1、通信工程专业教学实验室光纤通信实验室建设方案2012 年 5 月一、 课程名称：光纤通信二、 实验室名称: 光纤通信实验室建设目标：拟建成国内先进的通信工程教学实验室。具备国内一流的实验教学条件，实验内容科学、先进。开发与实践紧密结合的实验项目，为学生进行通信专业的创新设计和制作活动提供平台。三、 实验室建设的必要性通信工程专业是近十几年来通信技术迅猛发展形势下的热门专业。该专业培养对现代通信系统、通信网及信息传输和处理系统进行科学研究、设计、制造、运行分析及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备的高级工程技术人才。近年来在通信与信息行业人才需求量激增，因而被称为朝阳专业。通
2、信工程专业教学实验室建设规划中包含了不少专业实验内容，但仅属于基础实验项目，而对于通信工程专业的本科生培养，规范化的专业实验训练是关键的、必不可少的实践教学内容。在通信技术高速发展、实用性的通信专业人才供不应求的大背景下，通信工程专业的实践教学内容的水平，直接关系到该专业人才培养的质量以及我校信息类工科专业的成长速度。通信工程是涉及通信与信息领域，口径较宽，适应面较广的专业，与信息学科其他方向如计算机应用、信号处理等密切相关。国内综合性工科院校普遍把通信与信息类专业教学实验室的建设置于重要地位。预期通信工程专业将在未来五年内成长为电子工程系信息学科人才培养的主流方向。该专业实验室的建设已迫在眉
3、睫。四、 课程的地位和任务光纤通信是信息、通信、电子等专业本科生的一门专业课，本课程是与光纤通信课程配套的一门实验课程。通过本课程的学习，使学生进一步加深对光源与光检测器的工作原理、光发送机和光接收机的组成、光通信线路的设计方法和误码性能有一个深入的理解，掌握常用光仪表与工具的使用方法，为今后从事光纤通信工作以及进一步的深入学习和研究奠定必要的理论与实践知识。五、 实验内容与要求1、基础实验（1） 光纤与光器件实验：掌握单模与多模光纤、光无源与有源器件特性测量方法以及 OTDR 原理及其运用的测试方法。（2） 模拟传输设备：掌握模拟信号光调制、模拟信号光接收、视频（图像）信号光纤传输的特性与测
4、试方法。（3） 数字传输设备：验证加扰码、CMI、5B6B 码型变换规则，掌握接收定时恢复、消光比、OCDMA 直接序列扩频的性能与测试方法。（4） 电终端实验：掌握用户环路接口、双音多频检测、PCM 编译码器和 E1帧同步提取的特性与测试方法。（5） 设备接口实验：掌握 AMI/HDB3 终端接口、同步数据接口、异步数据接口的特性与测试方法。2、系统实验（1） 电话交换通信系统综合实验：掌握 PDH 终端呼叫处理与交换的原理、特性及测试方法。（2） WDM 光纤系统实验：掌握 WDM 光纤通信系统原理与链路连接和调整、测试方法。（3） 光纤通信链路在线监测实验：掌握光纤通信链路光信号在线监测
5、的原理、特性与测试方法。（4） 光纤通信系统误码率测试实验：掌握远距离双向光纤通信系统误码率测量原理与方法。观测信道噪声对误码率的影响。（5） 5B6B 编码通信系统综合实验：理解 5B6B 编码在光纤通信系统中的重要作用，掌握它的特性及对系统性能影响的测试方法。（6） 光纤通信网络同步系统综合实验：掌握光纤通信网络同步系统的原理、性能与测量方法。观测同步系统的性能对通信的影响。（7） 计算机数据光纤通信系统传输实验：熟悉计算机与信道传输设备的连接方法，掌握两台计算机之间通信的基本设置与操作方法，观测误码对数据通信的影响。3、二次开发实验二次开发实验是在教师指导和一定的实验环境下由学生自主进行
6、的设计型实验。它的目的是培养学生创新意识、提高他们综合运用所学知识进行创新的能力。六、 计划购置仪器设备注明：40 名学生的教学设备需求量见下表：设备、仪器名称 型号 数量 建议供应商 单价 备注光纤通信多功能实验系统 ZH7002 20 南京展鹄电子 双踪示波器 20 20MHz函数信号发生器 20 具有频率计数 功能光功率计 20 上海吾信附：光纤实验箱技术指标ZH7002 型光纤通信多功能综合实验系统一、 系统组成：ZH7002 是一款全新的光纤通信实验箱，它是国内第一套包含 CDMA 光传输系统、OTDR 测量仪的光纤实验系统。它功能强大，一台 ZH7002 实验平台可包含“ 二台 Z
