一．實驗原理及框圖

多模光纖基帶響應測試方法既可用頻域的方法，也可用時域的方法。時域法利用的是脈沖調制。按照對脈沖信號采集及數(shù)學處理方法的不同，又分為脈沖展寬法、快速傅立葉變換法和頻譜分析法。本實驗采用的是較為簡單的脈沖展寬法。

多模光纖脈沖展寬測試儀原理圖：

如上圖所示為多模光纖時域法帶寬測試原理框圖。從光發(fā)模塊輸出窄脈沖信號，首先使用跳線（短光纖）連接激光器和光檢測器，可以測出注入窄脈沖的寬度；然后將待測光纖替換跳線接入，可以測出經待測光纖后的脈沖寬度。經過理論推導可以得到求解帶寬公式：

多模光纖脈沖展寬測試儀前面板接口分上下兩層，上層用于850nm測試，下層為1310nm。每隔波長分別由窄脈沖發(fā)生器輸出極窄光脈沖經被側光纖回到測試儀內進行O/E變換后送出電信號，通過高速示波器即可顯示。

多模光纖脈沖展寬測試儀實物圖如下所示

實驗采用的數(shù)字示波器實物圖如下所示：

二．實驗注意事項

（1）打開電源后，850nm和1310nm的激光器都開始工作，不要用眼睛直視前面板的光出接口，以避免造成對眼睛的傷害；

（2）接入光纖跳線和待測光纖前，應用酒精擦拭光纖端面，保持清潔；

（3）測試完畢后，用防塵帽將儀器和光纖跳線的FC頭蓋上，關閉電源；

（4）由于850nm的發(fā)送光功率較高，在未知衰減器的情況下，易出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，可適當調整光纖活接頭的插入深度進行測試；

（5）這種方法的測量精度與整個系統(tǒng)的相應速度有關，除要求光電轉化及檢測儀器有足夠快的響應外，還要求信號脈沖足夠窄，一般要求輸出脈沖的寬度至少是輸入脈沖寬度的1.4倍，才能滿足工程所需的精度。

三．實驗步驟

（一）850nm窗口下光纖的帶寬測試

1. 打開測試儀電源開關（位于背面），前面板上的電源指示燈亮；

2. 將示波器輸入端與本儀器850nm的“RF OUT”輸出端用信號線接好；

3. 用一根光纖跳線將850nm的 “OPTICAL IN”和“OPTICAL OUT”連接起來；

4. 儀器連接好后如下圖所示：

進行示波器操作：

a） 按AUTO－SCALE鍵調出波形；

b） 點擊TIME BASE鍵，并通過右下方旋鈕調整脈沖至適當寬度（一般設置為10.0ns/div）；

c） 點擊、鍵，顯示屏右方會出現(xiàn) markers（off/on）、 markers（off/on）選框，先通過右側對應按鍵將 markers設為on，分別調節(jié)V marker1和V marker2測出脈沖高度并找出脈沖半高值；再將 markers設為on，分別調節(jié)t marker1和t marker2 使其與脈沖半高值相交。則有t marker2-t marker1即為脈沖半高全寬。

5. 換下該光纖跳線，接入待測光纖用同樣方法測出；其測試步驟與4相同，如下圖所示：

6.根據(jù)以下公式得到脈沖響應寬度τ：

τ=（τ22 --τ21）1/2 （ns）

7.根據(jù)以下公式得到待測光纖帶寬B：

B = 0.441/τ （GHz）

（二）1310nm窗口下待測光纖的帶寬測試：

與850nm窗口下測試不同的是：應該選擇1310nm區(qū)域內的“OPTICAL IN”和“OPTICAL OUT”，“RF OUT”口進行正確連接，除此之外，其他都與850nm下待測光纖的帶寬測試步驟相同。

四、實驗結果分析

對測試截圖進行整理得到如下測量圖示和參數(shù)：

1. 850nm窗口下

①接入波長為850nm的跳線時，測試結果如下圖所示：

最大值575.000mv，半脈沖96.875mv，最小值18.75mv，半脈寬0.480ns-2ns

t1=0.480ns ，t2=2ns ，t1=t2 - t1 = 1.52ns；

②接入波長為850nm的光纖時，測試結果如下圖所示：

最大值528.125mv，半脈沖279.688mv，最小值-31.250mv，半脈寬0.480ns - 2.24ns

t1=0.480ns ，t2=2.720ns ，t2=t2 - t1 = 2.24ns；

將上述數(shù)據(jù)結果帶入公式可得：B=0.268GHZ；

2. 1310nm窗口下

①接入波長為1310nm的跳線時，測試結果如下圖所示：

最大值182.813mv，最小值23.438mv，半脈沖103.126mv，半脈寬0.560ns--2.24ns；

t1=0.560ns，t2=2.800ns，t1= t2 - t1 = 2.24ns；

②接入波長為1310nm的光纖時，測試結果如下圖所示：

最大值575mv，最小值37.5mv，半脈沖306.25mv，半脈寬0.360ns--3.120ns

t1=0.360ns ，t2=3.120ns ，t2= t2 - t1 = 2.76ns；

將上述數(shù)據(jù)結果帶入公式可得：B=0.274GHZ；

3. 結果分析

本次實驗總過完成了4個實驗，脈沖展寬法測光纖帶寬是其中之一，我選擇了此實驗撰寫實驗報告。多模光纖在850nm和1310nm窗口下相比較，850nm的帶寬相對較窄，根據(jù)我們所計算的數(shù)據(jù)可知，實際操作計算與理論結論相符合。實驗中在850nm的窗口下，波形展寬了0.72ns，在1310nm窗口下，波形展寬了0.52ns，這將導致碼間干擾嚴重，誤碼率較高。多模光纖本身特性決定了它適用于短距離傳輸，但其具有價格優(yōu)勢，通常用在機房或者局域網的互聯(lián)。長途干線通常使用單模光纖。

實驗中出現(xiàn)的問題是：接跳線時脈沖最大值比接光纖時小。這說明在測試過程中光纖接口連接可能存在耦合誤差。由于數(shù)據(jù)在測試之后沒有當場驗證計算得到結論，所以實驗中出現(xiàn)的問題沒有及時發(fā)現(xiàn)，這也是由于對光纖接觸太少及理論知識不夠扎實理解太淺薄所致。
責任編輯；zl