1 2前言 本实验指导书为《数字传输技术（A）》《光纤通信系统》《光纤通信测量技术》《光同步传输技术》课程的实验用书，其有关内容也可以配合《数字传输技术（A）》《光纤通信系统》《光纤通信测量技术》《光同步传输技术》等课程教材使用。

本实验指导书用于光纤数字传输系统性能测试和光纤传输网络的设备与网络管理操作几方面的必做实验，主要是光纤数字线路系统传输性能测试、SDH设备认识和SDH网络管理系统及操作。其中光纤数字线路系统传输性能测试是最基本的实验项目。

光纤数字线路系统包括光端机、光中继机和光纤线路等，其性能参数包括设备和系统光接口参数和电接口传输性能，光接口参数主要是光设备光接口参数、光通道（光纤线路）传输特性，电接口传输性能主要包括误码性能、定时性能和可用性等，需要测试的项目较多，涉及多种测试仪表和测试方法。本指导书重点介绍光纤线路接续和接续损耗的监测、光纤衰减测试实验、光接口参数测试和光纤数字传输系统的传输性能测试实验。

选做实验的指导书另行编写。 3

目录 实验一 光纤接续和监测 1 实验二 光纤衰减测试 3 实验三 光接口参数测试 5 实验四 电接口传输性能测试 10 实验五 SDH设备认识 17 实验六SDH网络管理系统及操作 19 4AB

C

DE

图1.2连接光纤的背向散射法

实验一 光纤的接续和监测 一． 试验目的 掌握光纤接续原理 掌握光纤接续损耗的测试原理 学习使用熔接机和了解光纤接续过程

二．试验原理 光纤接续的常用方法有热熔法和冷接法等，热熔法的主要步骤如下：连接光纤端面的制备，端面的定位和对准，熔接。 光纤接续损耗As的定义为

trsp

pAlg10−= （dB）

式中 pt为发射光纤发出的光功率，W pr为接收光纤接收的光功率，W

监测光纤接续损耗的方法有多种，如：光时域反射计(OTDR)监测和四功率法测试等，目前都采用光时域反射计监测法，其测试系统原理土如图1.1所示。

测试时OTDR发出测试光脉冲，并测得连接光纤的背向色散曲线如图1.2所示，根据所得曲线设置五个测试点（即采用五点法）即得到接续损耗值。

三． 试验仪器和设备 1.TYPE35SE光纤熔接机， 1台 2.光时域反射计， 1台 3.光纤， 2盘，2Km/盘

四． 测试步骤

OTDR发射光纤接收光纤 图1.1光纤接续损耗的监测 5

1.制备连接光纤端面 2.将连接光纤按放在熔接机V型槽内 3.将OTDR输出光接口与发射光纤耦合，并监测光纤的背向散射曲线 4.熔接光纤 5.设置五个测试点并测得接续损耗，ASA 6.将OTDR输出光接口与接收光纤耦合，重复5步，测得接续损耗ASB

五． 测试记录表格 测试次数 ASA(dB) ASB(dB) 平均值AS(dB) 1 2

六． 注意事项 1.连接光纤的端面制备要符合要求即端面平整、清洁并与光纤轴线垂直。 2.五个测试点中C点必须设置在光纤接头位置。 6

实验二 光纤衰减测试 一． 试验目的 1.掌握用剪断法测量光纤衰减的原理和方法 2.熟悉光纤端面制备的方法 3.掌握光功率计、光源等仪表的工作原理和使用方法

二． 试验原理 剪断法是按照衰减定义对被测光纤的输入光功率和输出光功率进行直接测量的方法，其测量原理如图2.1所示

图中，光源可为LD，LED或单色仪；对多模光纤而言，注入系统中应包括扰模装置，以便在被测光纤中激励出近似的稳态模功率分布。对单模光纤，不需扰模器，但需滤模器，滤除高阶模。

三． 试验仪表和设备 1.AV2491光纤万用表， 1台； 2.LED驱动光滤波或单色仪，1台； 3.扰模器 ， 1台 4．光纤剥切工具 ， 1套

四． 测试步骤 1. 按图2.1连接测试系统，将光源尾纤与被测光纤一端熔接，并使被测光纤始端经扰模器。 2. 打开光源的驱动电路，调节光源输出光功率适中 3. 将被测光纤另一端做好端面，并与光检测器耦合，测得光功率PR 4. 保持光源输出光功率不变，将光纤在离注入点1-2m的1点处剪断，用光功率计测量光源入纤光功率PT

5. 按RTPPAlg10=(dB)计算光纤衰减和衰减系数

五． 记录表格

偏置电路光源注入系统光检测器放大器注入点

12光功率计

指示器

图2.1实验原理图 7

PR(W/dB) PT(W/dB) L(km) A(dB) α(dB/km) A(dB) α(dB/km)

1 2 3

六． 注意事项 1.测量光功率时光纤输出端面处理要达到平整、清洁和端面垂直于光纤轴线的要求。 2.重复三次做光纤端面与光监测器的耦合，取其平均值作为测试结果。 8

实验三 光纤线路系统设备的光接口参数测试 一、实验目的 本实验中主要通过对光纤线路系统设备的光接口的主要性能参数进行测试，深入理解光发送机和光接收机主要特性参数的内容、定义和要求，掌握实际的测试方法，认知光纤数字线路系统设备和常用的数字传输测试仪器仪表。

