【光纤通信】实验二选编.docx

苏州大学电子信息学院 设计性实验报告 实验二 光纤信道眼图观察 实验者姓名：张帅华 合作者姓名：张泽林，包天宇 专业：电子信息工程 班级：13电信 学号：1328403028 指导老师：高明义 实验日期：2016.5.26  目录 一 、实验目的·········································1 二、 实验原理·········································2 三 、基本操作过程·····································3 四、 仪器与设备·······································4 五、 安全注意事项·····································4 六 、实验内容、数据记录与处理·························5 七、 结果与讨论·······································5 第  PAGE \* MERGEFORMAT 5 页 第  PAGE \* MERGEFORMAT 3 页 共  NUMPAGES \* MERGEFORMAT 13 页 一、实验目的 1．了解眼图产生原理； 2．用示波器观测扰码的光纤信道眼图。 二、实验原理 本实验系统主要由两大部分组成：电端机部分、光信道部分。电端机又分为电信号发射和电信号接收两子部分，光信道又可分为光发射端机、光纤、光接收端机三个子部分。在本实验中，涉及的电发射部分有两个功能模块： 8位的自编数据功能和扰码功能。涉及的电接收部分就是收端均衡滤波器电路、时钟提取、再生、相应的解扰功能。眼图观测的实验结构如下图所示： 均衡 滤波器 图6.5.1 CMI码光纤通信基本组成结构 在整个通信系统中，通常利用眼图方法估计和改善传输系统性能。 我们知道，在实际的通信系统中，数字信号经过非理想的传输系统必定要产生畸变，也会引入噪声和干扰，也就是说，总是在不同程度上存在码间串扰。在码间串扰和噪声同时存在情况下，系统性能很难进行定量的分析，常常甚至得不到近似结果。为了便于评价实际系统的性能，常用观察眼图进行分析。 眼图可以直观地估价系统的码间干扰和噪声的影响，是一种常用??测试手段。 什么是眼图? 所谓“眼图”，就是由解调后经过接收滤波器输出的基带信号，以码元同步时钟作为同步信号在示波器屏幕上显示的波形。干扰和失真所产生的传输畸变，可以在眼图上清楚地显示出来。 6.5.2 无失真及有失真时的波形及眼图 (a) 无码间串扰时波形；无码间串扰眼图 (b) 有码间串扰时波形；有码间串扰眼图 在图6.5.2中画出两个无噪声的波形和相应的“眼图”，一个无失真，另一个有失真(码间串扰)。 图6.5.2中可以看出，眼图是由虚线分段的接收码元波形叠加组成的。眼图中央的垂直线表示取样时刻。当波形没有失真时，眼图是一只“完全张开”的眼睛。在取样时刻，所有可能的取样值仅有两个：+1或-1。当波形有失真时，在取样时刻信号取值分布在小于+1或大于-1附近，“眼睛”部分闭合。这样，保证正确判决所容许的噪声电平就减小了。换言之，在随机噪声的功率给定时，将使误码率增加。“眼睛”张开的大小就表明失真的严重程度。 为便于说明眼图和系统性能的关系，我们将它简化成图6.5.3的形状。 6.5.3 眼图的重要性质 由此图可以看出：(1)最佳取样时刻应选择在眼睛张开最大的时刻；(2)眼睛闭合的速率，即眼图斜边的斜率，表示系统对定时误差灵敏的程度，斜边愈陡，对定位误差愈敏感；(3)在取样时刻上，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量；(4)在取样时刻上，上下两阴影区的间隔垂直距离之半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决；(5)阴影区与横轴相交的区间表示零点位置变动范围，它对于从信号平均零点位置提取定时信息的解调器有重要影响。实验室理想状态下的眼图如图6.5.4所示。 衡量眼图质量的几个重要参数有： 1．眼图开启度(U-2ΔU)/U 指在最佳抽样点处眼图幅度“张开”的程度。无畸变眼图的开启度应为100%。 其中U=U++U- 2．“眼皮”厚度2ΔU/U 指在最佳抽样点处眼图幅度的闭合部分与最大幅度之比，无畸变眼图的“眼皮”厚度应等于0。 3．交叉点发散度ΔT/T 指眼图过零点交叉线的发散程度，无畸变眼图的交叉点发散度应为0。 4．正负极性不对称度 指在最佳抽样点处眼图正、负幅度的不对称程度。无畸变眼图的极性不对称度应为0。 第  PAGE \*