一、实验目的
1、熟悉波分复用器的使用方法。 2、掌握波分复用技术及实现方法。
二、实验内容
1、了解波分复用技术原理。
2、掌握波分复用技术在光纤通信中的应用。
三、实验原理
波分复用（WDM）技术，就是为了充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源，根据每一信道光波的波长(或频率)不同，可以将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端利用波分复用器(合波器)，将不同波长的信号光载波合并起来，送入一根光纤中进行传输；在接收端再由另一波分复用器(分波器)，将这些不同波长承载不同信号的光载波分开，实现一根光纤中同时传输几个不同波长的光信号。
由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立的(不考虑光纤非线性时)，从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输，以增加光纤传输系统的信息容量。波分复用系统原理框图如图5-1所示。
信道1信道2光源A1光源A2····检波A1合波器分波器检波A2····信道1信道2信道n光源An图5-1 波分复用系统原理框图
检波An信道n
作为波分复用器的单模光纤耦合器可单向运用，也可双向运用。在单向运用时，如图5-2所示。两个不同波长的光载波信号分别从端口2、3注人，则输出端口1中有两个不同波长光波信号的合成输出，这是合波器；反之，从端口1注入两个不同波长的合成光波信号，输出端口2、3分别有不同波长的光载波信号输出，这是分波器；合波器、分波器分别应用在波分复用光纤传输系统的发送端和接收端。
图5-2 波分复用器单向运用传输系统
在双向运用时，正方向和反方向所传输的光载波信号的波长不同，如图5-3所示，
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两个波分复用器分别置于双向光纤传输系统的两端。
图5-3 波分复用器双向运用传输系统
考虑到单模光纤在波长为1310nm附近具有最低色散，且在波长为1550nm附近具有最低损耗。 本实验的方案是：波分复用系统中两个光载波的波长分别采用1310nm和1550nm。实验原理框图分别如图5-4（A、B、C、D）所示。
模拟信号源 1模拟信号源 21310nm光发送模块1310nm光接收模块模拟输出13101550nm光发送模块1550波分复用器113/15波分复用器2131015501550nm光接收模块模拟输出
（A） 双模拟信号的波分复用传输系统
模拟信号源数字信号源1310nm光发送模块13101550nm光发送模块1550波分复用器113/15波分复用器213101310nm光接收模块模拟输出15501550nm光接收模块数字输出
（B） 模拟信号、数字信号的波分复用传输系统
数字信号源 1数字信号源 21310nm光发送模块13101550nm光发送模块1550波分复用器113/15波分复用器213101310nm光接收模块数字输出15501550nm光接收模块数字输出
（C） 双数字信号的波分复用传输系统
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数字信号源 1数字信号源 2CMI编码1310nm光发送模块1550nm光发送模块1310CMI编码1550波分复用器113/15波分复用器213101310nm光接收模块1550nm光接收模块CMI译码数字输出1550CMI译码数字输出
（D） 双数字信号的CMI编码波分复用传输系统
图5-4 波分复用系统实验原理框图
四、实验仪器及器件
1、光纤通信实验仪 2、双通道示波器 3、波分复用器 4、光跳线若干条
五、实验步骤
注意：1．波分复用器属易损器件，应轻拿轻放。
2．光器件连接时，注意要用力均匀。 第一部分：双模拟信号的波分复用（图5-4-A）：
1、电路实验导线的连接：
关闭实验仪电源，用导线将1310nm光端机的模拟信号源中的正弦波输出端与1310nm光发送模块的模拟信号输入端口（P203）连接；将1550nm光端机的模拟信号源中的正弦波输出端与1550nm光发送模块的模拟信号输入端口（P203）连接； 分别将两个光发送模块中的开关（S200）拨向模拟传输端。 2、光路部分的连接：
a.取下1310nm光发端口（TX）和光收端口（RX）上的红色橡胶防尘帽； b.取一只波分复用器，将其双光纤端的橡胶防尘帽取下；
c.用光跳线将波分复用器的1310端口与1310nm光发送端口(1310nm TX)的法兰盘对接，即：将光纤小心地插入法兰盘，在插入的同时保证光跳线的凸起部分与法兰盘凹槽完全吻合，然后拧紧固定帽即可；
d.同样用光跳线将波分复用器的1550端口与1550nm光发送端口(1550nm TX)的法兰盘对接。
e.取另一只波分复用器，用光跳线将波分复用器的1310端口与1310nm光接收端口(1310nm RX)的法兰盘对接，波分复用器的1550端口与1550nm光接收接口(1550nm RX)的法兰盘对接。
