信息与通信工程学院
光纤通信实验报告
班 级：
姓 名：
学 号：
实验合作小组：
一、OTDR的使用
1、实验原理
OTDR使用瑞利散射和菲涅尔反射来表征光纤的特性。瑞利散射是由于光信号沿着光纤产生无规律的散射而形成。OTDR就测量回到OTDR端口的一部分散射光。这些背向散射信号就表明了由光纤而导致的衰减（损耗/距离）程度。形成的轨迹是一条向下的曲线，它说明了背向散射的功率不断减小，这是由于经过一段距离的传输后发射和背向散射的信号都有所损耗。
给定了光纤参数后，瑞利散射的功率就可以标明出来，如果波长已知，它就与信号的脉冲宽度成比例：脉冲宽度越长，背向散射功率就越强。瑞利散射的功率还与发射信号的波长有关，波长较短则功率较强。也就是说用1310nm信号产生的轨迹会比1550nm信号所产生的轨迹的瑞利背向散射要高。
在高波长区（超过1500nm），瑞利散射会持续减小，但另外一个叫红外线衰减（或吸收）的现象会出现，增加并导致了全部衰减值的增大。因此，1550nm是最低的衰减波长；这也说明了为什么它是作为长距离通信的波长。很自然，这些现象也会影响到OTDR。作为1550nm波长的OTDR，它也具有低的衰减性能，因此可以进行长距离的测试。而作为高衰减的1310nm或1625nm波长，OTDR的测试距离就必然受到限制，因为测试设备需要在OTDR轨迹中测出一个尖锋，而且这个尖锋的尾端会快速地落入到噪音中。
菲涅尔反射是离散的反射，它是由整条光纤中的个别点而引起的，这些点是由造成反向系数改变的因素组成，例如玻璃与空气的间隙。在这些点上，会有很强的背向散射光被反射回来。因此，OTDR就是利用菲涅尔反射的信息来定位连接点，光纤终端或断点。
OTDR的工作原理就类似于一个雷达。它先对光纤发出一个信号，然后观察从某一点上返回来的是什么信息。这个过程会重复地进行，然后将这些结果进行平均并以轨迹的形式来显示，这个轨迹就描绘了在整段光纤内信号的强弱。
盲区的概念
Fresnel 反射引出一个重要的 OTDR 规格，即盲区。有两类盲区：事件和衰减。两种盲区都由 Fresnel 反射产生，用随反射功率的不同而变化的距离来表示。盲区定义为持续时间，在此期间检测器受高强度反射光影响暂时“失明”，直到它恢复正常能够重新读取光信号为止。
2、实验结果
由于本操作非常简单，因此直接给出结果图。如图5所示：
图5 OTDR结果示意图
二、半导体激光器的光谱测量
仪器AQ6370B
仪器的使用方法很简单，我们两个人花了不到十分钟就做完了。这种测量也没有什么原理可言，所以现在只是给出测量结果。
三、脉冲展宽法测量多模光纤带宽
1、实验原理
多模光纤基带响应测试方法既可用频域的方法，也可用时域的方法。时域法利用的是脉冲调制。按照对脉冲信号采集及数学处理方法的不同，又分为脉冲展宽法、快速傅立叶变换法和频谱分析法。本实验采用的是较为简单的脉冲展宽法。
图1. 多模光纤脉冲展宽测试仪原理图
如图1所示为多模光纤时域法带宽测试原理框图。从光发模块输出窄脉冲信号，首先使用跳线（短光纤）连接激光器和光检测器，可以测出注入窄脉冲的宽度
；然后将待测光纤替换跳线接入，可以测出经待测光纤后的脉冲宽度
。经过理论推导可以得到求解带宽公式：
多模光纤脉冲展宽测试仪如图2所示。前面板接口分上下两层。上层用于850nm测试，下层为1310nm。每个波长分别由窄脉冲发生器输出极窄光脉冲经被测光纤回到测试仪内进行O/E变换后送出电信号，通过高速示波器即可显示。本实验测试850nm波段和1310nm波段，采用的数字示波器如图3所示。
图2. 多模光纤脉冲展宽测试仪实物图 图3. 实验采用的数字示波器实物
2、实验步骤
接跳线测试：
- 打开测试仪电源开关（位于背面），前面板上的电源指示灯亮；
- 将示波器输入端与本仪器850nm的“RF OUT”输出端用信号线接好；
- 用一根光纤跳线将850nm的 “OPTICAL IN”和“OPTICAL OUT”连接起来；
- 进行示波器操作：
a) 按AUTO－SCALE键调出波形；
b) 点击TIME BASE键，并通过右下方旋钮调整脉冲至适当宽度(一般设置为10.0ns/div)；
c) 点击
、
键，显示屏右方会出现 markers(off/on)、 markers(off/on)选框，先通过右侧对应按键将 markers设为on，分别调节V marker1和V marker2测出脉冲高度并找出脉冲半高值；再将 markers设为on，分别调节t marker1和t marker2 使其与脉冲半高值相交。则有t marker2-t marker1即为脉冲半高全宽
