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1、光纤通信实验光纤通信实验实验实验1：光通信系统信号与功率测量：光通信系统信号与功率测量11、实验目的：、实验目的：学习光纤通信实验系统的组成，学习光纤通信实验系统的组成，了解各部分的功能了解各部分的功能学习光功率计的使用，学习光功率计的使用，学会测量光功率学会测量光功率;测量实验板各测试点的信号测量实验板各测试点的信号.22、实验所需仪器和配件、实验所需仪器和配件RZ8644型光纤通信实验系统型光纤通信实验系统数字示波器数字示波器光功率计光功率计光纤连线光纤连线信号线连线信号线连线3RZ8644型光纤通信实验系统45电话用户APCM编译码记发器DTMF检测电话用户BPCM编译码数据发送单元数字
2、信号发生器线路编码器数据复接数据接收单元时钟提取、再生线路译码器数据解复接USB接口RS232串口中央处理器功能扩展口模拟信号源LD光端机工作波长1310nmLD光端机工作波长1550nm 键盘液晶显示电源模块61310nm光收发p201p2021550nm光收发p203p204TX1310 RX1310 W201 TX1550TR1550W205 译码电路均衡P111P115P112 TP106 W901 线路编码时分复用复接时分分接误码分析8位数字信号随机信号模拟信号ABPCM编码译码USB接口串口电路电话P103P101P108P111P109P110P113P114P603P604P8
3、01P802P601P602P803P804P301P701P702P703P704光收发部分线路编码部分信号产生部分7 RX TX 光接收输入光发射输出光纤P202TX1310P2011310nm一体化数字光端机结构示意图电信号输出电信号输入W201TX1310RX1310 RX TX 光接收输入光发射输出光纤P204TX1550P203 1550nm一体化数字光端机结构示意图电信号输出电信号输入W205TX1550RX15509U701AT89C51功能菜单选择液晶、键盘及功能控制电路结构示意图薄膜键盘U101数据发送单元U102数据接收单元功能片选信号功能片选信号液晶显示10光功率计ZE
4、ROdBm/WdBPowerHOLD11菜单操作键菜单操作键多功能旋钮多功能旋钮液晶显示屏液晶显示屏USB接口接口模拟信号输入模拟信号输入探头补偿信号输出探头补偿信号输出外触发输入外触发输入常用菜单常用菜单运行控运行控制制水平控制水平控制触发控制触发控制垂直控制垂直控制12一、观察信号波形，测量平均光功率13 输入的数据可以是由系统生成的伪随机码，也输入的数据可以是由系统生成的伪随机码，也可以由可以由8位开关形成位开关形成8位的自编数据，也可以由外部位的自编数据，也可以由外部输入数据。输入数据。 在本实验系统中，线路编码可以采用在本实验系统中，线路编码可以采用CMI码、码、5B6B，随机扰码等
5、多种码型。，随机扰码等多种码型。 数字光纤通信传输信道中，对于低速率系统采用数字光纤通信传输信道中，对于低速率系统采用CMI(Coded Mark Inversion) 码码,传号翻转码，传号翻转码，即即“1”码交替地用码交替地用“00”和和“11”表示，而表示，而“0”码码则固定用则固定用“01”表示，因此在表示，因此在1个时钟周期内，个时钟周期内，CMI编编码器输入码器输入1bit的时间内输出变为的时间内输出变为2bit。 CMI码属于二码属于二电平的不归零（电平的不归零（NRZ）的）的1B2B码型。码型。 14 0 0 1 0 1 1 1 0 1 015CMI码的特点是码的特点是:（1）
6、不出现连续）不出现连续4个以上的个以上的“0”码或码或“1”，易于定时提取。，易于定时提取。（2）电路简单，易于实现。）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。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。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传输速率为编码前的2倍，适用于低速率的光纤传输系倍，适用于低速率的光纤传输系统。统。 16 平均光功率平均光功率 平均光功率是指给光发送机的数字驱动电路送入一平均光功率是指给光发送机的数字驱动电路送入