7、H5002”“一台 ZH5002B”“一台误码测试仪”“图像传输设备”“计算机数据终端” 。 ZH7002 实验平台主要由：光无源器件组、模拟图像传输系统、计算机数据传输系统、光终端机、电终端机、误码测试、OCDMA/OTDR 模块等几大部分组成。主要模块有： 24 线用户接口模块、DTMF 检测模块、 PCM 编码模块、数字复接和解复接模块（E1 传输技术） 、HDB3 编译码模块、电终端定时模块、同步数据接口模块、数据扰码与解扰码模块、CMI 编译码模块、5B6B 编译码模块、光纤端定时模块、误码检测模块、 OCDMA/OTDR模块、图像发送模块、图像接收模块、计算机接口模块。无源器件组有
8、多个光源、单模光纤、多模光纤、光纤连接器、光复用器( 合波器和分波器) 、光分路器、光衰减器等等。二、 系统特点：1、 它功能强大，一台 ZH7002 实验平台可完成以下设备功能：“二台 ZH5002”“一台ZH5002B”“一台误码测试仪”“图像传输设备”“计算机数据终端” ；2、 它是国内第一套包含 OCDMA 光传输系统、OTDR 测量仪的光纤实验系统；3、 误码测试可实现远程的在线测试功能，其精确度达到 ZH9001 性能指标；4、 图像业务与数据、话音业务在同一根光纤中同时传输；5、 在一个实验箱上可实现光路收发功能，通过提供的实验器材实现复杂的光路配置；6、 光路实验内容众多：本实
9、验箱以光收发模块和光无源器件为重点，开设了光路测量方面的几十种相关实验；7、 系统概念突出、完整、清晰是该设备的一个突出优点，该实验系统涵盖了几乎所有的光纤通信技术。8、 实验内容与当今光纤通信原理课程和教学大纲结合紧密，具有完善的实验指导书；9、 具有二次开发功能；10、 能同时构成光波分复用系统与单芯双向光纤传输系统；11、 光端机发射功率强（约 0dBm） ，为回波返损测试、 OTDR 功能测试提供了测试条件；12、 光检测灵敏度高，实际测试指标约-40dBm ；13、 实验系统配置灵活，可根据实验需求实现不同配置：ZH7002A、B ；14、 采用了可靠的保护面板，使其更适应实验室环境
10、；15、 实用性：可建立临时应急通信系统（点对点距离大于 50 公里） ，可传输 PCM 电话、同步数据（速率：2.048Mbps） ，计算机数据、模拟图像等业务。三、 典型实验项目：ZH7002A 型的实验内容：1、 多模光纤特性测量2、 单模光纤特性测量3、 法兰盘特性测量4、 衰减器特性测量5、 光分路器特性测量6、 光波分复用器特性测量7、 回波反损测量8、 光波长测量9、 扰模器制作10、 PI 特性测量11、 光源稳定性测量12、 模拟信号光调制13、 模拟信号光接收14、 图像信号传输15、 CMI 码型变换实验16、 接收定时恢复电路实验17、 消光比测量18、 加扰码实验19
11、、 5B6B 码型变换实验20、 光时域反射测试仪21、 CDMA 扩频调制解调实验22、 AMIHDB3 终端接口实验23、 同步数据接口实验24、 异步数据接口实验25、 CMI 传输系统测试26、 5B6B 线路编码通信系统综合测试27、 CDMA 传输系统测试28、 在线误码测试29、 计算机数据传输系统测试30、 光纤传输系统抗干扰性能测量31、 同步数据通信系统测试ZH7002B 型的实验内容（在 ZH7002A 型实验内容基础上增加以下实验）：32、 用户环路接口实验33、 双音多频检测实验34、 PCM 编译码器系统35、 E1 帧成形及其传输实验36、 E1 帧同步提取系统实验37、 PDH 系统实验二次开发实验38、 可变分频器实验39、 m 序列的产生实验40、 噪声信号的产生41、 扰码实验42、 解扰实验43、 CMI 编码实验44、 CMI 译码实验45、 5B6B 编码实验46、 5B6B 译码实验47、 复接实验48、 帧同步实验