。
d) 将光纤跳线
5、将波段调为1310nm，重复以上步骤。
接光纤测试：
换下该光纤跳线，接入待测光纤用同样方法测出
。
3、实验结果
表1 脉冲展宽法测量结果
计算得850nm波段的单位长度带宽 B1 = 0.2813GHz
1310nm波段的单位长度带宽 B2 = 0.1838GHz
光纤长度是2.262km，在1310nm窗口光纤的标称带宽值是428MHz?km，则单位长度的带宽标称值为189.21Mhz。实验值为183.8MHz，与理论值基本相符。
光纤长度是2.293km，在850nm窗口光纤的标称带宽值是401MHz?km，则单位长度的带宽标称值为177.28Mhz。实验值为281.3MHz，与理论值相差较大。具体原因不明。
四、插入损耗法测量光纤的损耗
1、实验原理
测量一段光纤的损耗特性，主要利用公式
A实际上是被测光纤的损耗与连接器损耗之和。如果忽略连接器损耗，被测光纤的长度为L，则光纤的损耗系数为
2、实验步骤
实验步骤如图4所示：
图4 插入损耗法测量光纤损耗示意图
没有被测光纤接入时候的功率
可以看做该段光纤的输入功率，接入被测光纤之后的功率
可以看做该段光纤的输出功率。
3、实验结果
实验使用设备为APM820，被测光纤长度为18962m，光信号波长为1550nm。
经过三次测量，得到三组值，计算出其对应的损耗系数，如表2所示：
表2 插入损耗法测量结果
五、心得体会
下午四个动手实验，加一个演示实验，我和搭档两个人在规定的时间里，全部完成了。通过这几个实验，增强了对光纤通信系统特性的理解和掌握。
实验过程中，老师阻止不同组之间的消息互通，坚持让小组内自己解决问题，这跟以往的实验课老师不太一样。由于每个实验台都有相应的实验文档，所以小组内协商，独立做出来也不是困难的事情，这样的实验感觉有独立自主的感觉，感觉自己的动手能力得到了增强。
第二篇：光纤通信实验报告
实验一：SDH设备硬件认识
一、 实验目的：
通过对SDH传输设备实物的讲解，对OPTIX155/622H设备具体硬件有个大致的了解。
二、 实验要求：
1、OPTIX 155/622H(METRO1000)设备2套。
2、OPTIX 155/62H(METRO2050)设备1套。
3、维护用终端若干台。
三、实验原理与方案：
对实物和终端分组进行现场讲解。
四、实验内容、步骤与结果
系统硬件介绍：
1、本实验平台为华为公司最新一代SDH光传输设备，采用多ADM技术，根据不同的配置需求，可以同时提供E1、64K语音、10M/100M、34M/45M等多种接口，满足现代通信网对复杂组网的需求。根据实际需要和配置，目前提供E1、64K语音、10M/100M三种接口。
2、实验终端通过局域网（LAN）采用SEVER/CLIENT方式和光传输网元通讯，并完成对网元业务的设置、数据修改、监视等来达到用户管理的目的。
3、本实验平台提供传输设备为OPTIX 155/622H传输速率为STM-1（即155M）。
（一）、OPTIX 155/622（METRO2050）设备介绍
OPTIX155/622网元外形如图所示：
OptiX 155/622设备由机柜、子架、风机盒
以及若干可选插入式电路板等构成，可灵活配置
为终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、再生中
继器（REG）。系统可配置为STM-1单系统或双系统、
STM-4单系统或双系统、两者的混合系统，并可实
现由STM-1向STM-4的在线升级，又可以通过调整配
置以满足网络灵活逐级扩容的需求。
OPTIX155/622硬件构成：
1.1 电源盒
1.2 子架
1接线区2挂耳
3插板区4母板
1.2.3 插板区
1.2.4 子架接线区的对外接口
1 PDH/SDH 电接口
2 同步时钟接口
3 数字通信及设备维护接口
4 子架电源接口
1.2.5 风机盒
(二)、OptiX 155/622H（METRO 1000）设备介绍：
OptiX 155/622H 是华为技术有限公司根据城域网现状和未来发展趋势，开发的新一代光传输设备，它融SDH (Synchronous Digital Hierarchy)、Ethernet、PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) 等技术为一体，实现了在同一个平台上高效地传送语音和数据业务。
