光纤实训报告_2.docx

实验三光纤通信线路码实验一、实验目的1、了解光纤通信编译码方式2、了解各种编译码方式的性能3、了解光纤线路码的选码原则4、掌握CM1编码/译码原理二、实验内容1、学习光纤通信编译码方式2、了解各种码型的性能3、掌握光纤线路码的选码原则4、观察CM1编译码的波形5、学习CM1编译码模块的使用三、实验仪器示波器,Re-GT-I(-)型光纤通信实验系统。四、实验记录与报告要求1、观察数字信号被CMI编码后的波形与原始波形的关系。(注:可观察数字信号上升沿对应CMI编码后的波形)原码I111OOOOI1110000CM1码IiooiioooioioioiIiooiioooioioioi2、熟悉光纤数字信号传输的编码原则和传输效果的关系CMI码是二电平传号交替反转码，它的变换规则是用“01”代替“0”，用“11”、“00”交替代替“1”。CM1码变换后码率提高了一倍，CM1编码的特点是有一定的纠错能力。实验四三阶高密度双极性码（HDB3）原理实验一、实验目的1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。2、掌握HDB3码的编码规则。二、实验内容1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、三阶高密度双极性码（HDB3）。2、用示波器观察HDB3译码输出波形。三、实验仪器示波器，RC-GT-In什）型光纤通信实验系统。四、实验记录与报告要求1、根据实验观察和纪录回答：（1）不归零码和归零码的特点是什么？a）单极性不归零码，无电压表示“0"，恒定正电压表示“1"，每个码元时间的中间点是采样时间，判决门限为半幅电平。b）双极性不归零码，“1“码和“0"码都有电流，“1”为正电流，“0”为负电流，正和负的幅度相等，判决门限为零电平。C）单极性归零码，当发“1“码时，发出正电流，但持续时间短于一个码元的时间宽度，即发出一个窄脉冲；当发“0”码时，仍然不发送电流。d）双极性归零码，其中“1”码发正的窄脉冲，”0”码发负的窄脉冲，两个码元的时间间隔可以大于每一个窄脉冲的宽度，取样时间是对准脉冲的中心。不归零码在传输中难以确定一位的结束和另一位的开始，需要用某种方法使发送器和接收器之间进行定时或同步；归零码的脉冲较窄，根据脉冲宽度与传输频带宽度成反比的关系，因而归零码在信道上占用的频带较宽。（2）与信源代码中的“1”码相对应的AM1码及HDB3码是否一定相同？为什么？不一定相同，因为AMI码编码规则是0码不变，1码用+1、-1交替，HDB3码对长连零做了变化，若AMI码中连0的个数小于4,此时的AMI码就是HDB3码，若AMI码中连0的个数大于3,则将每4个连0小段的第4个0变换成与前一个非O符号（+1或-1）同极性的符号,用表示（+1+,-1-）为了不破坏极性交替反转，当相邻符号之间有偶数个非O符号时，再将该小段的第1个O变换成+B或B,符号的极性与前一非零符号的相反，并让后面的非零符号从符号开始再交替变化。2、设代码为全1,±OOI11OO1OOOOOIIOOOO1O0000,给出HDB3码的代码和波形。HDB3码+1-1+1-1原码00000000HDB3码+BOO+V原码O111OO1OHDB3码0+1-1+1原码H11I111I111I111OOOOOOOO+1-1+1-1+1-1+1-1+1-1÷1-10000HOOOO1O0000-BOO-V+BOO+V-BOO-V÷BOO+V00-10OO-VO+1-1+BO0+V-10OO-VO实验过程中产生时延16us3、实验说明：HDB3编码会延时约4个码元的时间，本实验中为了方便观察HDB3码所以将HDB3设置成不归零码,因此连零个数不得超过三个,在研发时在寄存器中预留了四个位判断是否有连零个数超过四个或四个以上,因此会出现四个码元的延时请特别注意。4、HDB3码的编码规律是：4个连0信息码用取代节OOOV或BoOV代替，当两个相邻V码中间有奇数个信息1码时取代节为OOOV,有偶数个信息1码（包括0个信息1码）时取代节为BoOV,其它的信息0码仍为0码；信息码的1码变为带有符号的1码即+1或-1；HDB3码中1、B的符号符合交替反转原则，而V的符号破坏这种符号交替反转原则，但相邻V码的符号又是交替反转的；HDB3码是占空比为0.5的双极性归零码。实验七PCM编译码实验一、实验目的1 .掌握PCM编译码原理。2 .掌握PCM基带信号的形成过程及分接过程。3 .掌握语音信号PCM编译码系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。二、实验内容1 .用示波器观察两路音频信号的编码结果，观察PCM基群信号。2 .改变音频信号的幅度，观察和测试译码器输出信号的信噪比变化情况。3 .改变音频信号的频率，观察和测试译码器输出信号幅度变化情况。三、实验仪器示波器,RC-GT-In什）型光纤通信实验系统。四、实验记录与报告要求1 .记录模拟信号源、PCM编码输出信号、PCM译码输出信号信号波形；BN输入到编码器B的信号测试点：波形频率较低AN输入到编码器A的信号测试点：波形频率较高VvVWVWVPCM模块中的AN,PCM模块中的B_OUT接口输入信号为正弦时时延为S11ms输入信号为方波时时延为0.1Ims输入信号为三角波时时延为S11msNN2 .