f.分别将两只波分复用器单光纤端的橡胶防尘帽取下，用光跳线将它们连接好。 3、接通实验仪电源，用双通道示波器观察并记录1310nm光接收模块的模拟信号输出端口（P200）与1310nm光发射模块的模拟信号输入端口（P203）的波形；同样用双通道示波器观察并记录1550nm光接收模块的模拟信号输出端口（P200）与1550nm
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光发射模块的模拟信号输入端口（P203）的波形，分别调整两个光接收模块的可调电位器（R257、R242）及光发送模块的可调电位器（R277、R258），使输出波形达到最好。
第二部分：模拟信号/数字信号的波分复用（图5-4-B）：
1、电路实验导线的连接：
关闭实验仪电源，用导线将1310nm光端机的模拟信号源中的正弦波输出端与1310nm光发送模块的模拟信号输入端口（P203）连接，将光发送模块中的开关（S200）拨向模拟传输端；用导线将1550nm光端机的固定速率数字信号源的BS（或FS）输出端口与1550nm光发送模块的数字信号输入端口（P202）连接，将光发送模块中的开关（S200）拨向数字传输端。
2、光路部分的连接，与第一部分的连接相同。
3、 接通实验仪电源，用双通道示波器观察并记录1310nm光接收模块的模拟信号输出端口（P200）与1310nm光发送模块的模拟信号输入端口（P203）的波形；同样用双通道示波器观察并记录1550nm光接收模块的数字信号输出端口（IC202）与1550nm光发送模块的数字信号输入端口（P202）的波形，分别调整两个光接收模块的可调电位器（R257、R242），使输出波形达到最好。 第三部分：双数字信号的波分复用（图5-4-C）：
1、电路实验导线的连接：
关闭实验仪电源，用导线将1310nm光端机的固定速率数字信号源的FS（或BS）输出端口与1310nm光发送模块的数字信号输入端口（P202）连接，将光发送模块中的开关（S200）拨向数字传输端；用导线将1550nm光端机的固定速率数字信号源的BS（或FS）输出端口与1550nm光发送模块的数字信号输入端口（P202）连接，将光发送模块中的开关（S200）拨向数字传输端。 2、光路部分的连接，与第一部分的连接相同。
3、接通实验仪电源，用双通道示波器观察并记录1310nm光接收模块的数字信号输出端口（IC202）与1310nm光发送模块的数字信号输入端口（P202）的波形；同样用双通道示波器观察并记录1550nm光接收模块的数字信号输出端口（IC202）与1550nm光发送模块的数字信号输入端口（P202）的波形，分别调整两个光接收模块的可调电位器（R257、R242），使输出波形达到最理想状态。 第四部分：双数字信号经CMI编码的波分复用（图5-4-D）：
1、电路实验导线的连接：
a.关闭实验仪电源，用导线连接1310nm光发送模块的数字信号输入端口（P202）和CMI模块的编码输出端口（CMI OUT1），用导线连接1310nm光接收模块的数字信号输出端口（IC202）和CMI模块的译码输入端口（CMI IN1），将光发送模块中的开关（S200）拨向数字传输端；同样用导线连接1550nm光发送模块的数字信号输入端口（P202）和CMI模块的编码输出端口（CMI OUT2），用导线连接1550nm光接收模块的数字信号输出端口（IC202）和CMI模块的译码输入端口（CMI IN2），将光发送模块中的开关（S200）拨向数字传输端。
b.连接1310nm光端机的固定速率数字信号源的FS输出端口与CMI模块的编码输
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入端口（D_IN1）；连接1550nm光端机的固定速率数字信号源的BS输出端口与CMI模块的编码输入端口（D_IN2）。
2、光路部分的连接，与第一部分的连接相同。
3、接通实验仪电源，用双通道示波器观察并记录1310nm光接收模块的数字信号输出端口（IC202）与1310nm光发送模块的数字信号输入端口（P202）的波形；用双通道示波器观察并记录1550nm光接收模块的数字信号输出端口（IC202）与1550nm光发送模块的数字信号输入端口（P202）的波形，分别调整两个光接收模块的可调电位器（R257、R242），使输出波形达到最好。
4、用双通道示波器观察并记录1310nm光端机CMI模块的译码输出端（D_OUT1）和1310nm光端机CMI模块的编码输入端口（D_IN1）的波形；同样用双通道示波器观察并记录1550nm光端机CMI模块的译码输出端（D_OUT2）和1550nm光端机CMI模块的编码输入端口（D_IN2）的波形。
5、做完实验后关掉电源开关，拆除导线。 6、拆除波分复用器并将各实验仪器摆放整齐。
六、实验报告要求
1、画出传输不同信号的波分复用系统组成方框图，并分析各部分组件在系统中的作用。
2、用示波器观察并画出，以上各实验内容中经波分复用器传输的各种信号的输入、输出波形，并说明传输结果。
3、说明光时分复用与光波分复用有何异同点?
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