OptiX 155/622H的设备外形如图一所示。
图一 OptiX 155/622H外形图
OptiX 155/622H应用于城域传输网中的接入层，可与OSN 9500、OptiX 10G、OptiX OSN 2500、OptiX OSN 1500、OptiX Metro 3000混合组网。
OptiX 155/622H的功能介绍：
1、强大的接入容量
2、高集成度设计
3、以太网业务接入
4、业务接口和管理接口
5、交叉能力
7、业务接入能力
8、组网形式和网络保护
五、实验结果分析与结论：
通过这次动手实验，对OPTIX155/622H设备具体硬件有个大致的了解。
实验二：SDH点对点组网配置实验
一、 实验目的：
通过本实验了解2M业务在点对点组网方式时候的配置。
二、 实验要求：
1、 155/622M SDH传输设备2套。
2、 实验用维护终端若干。
三、 实验原理与方案：
采用点对点组网方式时，需要两套SDH设备。
四、 实验内容、步骤与结果：
注意：做本实验之前，应对SDH的原理、命令行有比较深刻的了解。
以下范例是1号用户（密码为NESOFT）所配置的配置命令行。
1、点对点传输实验
本实验要求:在SHD1的SP1D 2M板的1~`4端口和SHD2的SP1D 2M板的1~4端口之间之间有2M业务连通。
SDH1配置：
#1:login:1,"nesoft"
:per-set-endtime:15m&24h,1990-0-0,0*0;
:cfg-init<sysall>;
:cfg-set-nepara:nename="1
:cfg-create-lgcsys:sys1
:cfg-create-board:1,pl1:9,gtc:12,sl1:15,stg:18,ohp2;
:cfg-set-gtcpara:work_mode=main;
:cfg-set-xcmap<sys1>:xlwork,9,gtc;
:cfg-set-ohppara:tel1=101;
:cfg-set-ohppara:meet=999:reqt=8:dial=dtmf;
:cfg-set-ohppara:rax=sys1;
:cfg-set-stgpara:sync=intr:syncclass=intr;
:cfg-set-gutumap<sys1>:ge1,12,sl1,0;
:cfg-set-gutumap<sys1>:t1,1,pl1,0;
:cfg-set-tupara:tu1,1&&16,np&75o;
:cfg-set-attrib<sys1>:155:2f:bi:nopr:tm:line;
:cfg-set-sysname<sys1>:"sys1";
:cfg-init-slot<sysall>;
:cfg-create-vc12:sys1,ge1,1&&4,sys1,t1,1&&4;
:cfg-create-vc12:sys1,t1,1&&4,sys1,ge1,1&&4;
:cfg-checkout;
:cfg-get-nestate;
SDH2配置：
#2:login:1,"nesoft"
:per-set-endtime:15m&24h,1990-0-0,0*0;
:cfg-init<sysall>;
:cfg-set-nepara:device=sbs155a:nename="
:cfg-create-lgcsys:sys1
:cfg-create-board: 3,sp1d:11,oi2s:9,x42:15,stg:18,ohp2;
:cfg-set-ohppara:tel1=102;
:cfg-set-ohppara:meet=999:reqt=8:dial=dtmf;
:cfg-set-ohppara:rax=sys1;
:cfg-set-stgpara:sync=w1s8k:syncclass=w1s8k&intr;
:cfg-set-gutumap<sys1>:t3,3,sp1d,0;
:cfg-set-gutumap<sys1>:gw1,11,oi2s,0;
:cfg-set-tupara:tu3,1&&8,np;
:cfg-set-xcmap<sys1>:xlwork,9,x42;
:cfg-set-attrib<sys1>:2f:bi:nopr:tm:line:155;
:cfg-create-vc12:sys1,gw1,1&&4,sys1,t3,1&&4
:cfg-create-vc12:sys1,t3,1&&4,sys1,gw1,1&&4;