分析PCM编译码模块的功能；脉冲编码调制（PCM）是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号在信道中传输。脉冲编码调制是对模拟信号进行抽样，量化和编码三个过程完成的。晶振、分频器1、分频器2及抽样信号（时隙同步信号）产生器构成一个定时器，为两个PCM编译码器提供2.048MHZ的时钟信号和8kHZ的时隙同步信号。在实际通信系统中，译码器的时钟信号（即位同步信号）及时隙同步信号（即帧同步信号）应从接收到的数据流中提取，此处将同步器产生的时钟信号及时隙同步信号直接送给译码器。两个PCM编译码器用同一个时钟信号，因而可以对它们进行同步更接（即不需要进行码速调整）。3.改变输入信号频率，测量译码输出信号幅度；分析译码器输出信号幅度变化情况。输入信号频率（kHZ）43.83.63.43.02.52.01.51.00.50.30.20.1输出信号幅度（V）0.020.060.250.50.70.811.251.832.5失真2失真0.8失真实验八PI特性曲线绘制实验一、实验目的1、学习半导体激光器发光原理2、了解半导体激光器平均输出光功率与注入电流的关系3、掌握半导体激光器P-I曲线的测试及绘制方法二、实验内容测量半导体激光器功率和注入电流，并画出P-I关系曲线。三、实验仪器示波器,RCGT-I(+)型光纤通信实验系统，光功率计，万用表。四、实验记录与报告要求1、分别画出131Onm激光器和1550激光器的P-I曲线2、比较其异同处。随着电流的增大，当注入电流1>1h时，输出功率与I成线性关系，输出功率在阈值电压处突然增大。131Onm激光器阈值电流大概在8到9mAJ550nm激光器阈值电流大概在HmA左右。实验十一数字光发送接口指标测试实验一、实验目的1、了解数字光发端机平均输出光功率的指标要求2、掌握数字光发端机平均输出光功率的测试方法3、了解数字光发端机的消光比的指标要求4、掌握数字光发端机的消光比的测试方法二、实验内容1、测试数字光发端机的平均光功率2、测试数字光发端机的消光比三、实验仪器RC-GT型光纤通信原理实验箱、光功率计、FC-Fe光跳线、万用表四、实验记录与报告要求1、记录光发端机的平均光功率输入码为Iiooiiooiiooiiooiiooiioo时平均光功率为36.6IdBm(2i6.4nw)2、通过实验数据计算光发端机的消光比全0码时P0=-39.44dBm(113.4nw)全1码时P1=-35.07dBm(306.1nw)POEXT=IO1gP1光发端机的消光比0.0145实验十二光接收机电路原理测试实验一、实验目的1、熟悉光接收端机的概念2、掌握光接收端机的电路电路原理二、实验内容学习光接收机电路组成原理三、实验仪器1、RC-GrnI什)型光纤通信原理实验箱2、光功率计3、示波器(20M)4、FC-PC光跳线一根四、实验记录与报告要求1、画出光纤通信系统原理框图。光纤通信系统是以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信系统。它的基本构成如图所示，由光发信机、光收信机、光纤或光缆、中继器和光无源器件以下五个部分组成。光发信机中继器光收信机电端机光检测判决再生光源光纤O放大光检测电端机2、说明光接收机的作用。光接收机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端。3、分别记录模拟、数字信号通过光接收机所得到的波形。模拟信号正弦波通过光接收机所得到的波形为有时延的正弦波。由小到大调节R242,增益增大由小到大调节R257,增益减小数字信号11100100通过光接收机所得到的波形为有时延的波。由小到大调节R242,增益增大由小到大调节R258,增益增大4、与信源发出的波形进行对比。模拟信号正弦波通过光接收机所得到的波形为有时延的正弦波。时延为IOus数字信号11100100通过光接收机所得到的波形为有时延的波。时延为2.6US实验十三眼图观测实验一、实验目的1、掌握眼图的观测二、实验内容1、眼图的示波器观测。三、实验记录与报告要求1、记录并画出眼图模块所得到的眼图波形。（1）最佳抽样时刻应在''眼睛张开最大的时刻。（2）对定时误差的灵敏度可由眼图斜边的斜率决定。斜率越大，对定时误差就越灵敏。（3）在抽样时刻上，眼图上下两分支阴影区的垂直高度，表示最大信号畸变。（4）眼图中央的横轴位置应对应判决门限电平。2、增加噪声，记录在噪声下的眼图波形。增加噪声眼图波形变得混杂，不清楚。实验十五数字信号电一光、光一电转换传输实验一、实验目的1、了解数字光纤通信的通信原理2、掌握各种数字信号的传输机理3、初步了解完整光纤通信系统的基本组成结构二、实验内容4、用示波器观察各种传输信号的波形5、使用实验系统中的各种信号进行光传输实验，有:NRZ、CMkHDB3、PCM编码。三、实验仪器示波器，RC-GT川计）型光纤通信实验系统。四、基本原理本实验主要完成各种数据速率的光纤传输，其原理如图所示，本次实验所用到的数字信号主要有：NRZsFS、BSsCM1HDB3码。各信号的详细介绍及各部分电路原理图请参看前面的实验讲解。数字信号光纤传输框图CMI码光纤传输示意图HDB3码光纤传输示意图六、实验记录与报告要求1、记录信源波形与接收信号波形;原码O111OOIICMI码O1I1OOIIo1oI(X)II2、记录数字信号被CM1编码后的波形与原始波形的关系；CMI编码后的波形按照CMI编码规则输出3、记录CM1译码后输出波形；CMI译码后的波形与原波形存在时延7