誤碼個數(shù)，再與接收的碼元總數(shù)相除，即得出誤碼率。由信號連接線構成的信道可以認為是理想的，所以不會出現(xiàn)誤碼，此時誤碼狀態(tài)顯示為“正常”；若斷開信號連接線，此時誤碼狀態(tài)將顯示為“誤碼”，說明此時的誤碼率已超過了門限。
4.用示波器測試P108（P111）點波形，即為誤碼測試的偽隨機碼系列，由于采用較長的碼型，一般非存儲示波器將無法測得其碼序列，所以這里不做記錄波形要求。
5. 關閉系統(tǒng)電源，信號連接線分別連接P108、P203和P204、P111鉚孔，W205右旋到底。即構成如4.1圖示測量結構示意圖。
6.打開系統(tǒng)電源，液晶菜單選擇“光纖測量實驗—接收靈敏度”確認。調(diào)節(jié)W205即改變送入光發(fā)端機信號（TX1550）幅度最大（不超過5V）。慢慢調(diào)節(jié)可調(diào)衰減器（減少衰減量），直至在一定調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，誤碼狀態(tài)一直顯示為“正常”。保持此時可調(diào)衰減器狀態(tài)。
7. 按“返回”鍵，選擇“光纖測量實驗—接收靈敏度”，確認。刷新誤碼儀，此時誤碼狀態(tài)應該一直顯示為“正常”。慢慢調(diào)節(jié)可調(diào)衰減器，增加衰減量，即使進入光收端機的光功率逐漸減小，出現(xiàn)誤碼率或者誤碼率逐漸增大。當誤碼率達到時，誤碼狀態(tài)顯示即由“正常”切換為“誤碼”。此時可以反調(diào)衰減器減少其衰減量，在誤碼狀態(tài)切換點停止調(diào)節(jié)，保持此時可調(diào)衰減器狀態(tài)。
8.如圖4.1.1所示，斷開光接收端機，測量可調(diào)衰減器的輸出光功率Pmin（dBm），即為此光收端機的靈敏度。注意操作過程中，不可改變可調(diào)衰減器狀態(tài)。
9. 關閉系統(tǒng)電源，拆除各光器件并套好防塵帽。
注：本實驗也可選擇工作波長為1310nm的LD光發(fā)射端機。注：本實驗可以使用系統(tǒng)自帶的誤碼測試儀功能，或者用外置誤碼測試儀，其操作請參見其配套說明書。
 
五、實驗結果
1.記錄數(shù)字光接收端機的靈敏度，標上必要的實驗說明。
2．簡述光接收靈敏度的測試方法。