7、一伪随机码二进制序列为测试信号，用光功率计直接测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。结果有偏差。 18四、实验步骤四、实验步骤 传输信号波形观察传输信号波形观察 光功率测量光功率测量19传输信号波形观察传输信号波形观察1. 用带用带FC-FC的单模光纤连接线连接的单模光纤连接线连接1310nm(或或1550nm)光发射端机光发射端机的输出接口和的输出接口和1310nm(或或1550nm)光接
8、收端机的输入接口光接收端机的输入接口2.打开系统电源，液晶菜单选择打开系统电源，液晶菜单选择“码型变换实验码型变换实验- CMI码设置码设置” 确认，确认， 设置设置SW101拨码器拨码器8比特周期性序列的数据，如。比特周期性序列的数据，如。3. 示波器测试示波器测试P101、P103铆孔波形，纪录波形。铆孔波形，纪录波形。4. 用信号连接线连接用信号连接线连接P103、P201两铆孔，示波器两铆孔，示波器A通道测试通道测试TX1310测试点，确认有相应的波形输出，调节测试点，确认有相应的波形输出，调节W201即改变送入光发端机信号即改变送入光发端机信号（TX1310）幅度最大（不超过）幅度最
9、大（不超过5V），记录信号电平值。），记录信号电平值。5. 连接连接P202、P111两铆孔，将光电转换信号送入数据接收单元。示波两铆孔，将光电转换信号送入数据接收单元。示波器观测器观测P202测试点的数据是否与发端的测试点的数据是否与发端的TX1310测试点波形一样。测试点波形一样。6. 示波器观测示波器观测P115测试点为测试点为CMI译码输出波形是否与发端的译码输出波形是否与发端的P101波形波形一样。一样。7. SW101拨码器设置其它数字序列组合，对比拨码器设置其它数字序列组合，对比P103编码输出波形，分编码输出波形，分析熟悉析熟悉CMI编码规则。编码规则。8.对应对应P102码元
10、同步时钟读出码序列，根据码元同步时钟读出码序列，根据CMI编码规则，写出对应编码规则，写出对应的编码序列。的编码序列。9.观察观察P103输出编码波形，验证序列。输出编码波形，验证序列。10.关机。拆信号连线。关机。拆信号连线。 20光功率测量光功率测量1. 用带用带FC-FC的单模光纤连接线连接的单模光纤连接线连接1310nm(或或1550nm)光发射端机的输出光发射端机的输出接口和光功率计，如图接口和光功率计，如图1-4所示；用信号连接线连接所示；用信号连接线连接P101、P201两铆孔，开两铆孔，开机。液晶菜单选择机。液晶菜单选择“码型变换实验码型变换实验- CMI码设置码设置” 确认。
11、确认。2. 设置设置SW101拨码器设置的拨码器设置的8比特周期性序列，如。示波器测试比特周期性序列，如。示波器测试P101铆孔波铆孔波形，确认有相应的波形输出。形，确认有相应的波形输出。3.示波器示波器A通道测试通道测试TX1310测试点，调节测试点，调节W201即改变送入光发端机信号即改变送入光发端机信号（TX1310）幅度最大（不超过）幅度最大（不超过5V），记录信号电平值。即将拨码器设置序），记录信号电平值。即将拨码器设置序列电信号送入列电信号送入1310nm光发端机，并转换成光信号从光发端机，并转换成光信号从TX1310法兰接口输出。法兰接口输出。4. 调节光功率计工作波长调节光功率
12、计工作波长“1310nm”、单位、单位“mW”，设置拨码器，设置拨码器SW101为，为，读取此时光功率读取此时光功率P1，即为，即为1310nm光发射端机在正常工作情况下，对于全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。码的输出光功率，记录码型和光功率。5. 拨码器拨码器SW101设置为，设置为，W201保持不变，记录码型和对应的输出光功率保持不变，记录码型和对应的输出光功率P0。6拨码器拨码器SW101设置为，设置为，W201保持不变，记录码型和对应的输出光功率保持不变，记录码型和对应的输出光功率P2 。7. 关闭系统电源。关闭系统电源。21实验要求实验要求1、记录各信号点、记录各信号点(101,103,202,115)的波形，进行比较的波形，进行比较;2、分析、分析101, 103端口输出信号的传输速率端口输出信号的传输速率;3、分析、分析000000，几种信号结构，几种信号结构 测得的光功率进行比较测得的光功率进行比较(101-201,103-201)。 0 1 1 1 0 1 0 01 2 3 4 5 6 7 8原信号数据CMI编码(开始开始)码型变换实验（确认）码型变换实验（确认）- CMI码设置（确认）码设置（确认）22
