1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。
目录1实验一光纤接续和监测2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193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As = −10 lg式中prpt（dB）pt 为发射光纤发出的光功率，Wpr 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。
OTDR发射光纤接收光纤图 1.1 光纤接续损耗的监测测试时 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A1.TYPE35SE 光纤熔接机， 1 台2.光时域反射计，3.光纤，四．测试步骤1台BCDE2 盘，2Km/盘图 1.2 连接光纤的背向散射法41.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，ASA6.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)12六．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。
5实验二一．光纤衰减测试试验目的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 所示偏置电路光功率计注入点1光源2注入系统指示器光检测器放大器图 2.1 实验原理图图中，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 PR4. 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 PT5. 按 A = 10 lg PT PR (dB)计算光纤衰减和衰减系数五．记录表格6PR(W/dB)PT(W/dB)L(km)A(dB)α (dB/km)A (dB)α (dB/km)123六．1.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。
7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：码型发生器光发送机 Tx光纤线路S光功率计图 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/s204884483436815552PRBS 长度215－1215－1223－1223－1223－1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： EXT = 10 lgPmax(dB) ，式中Pmin8Pmax 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：EXT = 10 lgPmaxP− 10 lg min = Pmax (dBm ) − Pmin (dBm )1mW1mW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:Sr = Pr min (dBm) = 10lg Pr min1mW（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： D = 10 lgPr max(dB) ，即：Pr minD = Pr max (dBm) − Pr min (dBm) = Pr max (dBm) − S r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：码型发生器光发送机TxSR误码检测器光接收机RxRS传输测试仪光端机 A收发光可变衰减器发收光中继机SRRS光接收机Rx光发送机Tx光端机 B光功率计图 3.2 光接收机参数测试系统框图9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： Pe =N，fb 为系统的码速，即光发送机电接口传输速率。
t × fb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T=1。
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 3－5Pe f b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）≤-59≤-49≤-52≤-56≤-46≤-48≤-50≤-41≤-372048850131084488501310850APDPINPIN－FET APDPINPIN－FET APD13101310PIN－FET PIN－FET34368 139264误码率最小观测时间10-98 分钟10-92 分钟10-910-1010-1110-1010-1129.1 秒5 分钟50 分钟1.2 分钟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 TM2. 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104. OAT－V 可变光衰减器四、实验步骤1．平均发送光功率和消光比测试（1）按图 3.1 测试系统框图连接测试系统，接通光端机或光中继机和测试仪表电源；（2）测试系统稳定后，按表 3.1 选定测试信号送入发送机；（3）在发送端连接器断开光纤线路，改用光纤测试线连接光功率计和连接器，将光发送机的光输出接入光功率计；（4）选定光功率计测试波长为光发送机工作波长，读出表上功率值；（5）进行功率和功率电平的换算： P0 = 10 lgP0(dB m ) ；1mW（6）拔出发送机的输入电路机盘，此时测出光功率即为全“0” 码时的 Pmin；或码型发生器分别选择发送全“0”码和全“1”码输入光发送机，测出对应的平均发送光功率 Pmin 和 Pmin；；（7）计算出消光比 EXT。
2．光接收机灵敏度和动态范围测试为方便操作，实验室可采用本端光路环回的方法，即按测试系统图虚线部分连接：（1）按测试系统框图连接测试系统，光路环回；（2）误码仪接入测试系统，码型发生器按速率选择表 3.1 的测试序列，并根据误码率要求按表 3.2 设定误码观测时间进行误码计数测试；（3）增大光可变衰减器的衰减值，至误码计数大于规定误码率要求，再逐渐减小衰减值直至误码计数恰好满足误码率指标，稳定后将衰减器输出端连接光纤插入光功率计，测出最小接收光功率 Pr min；（4）大幅减小光可变衰减器的衰减值，至误码计数大于规定误码率要求，再逐渐最大衰减值直至误码计数恰好满足误码率指标；稳定后将衰减器输出端连接光纤插入光功率计，测出最大接收光功率 Pr max；（5）计算出动态范围五、测试表格：1.光发送机参数测试11测试条件电接口速率平均发送光功率 P0线路传输速率dBmMW消光比Pmax(dBm)Pmin(dBmEXT(dB)2.光接收机参数测试测试条件电口速率误码率接收光功率 PrPr max(dBm)衰减值（dB）Pr max(dBm)动态范围衰减值（dB）D (dB)六、参考文献1. 《光纤通信系统》，自编2. 《数字传输技术基础》，自编3. 《光同步传输技术》，自编4. 《光纤通信测量》，自编七、考核内容本实验内容需写实验报告，实验报告成绩计入平时成绩。