二、实验内容和原理 本实验测试光纤线路系统传输设备的光接口的主要参数，包括以下项目： 1．光发送机参数测试 （1）平均发送光功率 平均发送光功率P0是指光发送机在一段时间内的平均输出光功率，通常指入纤光功率，P0越大则允许的光纤线路传输衰减越大，系统传输距离越大。其测试系统框图如图3.1：

图3.1光发送机参数测试系统框图 对于不同传输速率的系统采用不同的测试信号，即对应电接口传输速率，误码仪（传输分析仪）的码型发生器选择相应长度的伪随机序列输入发送端机：

表3.1 不同速率对应的伪随机序列测试信号 标称比特率Kb/s 2048 8448 34368 139264 15552 PRBS长度 215－1 215－1 223－1 223－1 223－1

对于不同类型的SM光源，要求光发送机接入系统后，S点的平均发送光功率满足下列要求，短中继距离可适当降低： LED：P0≥－9/-6/-3 dBm； LD：≥-30 dB m

（2）消光比 光发送机的消光比定义为：)(lg10minmaxdBPPEXT=，式中

码型发生器 光发送机Tx 光功率计 光纤线路

S 9

Pmax为输入全“1” 码时的平均输出光功率 Pmin为输入全“0” 码时的平均输出光功率 进一步可换算为绝对功率电平差：

)()(1lg101lg10minmaxminmaxmmdBPdBPmWPmWPEXT−=−= 一般要求消光比EXT≥-10 dB，消光比过小会降低光接收机灵敏度。 根据消光比定义，消光比测试系统同上，应分别测出全“1” 码和全“0”码时的平均输出光功率，然后还算出EXT值。考虑实际测试时，输入伪随机序列测试信号 为“1” 码和 “0”码概率近似相等，即有Pmax＝2 P0，故： EXT＝P0＋3－Pmin（dB） 因此只要在测试平均发送光功率P0的基础上，测出全“0” 码时的平均功光率Pmin。

2．光接收机参数测试 （1）光接收机灵敏度 光接收机灵敏度是指光纤线路系统在达到规定误码率指标条件下，所需要的最小平均接收光功率Pr min，通常用绝对功率电平表示为:

1mWP g10l(dBm) P Srmin r minr ==

（2） 光接收机的动态范围 光接收机的动态范围是指光纤线路系统在达到规定误码率指标条件下，所允许平均接收光功率的变化范围，用最大允许光接收功率（过载功率）和最小接收

光功率的比值表示为：)(lg10minmaxdBPPDrr=，即：

rrrrSdBmPdBmPdBmPD−=−=)()()(maxminmax 工程上一般采用对端环回法光接收机的灵敏度和动态范围，如图3.2：

图3.2光接收机参数测试系统框图 光可变衰减器

码型 发生器 光发送机

Tx

光功率计 S

误码 检测器 光接收机 Rx R 收 发 发 收 S R R S R 光接收机 Rx 光发送机 Tx

传输测试仪 光端机A 光端机B

S

光中继机 10

被测的A端光接收机的光输入端接入光可变衰减器，码型发生器送出的伪随机序列测试信号送入A端光发送机，对端B光端机将光接收机恢复的测试信号直接接入光发送机，环回至A端光接收机，由误码仪进行误码监测。分别增大和减小光可变衰减器的衰减值，测出要求的误码率条件下的最小和最大允许的平均光接收功率，可得光接收机的灵敏度与过载电平，并计算出光接收机的动态范围。另外采用对通法测试，将测试仪的收发单元误码监测和码型发生器分别连接线路系统两端的光接收机B和光发送机A。 测试中应注意保证规定误码率的测试条件，测试过程涉及具体的误码率的监测，实验室实际测试无法按工程测试进行长期的平均误码率监测，可采用一定观察时间误码计数的方法，若观察时间t内捡出的误码计数为N，按平均误码率的

定义有：beftNP×=，fb为系统的码速，即光发送机电接口传输速率。 由此依据误码率指标要求计算出至少出现1个误码的最小观测时间

befPT1=。为保证测试结果的准确，通常观测时间大于最小观测时间（如3－5倍）。灵敏度测试的最小观测时间和要求如表3.2： 表3.2 不同速率对应的最小测试时间和灵敏度 标称比特率，Kb.s 标称波长，nm 光检测器类型 灵敏度（dBm） 误码率 最小观测时间 APD ≤-59 2048 850 PIN ≤-49 10-9 8分钟

1310 PIN－FET ≤-52 APD ≤-56 8448 850 PIN ≤-46 10-9 2分钟

1310 PIN－FET ≤-48 850 APD ≤-50 10-9 29.1秒

34368 10-10 5分钟

1310 PIN－FET ≤-41 10-11 50分钟

139264 1310 PIN－FET ≤-37 10-10 1.2分钟

10-11 12分钟

三、实验设备和测量仪表 1. 武汉邮科院GD（GZ）/MF－34HL光端机（光中继机） 或富士通FLX150/600分插复用设备ADM、FLX2500A终端复用设备TM 2. 惠普HP3784 PDH数字传输分析仪或惠普HP37717B SDH综合测试仪 3. 惠普HP8153A光多用表