实验五 光纤通信线路码实验第一部分：CMI编码/译码实验 第二部分：HDB3编码/译码实验 准备知识l基本光纤通信系统l码型变换的原则l常见线路码型基本光纤系统示意图 在光纤中传送的光信号并不一定就是我们需要传 送的信码，因为接收端需要从信码中提取定时信号 如果把要传送的信号直接输入光纤中，当信码长连0或 长连1出现时，接收端将无法恢复定时信号，这样整个 通信系统将无法正常工作.为了防止长连0或长连1的出 现，对需要传输的信码进行相应变换，将信码变换为 适合线路传输的码型，这一过程称为码型变换 电信号输入光检测器光源接收机光纤发射机电信号输出码型变换的原则l变换后的码型便于接收端的再生定时电路从接收 到的码流中恢复出正确的位定时当信号中连0或 连1过多时，则等效于一段时间没有收到脉冲，恢 复位定时就很困难，所以变换后的码型中连0或连 1应尽量少；l设备简单，码型变换较易实现；l选用的码型应具有一定的检错功能常见线路码型lmBnB lmB1PlmB1ClCMIlDMIl扰码等第一部分:CMI编码简介及其编码规则CMI(Coded Mark Inverse)传号反转码码 是一种二电平传号交替反转码，它的变换规则 如下所示。
变换后码速提高了一倍普通二进 制码 NRZCMI 模式1模式200101 10011CMI与NRZ及NZ对比举例:CMI码变换实例000 01 1 1 1CMI编码延迟示例延迟CMI码的优点及缺点优点: l实现简单(如容易提取时钟) l零直流电平与低频成分 l提供有保证的信号传送，即可做到编码数据流的发送数与应用 数据流无关，并且比特顺序和接口无关 l无比特错误倍增 l通过码型检测能查到离散的比特错误 缺点: u它要求传输媒体速率是CMI编码信号的两倍(即波特率＝2×比特 率)，这对155.520Mbit/s接口影响还不算太大，但对 622.080Mbit/s的接口影响就大多了因此，对155.520Mbit/s和622.080Mbit/s光接口通常采用非 归零NRZ码，并且规定：发光代表＝进制1不发光代表＝进制0实验箱CMI模块使用说明lDIN:数字信号入lCMI_OUT:CMI编码输出lCMI_IN:CMI译码输入端lCLK_IN： 时钟信号输入lDOUT:CMI译码信号输出端实验操作步骤l关闭电源，取一路数字信号D1接到DIN， 进行CMI编码l64Kbps时钟信号接入CLK_IN。
l将编码后的信号CMI_OUT送到CMI_IN端口 进行译码l用示波器同时观测原始信号DIN和编码的信 号CMI_OUT间的关系，并记录波形l用示波器同时观测原始信号DIN和译码后的 信号DOUT间的关系，并记录波形实验数据处理及思考题：l记录5组数据波形，包含原始波形、编码后波形、 译码后的波形原始数据要求如下： 1） 11000000 2） 11110000 3） 11001100 4） 10101010 5） 学号A学号Al记录编码信号和原始信号间的延迟；记录译码信 号和原始波形间的延迟 并在波形图上清晰地标 注出来l如果接入128Kbps时钟信号到CLK_IN，观察能 否正常译码，并分析编码后信号波形有何规律? 第二部分：HDB3编码/译码实验HDB3码为双极性归零码HDB3码的功率谱 中无直流分量, 可进行差错检, 同时还克服了AMI ( 传号交替反转)码中当信息出现连“0”码时定时提 取困难的缺点此外,HDB3码频谱能量主要集中 在基波频率以下, 占用频带较窄, 被广泛用作PCM (脉冲编码调制) 线路传输码型在数字光纤通信 系统中, HDB3码就是相应的PCM设备与数字光纤 通信设备之间的接口码型。
HDB3编码规则：l出现四个连0码时用000V或B00V代替，B 为＋1或－1l当相邻V码中间有奇数个1码，则四个连0码 用000V代替（即保持两V码间传号为奇数 ） ；当相邻V码间有偶数个1码，则四个连 0码用B00V代替即两V码间传号仍保持 为奇数） l其它0码仍为0码，1码则变为＋1或－1码l1、B符号交替反转HDB3码变换示例0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 NRZHDB3B 0 0 -V 0 -1 1 -B 0 0 –V 1 0 0 0 V Ø 特别说明:该实验中为了方便观察HDB3码， 所以把HDB3码设置成了非归零码归零码与非归零码示意图：1 0 0 01 0 0 01 0 0 01 0 0 0-1 0 0 01 0 0 0NRZHDB3 归零1 0 0 0-1 0 0 01 0 0 0非归零的HDB3编码1 0 0 01 0 0 01 0 0 0NRZ1 0 0 0-1 0 0 01 0 0 0非归零的HDB3编码示波器上观察到的HDB3编码图：注意：两者有时延，该示意图未表示出来。
实验箱HDB3模块使用说明lADIN:数字信号入lA_OUT:HDB3编码输出lA_IN:HDB3译码输入端lACCLK： 时钟信号输入lADOUT:HDB3译码信号输出端HDB3编码实验步骤l关闭电源，取一路数字信号D1接到ADIN， 进行HDB3编码l32Kbps时钟信号接入CLK_INl开启电源，用示波器同时观测原始信号和 编码的信号间的关系，并记录波形l注意记录编码信号和原始信号间的延迟， 并在图上清晰标识出来HDB3解码实验步骤l将编码后的信号A_OUT送到A_IN端口进行 译码l512Kbps时钟信号接入CLK_INl用示波器同时观测原始信号和译码后的信 号间的关系，并记录波形l注意记录译码后的信号和原始信号间的延 迟，并在图上清晰地标识出来实验数据处理及思考题l记录5组数据波形，包含原始波形、编码后 波形、译码后的波形原始数据要求如下 ： 1） 00000000 2） 11111111 3） 00001111 4） 11000000 5） 学号 如:01 0000000132 00110010l不归零码和归零码的特点分别是什么？。