:cfg-checkout;
:cfg-get-nestate;
2、通过EB平台对SDH进行配置
3、误码测试
误码测试连接示意图如下：
五、实验结果分析与结论：
通过EB平台对SDH进行配置，及误码测试。初次了解2M业务在点对点组网方式配置，从而对光传输有了更深刻的认识。在实验当中遇到了不少的问题，如设备对应链接，配置脚本与设备对应关系的问题。通过组员的努力，这些问题都得到了解决，最后完成实验的操作。
实验三：链形组网配置实验
一、 实验目的：
通过本实验了解2M业务在链型组网方式时候的配置。
二、 实验要求：
1、 155H传输设备3套。
2、 实验用维护终端若干。
三、 实验原理与方案：
采用链形组网方式时，需要3套SDH设备。实验均以上下2M业务为主。
四、实验内容、步骤与结果：
注意：做本实验之前，参与实验学生应对SDH的原理、命令行有比较深刻的了解。以下是1号用户（密码为NESOFT）所配置的配置命令行。
1、链形传输实验
本实验要求在SDH1、SDH2之间的155H SDH设备两端SP1D 2M板的1~4-端口之间上下2M业务。在SDH3上面做2M业务的穿通。
TM1配置：
#1:login:1,"nesoft";
:per-set-endtime:15m&24h,1990-0-0,0*0;
:cfg-init<sysall>;
:cfg-set-nepara:nename="1-实验1":device=sbs622:bp_type=type3:gne=true;
:cfg-create-lgcsys:sys1;
:cfg-create-board:1,pl1:9,gtc:12,sl1:15,stg:18,ohp2;
:cfg-set-gtcpara:work_mode=main;
:cfg-set-xcmap<sys1>:xlwork,9,gtc;
:cfg-set-ohppara:tel1=101;
:cfg-set-ohppara:meet=999:reqt=5:dial=dtmf;
:cfg-set-ohppara:rax=sys1;
:cfg-set-stgpara:sync=intr:syncclass=intr;
:cfg-set-gutumap<sys1>:ge1,12,sl1,0;
:cfg-set-gutumap<sys1>:t1,1,pl1,0;
:cfg-set-tupara:tu1,1&&16,np&75o;
:cfg-set-attrib<sys1>:155:2f:bi:nopr:tm:line;
:cfg-set-sysname<sys1>:"sys1";
:cfg-init-slot<sysall>;
:cfg-create-vc12:sys1,ge1,1&&4,sys1,t1,1&&4; //1站--2站间2M业务 vc12*4
:cfg-create-vc12:sys1,t1,1&&4,sys1,ge1,1&&4;
:cfg-checkout;//校验数据
:cfg-get-nestate;//检查SDH运行情况
ADM2配置：
#2:login:1,"nesoft";
:tm155a:false;
:per-set-endtime:15m&24h,1990-0-0,0*0;
:cfg-init<sysall>;
:cfg-set-nepara:nename="站点2":device=sbs155a:gne=false;
:cfg-create-lgcsys:sys1;
:cfg-create-board: 3,sp1d:12,oi4:9,x42:15,stg:18,ohp2;
:cfg-set-ohppara:tel1=102;
:cfg-set-ohppara:meet=999:reqt=5:dial=dtmf;
:cfg-set-ohppara:rax=sys1;
:cfg-set-stgpara:sync=w1s8k:syncclass=w1s8k&intr;
:cfg-set-gutumap<sys1>:t3,3,sp1d,0;
:cfg-set-gutumap<sys1>:gw1,12,oi4,0;
:cfg-set-tupara:tu3,1&&8,np;
:cfg-set-xcmap<sys1>:xlwork,9,x42;
:cfg-set-attrib<sys1>:2f:bi:nopr:tm:line:155;
:cfg-set-sysname<sys1>:"sys1";
:cfg-init-slot<sysall>;
