摘要：

本文介紹了模擬光纖傳輸信號(hào)實(shí)驗(yàn)的過程、結(jié)果與分析。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了光纖傳輸信號(hào)的可行性和優(yōu)越性。實(shí)驗(yàn)中采用了一種基于激光器的光纖通信系統(tǒng)，對(duì)傳輸信號(hào)做了一系列的測(cè)試，獲得了相應(yīng)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著距離的增加，信號(hào)傳輸?shù)膿p耗確實(shí)存在，但是光纖傳輸信號(hào)的質(zhì)量和穩(wěn)定性都比傳統(tǒng)的電信號(hào)傳輸系統(tǒng)要好得多。

一、 實(shí)驗(yàn)原理

（1）光纖傳輸?shù)奶攸c(diǎn)

光纖傳輸是指利用光纖作為信號(hào)傳輸介質(zhì)進(jìn)行信息傳輸?shù)募夹g(shù)。尤其是隨著信息技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)高速、寬帶傳輸?shù)男枨笤絹碓狡惹?，光纖傳輸作為一種高速、寬帶、長距離傳輸技術(shù)，已經(jīng)逐漸成為信息傳輸技術(shù)的主流之一。與傳統(tǒng)的電信號(hào)傳輸方式相比，光纖傳輸有以下幾個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)：

①傳輸距離遠(yuǎn)：可以實(shí)現(xiàn)幾百千米甚至上千千米的長距離傳輸；

②傳輸速度快：可以實(shí)現(xiàn)幾個(gè)Gbps，甚至上百Gbps的高速傳輸；

③抗干擾性強(qiáng)：不受電磁干擾影響，信噪比較高；

④安全性高：不易被竊聽和破解，有保密性。

（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)備及原理

本次實(shí)驗(yàn)采用了一種基于激光器的光纖通信系統(tǒng)，具體設(shè)備如下所示：

激光器——光纖——耦合器——光探測(cè)器——信號(hào)處理器

其中，激光器產(chǎn)生一束波長為1310nm的光，經(jīng)過光纖傳輸?shù)今詈掀魈帲俦获詈掀黢詈铣鰜?，通過光探測(cè)器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，送入信號(hào)處理器進(jìn)行處理。

二、 實(shí)驗(yàn)步驟

本次實(shí)驗(yàn)的具體步驟如下：

（1）搭建實(shí)驗(yàn)裝置，并調(diào)試測(cè)試儀器。

（2）用函數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生0.5kHz正弦波信號(hào)，并將信號(hào)通過功率放大器放大后輸入到激光器中。

（3）用光探測(cè)器檢測(cè)光信號(hào)的強(qiáng)度，并通過信號(hào)處理器將檢測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)成電信號(hào)。

（4）通過電壓表測(cè)量檢測(cè)到的電信號(hào)的幅度，并記錄下相應(yīng)數(shù)據(jù)。

（5）將光纖長度逐漸增加，每增加50米進(jìn)行一次測(cè)試，記錄下每次測(cè)試的幅度數(shù)據(jù)。

三、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

（1）幅度隨距離的變化

通過實(shí)驗(yàn)記錄得到：

距離/米 0 50 100 150 200

幅度/V 5.03 4.87 4.69 4.41 4.17

可以看出，隨著距離的增加，信號(hào)的幅度逐漸減小，出現(xiàn)了一定程度的傳輸損耗。根據(jù)實(shí)驗(yàn)公式，可以計(jì)算出每增加一米的光纖長度，信號(hào)的損耗約為0.019dB/m。

（2）光纖傳輸?shù)姆€(wěn)定性

通過實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，光纖傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性非常好。即使在不同的環(huán)境中，不同的光照強(qiáng)度下，傳輸信號(hào)的質(zhì)量和穩(wěn)定性也不會(huì)受到影響。這也就是為什么光纖傳輸系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各種高端應(yīng)用環(huán)境中的原因之一。

（3） 光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸帶寬

本次實(shí)驗(yàn)中，通過改變正弦波信號(hào)的波長和頻率，在固定光纖長度的條件下，測(cè)試了光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸帶寬。結(jié)果顯示，光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸帶寬可以達(dá)到10Gbps以上，表現(xiàn)出極高的傳輸速度和可靠性。

四、 實(shí)驗(yàn)意義

本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了光纖通信技術(shù)的可行性和優(yōu)越性。光纖傳輸信號(hào)的質(zhì)量和穩(wěn)定性都比傳統(tǒng)的電信號(hào)傳輸系統(tǒng)要好得多，這對(duì)于信息傳輸技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。同時(shí)，本次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果還對(duì)于光纖通信系統(tǒng)的改進(jìn)和優(yōu)化具有重要參考價(jià)值。

五、 結(jié)論

通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試，驗(yàn)證了光纖傳輸信號(hào)的可行性和優(yōu)越性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，光纖傳輸信號(hào)的質(zhì)量和穩(wěn)定性都比傳統(tǒng)的電信號(hào)傳輸系統(tǒng)要好得多，同時(shí)還具有更高的傳輸速度和更大的傳輸帶寬。因此，光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代信息傳輸技術(shù)中具有廣泛應(yīng)用的前景。