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1、实验一（上） 光通信系统数据传输与功率测量一、实验目的1. 了解光通信系统组成；2. 掌握光发射机输出功率测量方法。二、实验仪器1. 光纤通信实验箱2.20M 数字示波器3. 光功率计（FC-FC单模尾纤）4. 信号连接线三、基本原理实验系统组成如图11 所示。要传输的数据经线路编码，送给光发送机，转换为光信 号，经光纤传输到光接收机，经光接收机进行光电转换、放大，取样、判决和再生恢复成数 字信号输出，然后进行线路译码。输入的数据可以是由系统生成的伪随机码，也可以由8 位开关形成8 位的自编数据，也 可以由外部输入数据。在本实验系统中，线路编码可以采用CMI码、5B6B,随机扰码等多种 码型。
2、图 11 光纤通信基本组成结构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lbit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1 2为CMI码变换规则示例，这种码的特点是：（1）不出现连续4 个以上的“0”码或“1”，易于定时提取。（2）电路简单，易于实现。（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
3、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。0 0 10 1 1 1 0 10图 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，便定时提取。这种码 都容许进行不中断业务的误码检测。系统传输信号波形测量结构示意图如图 13 所示，光功率测量结构示意图如图 14 所示。平均光功率平均光功率是指给光发
4、送机的数字驱动电路送入一伪随机码二进制序列为测试信号，用 光功率计直接测试光发端机的光功率，此数值即为数字发送单元的平均光功率。平均光功率 是在额定电流下测得的，否则结果有偏差。实验测量结构示意图如图14 所示。图 1 3 观察传输信号波形实验示意图图 1 4 平均光功率测试结构示意图四、实验步骤传输信号波形观察1. （关闭系统电源）用带FC-FC的单模光纤连接线连接1310nm（或1550nm）光发射端机 的输出接口和1310nm（或1550nm）光接收端机的输入接口，如图1-3所示。（注意收集好器件 的防尘帽）2. 打开系统电源，液晶菜单选择“码型变换实验- CMI 码设置” 确认， 设置
5、 SW101 拨码器8比特周期性序列的数据，如10001000。3. 示波器测试P101、P103铆孔波形，纪录波形。4. 用信号连接线连接P103、P201两铆孔，示波器A通道测试TX1310测试点，确认有 相应的波形输出，调节W201即改变送入光发端机信号（TX1310）幅度最大（不超过5V）， 记录信号电平值。5. 连接P202、Pill两铆孔，将光电转换信号送入数据接收单元。示波器观测P202测 试点的数据是否与发端的TX1310测试点波形一样。6. 示波器观测P115测试点为CMI译码输出波形是否与发端的P101波形一样。7. SW101拨码器设置其它数字序列组合，对比P103编码输
6、出波形，分析熟悉CMI编码 规则。&按返回键，液晶菜单选择“码型变换实验一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，验证序列。11. 关机。拆信号连线。光功率测量1. 用带FC-FC的单模光纤连接线连接1310nm（或1550nm）光发射端机的输出接口和光功 率计，如图1-4所示；用信号连接线连接P101、P201两铆孔，开机。液晶菜单选择“码型 变换实验- CMI 码设置” 确认。2. 设置SW101拨码器设置的8比特周期性序列，如10001000。示波
7、器测试P101铆孔波 形，确认有相应的波形输出。3示波器A通道测试TX1310测试点，调节W201即改变送入光发端机信号（TX1310）幅 度最大（不超过5V），记录信号电平值。即将拨码器设置序列电信号送入1310nm光发端机, 并转换成光信号从TX1310法兰接口输出。4. 调节光功率计工作波长“ 1310nm”、单位“mW”，设置拨码器SW101为11111111,读 取此时光功率P1,即为1310nm光发射端机在正常工作情况下，对于全1码的输出光功率， 记录码型和光功率。5. 拨码器SW101设置为00000000，W201保持不变，记录码型和对应的输出光功率P0。6. 拨码器SW101
8、设置为01010101, W201保持不变，记录码型和对应的输出光功率P2。7. 按返回键，液晶菜单选择“码型变换实验一CMI码PN”。确认，即在P101铆孔输出32KHZ 的15位m序列。以同样的方法测试，记录码型、速率和平均光功率值P3。&按返回键，液晶菜单选择“光纤测量实验一平均光发功率”。确认，即在P103 （P108） 铆孔输出1KHZ的31位m序列。以同样的方法测试，记录码型、速率和平均光功率值P4。9. 对比步骤7、步骤8测得数据。10. 关闭系统电源，拆除各光器件并套好防尘帽。五、实验结果1.记录并分析光发送端和光接收端的信号波形。2. 记录并分析拨码器SW101的3种设置对应的光功率和光发送端的信号波形?3分析测试记录的几个光功率值有什么区别？