//2站--1站 vc12*4
:cfg-create-vc12:sys1,gw1,1&&4,sys1,t3,1&&4;
:cfg-create-vc12:sys1,t3,1&&4,sys1,gw1,1&&4;
:cfg-checkout;
:cfg-get-nestate;
TM3配置：
#3:login:1,"nesoft";
:tm155a:false;
:per-set-endtime:15m&24h,1990-0-0,0*0;
:cfg-init<sysall>;
:cfg-set-nepara:device=sbs155a:nename="站点 3":gne=false;
:cfg-create-lgcsys:sys1;
:cfg-create-board: 11,oi4:12,oi2s:9,x42:15,stg:18,ohp2;
:cfg-set-ohppara:tel1=103;
:cfg-set-ohppara:meet=999:reqt=5:dial=dtmf;
:cfg-set-ohppara:rax=sys1;
:cfg-set-stgpara:sync=w1s8k:syncclass=w1s8k&intr;
:cfg-set-gutumap<sys1>:gw1,11,oi4,0;
:cfg-set-gutumap<sys1>:ge1,12,oi2s,0;
:cfg-set-xcmap<sys1>:xlwork,9,x42;
:cfg-set-attrib<sys1>:2f:bi:nopr:adm:line:155;
:cfg-set-sysname<sys1>:"sys1";
:cfg-init-slot<sysall>;
:cfg-create-vc12:sys1,gw1,1&&4,sys1,ge1,1&&4; //:cfg-create-vc12:sys1,ge1,1&&4,sys1,gw1,1&&4;
:cfg-checkout;
:cfg-get-nestate;
2、通过EB平台对SDH进行配置
3、误码测试：
根据上述连接图找到对应的2M口，按照误码测试示意图进行连接，然后用误码仪测试误码，正常情况下，5分钟内误码应为0。
五、实验结果分析与结论:
通过本实验了解和掌握了2M业务在链型组网方式时候的配置，对链形组网配置也有了一定的了解。我认为试验中最重要的是要培养独立分析问题和解决问题的能力。
实验四：SDH环形组网配置实验
一、 实验目的：
通过本实验了解2M业务在环形组网方式时候的配置。
验证环形组网时的自愈保护功能。
二、 实验器材：
1、155H设备3套。
2、实验用维护终端若干。
三、 实验原理与方案：
采用环形组网方式时，需要3套SDH设备。要求配置成PP环（单向通道保护环）均以上下2M业务为主。
四、实验内容、步骤与结果：
注意：做本实验之前，参与实验学生应对SDH的原理、命令行有比较深刻的了解。以下范例是1号用户（密码为NESOFT）所配置的配置命令行。
1、环形传输实验：
本实验要求:在SDH1、SDH2之间的155H两端SP1D 2M板的1-4端口上下2M业务。在SDH2的 SP1D 2M板的5-8端口和SDH3 155H两端SP1D 2M板的1-4端口上下2M业务。
ADM1配置如下：
#1:login:1,"nesoft";
:tm155a:false;
:per-set-endtime:15m&24h,1990-0-0,0*0;
:cfg-init<sysall>;
:cfg-set-nepara:nename="站点1":device=sbs155a: gne=true;
:cfg-create-lgcsys:sys1;
:cfg-create-board: 3,sp1d:11,oi2d:9,x42:15,stg:18,ohp2;
:cfg-set-ohppara:tel1=101;
:cfg-set-ohppara:meet=999:reqt=5:dial=dtmf;
:cfg-set-ohppara:rax=sys1;
:cfg-set-stgpara:sync= intr:syncclass= intr;
:cfg-set-gutumap<sys1>:t3,3,sp1d,0;
:cfg-set-gutumap<sys1>:gw1,11,oi2d,1;
:cfg-set-gutumap<sys1>:ge1,11,oi2d,2;
:cfg-set-tupara:tu3,1&&8,p;
