光纤通信实验箱--数字光收端机的灵敏度测量

一、实验目的
1.熟悉数字光收端机灵敏度的概念；
2.掌握数字光收端机灵敏度的测试方法。
 
二、实验仪器
1.光纤通信实验箱
2.20M双踪示波器
3.光功率计（FC-FC单模尾纤）
4.可调衰减器（FC-FC）
5.外置误码测试仪（选用）
6.信号连接线   2根
 
三、基本原理
光收端机的灵敏度是指在保证一定的误码率前提下，光接收机所允许接收的最小光功率。灵敏度的单位为分贝毫瓦（dBm）。
测量方法是：首先用误码测试仪向光发射端机的数字驱动电路发送的伪随机序列作为测试信号，调整光衰减器使其衰减值逐渐增大，从而使输入光收端机的平均光功率逐步减小，使系统处于误码状态，并且使得系统测试得到的误码率达到最高允许值（例如： ），测得此时的光功率即为此误码率条件下光收端机的最小光功率，这也就是光收端机的灵敏度。
光接收机灵敏度主要决定于光接收机内部噪声（光检测噪声和前置放大器噪声）。光接收机内部噪声是伴随光信号的接收检测与放大过程产生的，它使接收机最小可接收平均光功率受到限制，即它决定了光接收机的灵敏度。
本实验系统中，作为演示性测试实验，仅要求这里的误码率达到时作为测量的指标要求。另外，本实验系统自带误码测试仪功能。当误码测试仪检测到信道当前误码率达到时，误码状态显示即由“正常”切换为“误码”；反之，由“误码”切换为“正常”，可以很方便的用于灵敏度测试实验。当然，如果实验室已配置外置误码测试仪，那测试精度可能会高些。
实验测量结构示意图如下图所示：

图4.1 收端机灵敏度的测试结构示意图
 
四、实验步骤
1.关闭系统电源，按照图4.1将1550nm光发射端机的TX1550法兰接口、FC-FC单模尾纤、法兰式可调衰减器、1550nm光接收端机的RX1310法兰接口连接好。注意收集好器件的防尘帽。
2.信号连接线连接P108、P111两铆孔（打开系统电源前需将信道连接好）。
3.打开系统电源，液晶菜单选择“光纤测量实验—接收灵敏度”确认。即将误码测试的伪随机码（P108）直接通过信号连接线送入误码检测单元（P111），内部处理单元将对比收发的伪随机码序列得到误码个数，再与接收的码元总数相除，即得出误码率。由信号连接线构成的信道可以认为是理想的，所以不会出现误码，此时误码状态显示为“正常”；若断开信号连接线，此时误码状态将显示为“误码”，说明此时的误码率已超过了门限。
4.用示波器测试P108（P111）点波形，即为误码测试的伪随机码系列，由于采用较长的码型，一般非存储示波器将无法测得其码序列，所以这里不做记录波形要求。
5. 关闭系统电源，信号连接线分别连接P108、P203和P204、P111铆孔，W205右旋到底。即构成如4.1图示测量结构示意图。
6.打开系统电源，液晶菜单选择“光纤测量实验—接收灵敏度”确认。调节W205即改变送入光发端机信号（TX1550）幅度最大（不超过5V）。慢慢调节可调衰减器（减少衰减量），直至在一定调节范围内，误码状态一直显示为“正常”。保持此时可调衰减器状态。
7. 按“返回”键，选择“光纤测量实验—接收灵敏度”，确认。刷新误码仪，此时误码状态应该一直显示为“正常”。慢慢调节可调衰减器，增加衰减量，即使进入光收端机的光功率逐渐减小，出现误码率或者误码率逐渐增大。当误码率达到时，误码状态显示即由“正常”切换为“误码”。此时可以反调衰减器减少其衰减量，在误码状态切换点停止调节，保持此时可调衰减器状态。
8.如图4.1.1所示，断开光接收端机，测量可调衰减器的输出光功率Pmin（dBm），即为此光收端机的灵敏度。注意操作过程中，不可改变可调衰减器状态。
9. 关闭系统电源，拆除各光器件并套好防尘帽。
注：本实验也可选择工作波长为1310nm的LD光发射端机。注：本实验可以使用系统自带的误码测试仪功能，或者用外置误码测试仪，其操作请参见其配套说明书。
 
五、实验结果
1.记录数字光接收端机的灵敏度，标上必要的实验说明。
2．简述光接收灵敏度的测试方法。