光通信实验报告.docx

发布时间：2022-06-13 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.25M 资料格式：docx 举报版权申诉

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光通信实验报告指导教师：xxx 姓名：周 xx 实验一基于 MATLAB 光纤传输仿真实验

一、实验原理光纤是一种传输介质，是依照光的全反射的原理制造的。光纤有两项主要特性：即损耗和色散。光纤每单位长度的损耗或者衰减（dB/km），关系到光纤通信系统传输距离的长短和中继站间隔的距离的选择。光纤的色散反应时延畸变或脉冲展宽，对于数字信号传输尤为重要。每单位长度的脉冲展宽（ns/km），影响到一定的传输距离和信息传输容量。二、实验要求本实验采用了阶跃型单模光纤、阶跃型多模光纤、渐变型多模光纤作为研究对象，应用几何光学理论分析光纤的传光路径并利用 MATLAB 软件对其传光路径进行了模拟。三、实验代码 clc for i=1:4 figure plot([0 32 32 0 0], [1 1 1.5 1.5 1], 'k'); fill([0 32 32 0 0], [1 1 1.5 1.5 1], 'y'); axis([-.5 50 -2 2]); hold on; plot([0 32 32 0 0], [-1 -1 1 1 -1], 'k'); fill([0 32 32 0 0], [-1 -1 1 1 -1], 'g'); plot([0 32 32 0 0], [-1.5 -1.5 -1 -1 -1.5], 'k'); fill([0 32 32 0 0], [-1.5 -1.5 -1 -1 -1.5], 'y'); plot([35 35], [-1.5 1.5], 'k-.'); plot([35 37], [-1.5 -1.5], 'k'); plot([35 37], [1.5 1.5], 'k'); plot([37 37], [1.5 0], 'k-.'); plot([37 40], [1 1], 'k'); plot([40 40], [1 -1], 'k-.'); plot([40 37], [-1 -1], 'k'); plot([37 37], [-1 -1.5], 'k-.'); plot([34 43], [0 0], 'k'); text(36.5, .1, 'n2'); text(39.5, .1, 'n1'); plot([-0.5 1.5 10 20 30 32], [-0.4 1 1 1 1 1], 'r'); text(23, 1.75, 'n0'); text(23, 1.25, 'n2'); text(23, .5, 'n1'); text(28, 1.75, 'n1>n2>n0'); text(28, 1.25, '包层'); text(28, .5, '纤芯'); plot(32, 0, 'bo'); if i==1 elseif i==3 text(23, 1.25, 'n2'); text(23, .5, 'n1'); text(28, 1.75, 'n1>n2>n0'); text(28, 1.25, '包层'); text(28, .5, '纤芯'); plot(32, 0, 'bo'); plot([-0.4 0 4 8 12 16 20 24 28 32],[-0.5 0 1 0 -1 0 1 0 -1 0 ], 'r'); text(23, 1.25, 'n2'); text(23, .5, 'n1'); text(28, 1.75, 'n1>n2>n0'); text(28, 1.25, '包层'); text(28, .5, '纤芯'); text(23, 1.75, 'n0'); elseif i==2 plot([-0.5 1.5 6 ], [-0.4 1 2 ], 'r'); text(23, 1.75, 'n0');

text(23, 1.75, 'n0'); plot(32, 0, 'bo'); elseif i==4 x=-0.4:0.1:32; y=sin(5/16*pi*x); plot(x,y,'r'); text(23, 1.25, 'n2'); text(23, .5, 'n1'); text(28, 1.75, 'n1>n2>n0'); text(28, 1.25, '包层'); text(28, .5, '纤芯'); plot(32, 0, 'bo'); end end

四、实验结果 1. 光波射入光纤的入射角为 =时（传输截止在纤芯和包层的截止处） 2. 光波射入光纤的入射角为 >时，（发生折射）

3. 光波射入光纤的入射角为 <时（全反射）。 4. 模拟光在梯度折射率光纤中传播

实验二基于 MATLAB 光纤传输仿真实验

一、实验原理光纤是一种传输介质，是依照光的全反射的原理制造的。光纤有两项主要特性：即损耗和色散。光纤每单位长度的损耗或者衰减（dB/km），关系到光纤通信系统传输距离的长短和中继站间隔的距离的选择。光纤的色散反应时延畸变或脉冲展宽，对于数字信号传输尤为重要。每单位长度的脉冲展宽（ns/km），影响到一定的传输距离和信息传输容量。二、实验内容传输媒介：多模阶跃光纤，直线型，长度 s 米，纤芯宽度 w 微米。光源：模态 1（入射角 a1 度），模态 2（入射角 a2 度）。0 度为沿轴线方向，90 度为垂直轴线方向。构建 matlab 函数：[t1,s1, t2, s2] = funcOptTransit(s, w, a1, a2) 计算：t1,s1 是模态 1 传输的时间和绝对长度；t2,s2 是模态 2 传输的时间和绝对长度。仿真图：模态 1 和模态 2 在上述光纤内的传输合成图。横轴范围为光纤长度 s 米，纵轴为纤芯宽度 w 微米，类似下图所示：三、实验代码

function [t1, s1, t2, s2] = funcOptTransit(s, w, a1, a2) v = 300000000/1.45; s1 = s/cos(a1); s2 = s/cos(a2); t1 = s1/v; t2 = s2/v; x1 = w/tan(a1); x2 = w/tan(a2); L = 0.5; plot([0 s s 0 0],[w/2+L w/2+L -(w/2+L) -(w/2+L) w/2+L],'k'); fill([0 s s 0 0],[w/2+L w/2+L -(w/2+L) -(w/2+L) w/2+L],'y'); hold on plot([0 s s 0 0],[w/2 w/2 -w/2 -w/2 w/2],'k'); fill([0 s s 0 0],[w/2 w/2 -w/2 -w/2 w/2],'g'); H = 1; axis([-.5 50 -(w/2+L+H) w/2+L+H]); M = 5; N = 2; plot([s+M s+M],[-(w/2+L) w/2+L],'k-.'); plot([s+M s+M+N],[w/2+L w/2+L],'k'); plot([s+M s+M+N],[-(w/2+L) -(w/2+L)],'k'); plot([s+M+N s+M+N],[w/2+L 0],'k-.'); plot([s+M+N s+M+N],[-(w/2+L) 0],'k-.'); plot([s+M+N s+M+3*N],[w/2 w/2],'k'); plot([s+M+N s+M+3*N],[-w/2 -w/2],'k'); plot([s+M+3*N s+M+3*N],[-w/2 w/2],'k-.'); plot([s+M s+M+4*N],[0 0],'k'); text(s+M+5*N, 0, 'w'); text(s+M+5*N, w/2+L/2, 'L'); text(s/2, w/4, 'n1'); text(s/2, w/2+L/2,'n2'); text(s/2, w/2+L+H/2, 'n3'); text(s*3/4, w/4, 'ÏËÐ¾'); text(s*3/4, w/2+L/2, '°ü²ã'); text(s*3/4, w/2+L+H/2, 'n1>n2>n3');

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