:cfg-set-xcmap<sys1>:xlwork,9,x42;
:cfg-set-attrib<sys1>:155:2f:uni:pp:adm:ring;
:cfg-set-sysname<sys1>:"sys1";
:cfg-init-slot<sysall>;
//1站--2站业务配置 vc12*4
:cfg-create-vc12:sys1,gw1,1&&4,sys1,t3,1&&4;
:cfg-create-vc12:sys1,t3,1&&4,sys1,ge1,1&&4;
:cfg-checkout;
:cfg-get-nestate;
ADM2配置：
#2:login:1,"nesoft";
:tm155a:false;
:per-set-endtime:15m&24h,1990-0-0,0*0;
:cfg-init<sysall>;
:cfg-set-nepara:nename="站点2":device=sbs155a:gne=false;
:cfg-create-lgcsys:sys1;
:cfg-create-board: 3,sp1d:11,oi2s:12,oi4:9,x42:15,stg:18,ohp2;
:cfg-set-ohppara:tel1=102;
:cfg-set-ohppara:meet=999:reqt=5:dial=dtmf;
:cfg-set-ohppara:rax=sys1;
:cfg-set-stgpara:sync=w1s8k:syncclass=w1s8k&intr;
:cfg-set-gutumap<sys1>:t3,3,sp1d,0;
:cfg-set-gutumap<sys1>:gw1,11,oi2s,0;
:cfg-set-gutumap<sys1>:ge1,12,oi4,0;
:cfg-set-tupara:tu3,1&&8,p;
:cfg-set-xcmap<sys1>:xlwork,9,x42;
:cfg-set-attrib<sys1>:155:2f:uni:pp:adm:ring;
:cfg-set-sysname<sys1>:"sys1";
:cfg-init-slot<sysall>;
//2站--1站间2M业务 vc12*4
:cfg-create-vc12:sys1,gw1,1&&4,sys1,t3,1&&4;
:cfg-create-vc12:sys1,t3,1&&4,sys1,ge1,1&&4;
:cfg-checkout;
:cfg-get-nestate;
ADM3配置：
#3:login:1,"nesoft";
:tm155a:false;
:cfg-init<sysall>;
:cfg-set-nepara:device=sbs155a:nename="环形实验-3":gne=false;
:cfg-create-lgcsys:sys1;
:cfg-create-board: 11,oi4:12,oi2s:9,x42:15,stg:18,ohp2;
:cfg-set-ohppara:tel1=103;
:cfg-set-ohppara:meet=999:reqt=8:dial=dtmf;
:cfg-set-ohppara:rax=sys1;
:cfg-set-stgpara:sync=w1s8k:syncclass=w1s8k&intr;
:cfg-set-gutumap<sys1>:gw1,11,oi4,0;
:cfg-set-gutumap<sys1>:ge1,12,oi2s,0;
:cfg-set-xcmap<sys1>:xlwork,9,x42;
:cfg-set-attrib<sys1>:2f:uni:pp:adm:ring:155;
//1站--2站间2M业务穿通 vc12*4
:cfg-create-vc12:sys1,gw1,1&&4,sys1,ge1,1&&4;
:cfg-checkout;
:cfg-get-nestate;
2、通过EB平台对SDH进行配置
3、误码测试：
1、根据上述连接图找到对应的2M口，按照误码测试示意图进行连接，然后用误码仪测试误码，正常情况下，5分钟内误码应为0。
2、环形组网自愈功能测试：断掉ODF架任意一处光纤，业务应该不受影响。误码仪无误码告警。
五、实验结果分析与结论：
通过实验了解和掌握了2M业务在环形组网方式时候的配置，对环形组网有了初步的认识。同时验证了环形组网时的自愈保护功能。在这次实验中，我学到了很多东西，加强了我的动手能力。