光纖通信實驗箱--數(shù)字光收端機的動態(tài)范圍測量

一、實驗目的
1.熟悉數(shù)字光收端機動態(tài)范圍的概念；
2.掌握數(shù)字光收端機動態(tài)范圍的測試方法。
 
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）（高精度）
5.外置誤碼測試儀（選用）
6.信號連接線   2根
 
三、基本原理
光收端機的動態(tài)范圍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大和最小光功率之比的分貝數(shù)。其計算公式如下：
（dB）                  （式5.1）
它表示了光收端機對輸入信號變化時的適應能力。在測試光收端機的動態(tài)范圍時，其測量方法是：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減小，從而使輸入光收端機的平均光功率逐步增大，使系統(tǒng)處于誤碼狀態(tài)，并且使得系統(tǒng)測試得到的誤碼率為，測得此時的光功率即為光收端機的最大光功率，這也就是光收端機的動態(tài)范圍的上限Pmax。實驗測量結(jié)構(gòu)示意圖如圖4.1所示。關(guān)于光收端機的動態(tài)范圍的下限Pmin，測試與靈敏度完全相同。同樣本實驗系統(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。
本實驗系統(tǒng)自帶誤碼測試儀功能，前面實驗已做介紹。另外，為方便其它實驗的操作，本實驗系統(tǒng)提供的一體化數(shù)字光端機在出廠時，已對光發(fā)端機功率上限做了限制，以保證理想信道下光接收機的正常工作。所以，這里我們將測得的光發(fā)端機最大功率視為動態(tài)范圍上限。
 
四、實驗步驟
1．關(guān)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RX1550法蘭接口連接好。注意收集好器件的防塵帽。
2．信號連接線分別連接P108、P203和P204、P111鉚孔。即構(gòu)成如4.1圖示測量結(jié)構(gòu)示意圖。
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。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)。
4. 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)。
5．如圖4.1所示，斷開光接收端機，測量可調(diào)衰減器的輸出光功率Pmin（mW），即為此光收端機的動態(tài)范圍下限。注意操作過程中，不可改變可調(diào)衰減器狀態(tài)。
6．重復步驟3，刷新誤碼儀。慢慢調(diào)節(jié)可調(diào)衰減器，使衰減量減至最小。測量此時可調(diào)衰減器的輸出光功率Pmax（mW）。
7．代入公式5.1，算出此光收端機的動態(tài)范圍D
8．關(guān)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。如果用外置誤碼測試儀，實驗步驟2中的操作請參見其配套說明書。
 
五、實驗結(jié)果
1．記錄數(shù)字光接收端機的動態(tài)范圍D，標上必要的實驗說明。