光纖通信实验指导书(含原理).doc

实验1 电光、光电转换传输实验 一、实验目的 1.了解本实验系统的基本组成结构； 2.初步了解完整光通信的基本组成结构； 3.掌握光通信的通信原理。 二、、 图1.2.1 实验系统基本组成结构 在本实验系统中，电发射部分可以是M序列，可以是各种线路编码（CMI、5B6B、5B1P等），也可以是语音编码信号或者视频信号等，光信道可以是1550nmLD+单模光纤组成，可以是1310nm激光/探测器组成，也可以是850nmLED+多模光纤（选配）组成。本实验系统中提供的1550nmLD光端机是一体化结构，光端机包括光发射端机TX（集成了调制电路、自动功率控制电路、激光管、自动温度控制等），光接收端机RX（集成了光检测器、放大器、均衡和再生电路）。其数字电信号的输入输出口，都由铜铆孔开放出来，可自行连接。一体化数字光端机的结构示意图如下： 图1.2.2 一体化数字光端机结构示意图 四、—CMI码PN”。确认，即在P101铆孔输出32KHZ的15位m序列。 3. 示波器测试P101铆孔波形，确认有相应的波形输出。 4. 用信号连接线连接P101、P203两铆孔，示波器A通道测试TX1550测试点，确认有相应的波形输出，调节W205即改变送入光发端机信号（TX1550）幅度，最大不超过5V。即将m序列电信号送入1550nm光发端机，并转换成光信号从TX1550法兰接口输出。 5.示波器B通道测试光收端机输出电信号的P204试点，看是否有与TX1550测试点一样或类似的信号波形。 6.按“返回”键，选择“码型变换实验—CMI码设置”并确认。改变SW101拨码器设置（往上为1，往下为0），以同样的方法测试，验证P204和TX1550测试点波形是否跟着变化。 7.轻轻拧下TX1550或RX1550法兰接口的光跳线，观测P204测试点的示波器B通道是否还有信号波形？重新接好，此时是否出现信号波形。 8.以上实验都是在同一台实验箱上自环测试，如果要求两实验箱间进行双工通信，如何设计连接关系，设计出实验方案，并进行实验。 9.关闭系统电源，拆除各光器件并套好防尘帽。 注：本实验也可选择工作波长为1310nm和扩展模块的光信道。 五、 1.掌握CMI编译码规则。 2.了解CMI编译码的性能。 3.了解光纤通信中CMI的选码原则。 二、、 图6.1.1 CMI码光纤通信基本组成结构 下面对数字信号CMI码编码译码进行分析和讨论： 数字光纤通信传输信道中，对于低速率系统采用CMI(Coded Mark Inversion) 码,传号翻转码，即“1”码交替地用“00”和“11”表示，而“0”码则固定用“01”表示，因此在1个时钟周期内，CMI编码器输入1bit的时间内输出变为2bit。CMI码属于二电平的不归零（NRZ）的1B2B码型，图6.1.2 为CMI码变换规则示例，这种码的特点是: （1）4个以上的“0”码或“1”，易于定时提取。 （2）3) 有一定的纠错能力。当编码规则被破坏后，即意味着误码产生，便于中继监测。 （4) 有恒定的直流分量，且低频分量小，频带较宽。 （5) 传输速率为编码前的2倍，适用于低速率的光纤传输系统。 CMI译码的设计思路：是采用串并变换电路把串行码变成并行码，即把CMI码的每一组00、11、或01码中的奇数码与偶数码分离开来，变成奇偶分列的、时序一致的码序列，再用判决电路逐一加以比较，判决输出传号还是空号，从而解出单极性信码。 图6.1.2 CMI码变换规则示例 CMI的连“0”连“1”为3，故这种线路码含有丰富的定时信息，便于定时提取。这种码都容许进行不中断业务的误码检测。 CMI码在ITU-TG.703建议中被规定为139.264Mbit/s和155.520Mbit/s的物理/电气接口的码型。因此有不少139.264Mbit/s和155.520Mbit/s数字光纤传输系统就用CMI作为光线路码型。除了上述优点外，直接将四次群复用设备送来的CMI码直接调制到光器件上，接收端把还原的CMI码直接送给四次群解复用设备，这样做无需电接口和线路码型的变换/反变换，具有设备简单的优点。 四、—CMI码PN”确认，即在P101铆孔输出32KHZ的15位m序列。 9．对应P102码元同步时钟读出码序列，根据CMI编码规则，写出对应的编码序列。 10．观察P103输出编码波形，验证你的序列。 11．关闭系统电源，拆除各光器件并套好防尘帽。 注：本实验也可选择工作波长为1310nm的LD光发射端机，也可选择扩展模块。 五、P101：菜单设置的数字序列输出序列波形测试点。 P102：P101对应的码元时钟测试点。 P103：对应的CMI编码信号。 P111：数据接收单元的电信号接收铆孔