【网络工程】光纤通信实验.pdf

光纤通信实验光纤通信实验 实验一 实验一 码形变换(CMI)码形变换(CMI)实验实验 选题意义：选题意义：在数字通信中，为了某种目的需要，对数字信号进行相应变换，目的是提高传 输的有效性。通过实验，掌握光纤通信中基本码形变换方法。要 要 求：求：结合相关光纤通信课程，完成实验内容所列条款，写出实验报告。实验目的实验目的：了解光纤通信采用的码型，掌握 CMI 码的特点，了解 CMI 的编解码实现方法。实验原理实验原理：CMI 编码是将“1”交替地用“00”和“11”表示，而“0”则固定用“01”表 示。解码的过程是：当时钟和信码对齐时，如果输入的是“11”或“00”则输 出为“1”，如果输入的是“01”则输出为“0”。实验仪器及设备实验仪器及设备：(1)光纤通信实验台(南京通信工程学院生产)。(2)示波器。实验内容及步骤实验内容及步骤：(1)打开交流电源，按下电源输入的 K1，K2 开关，用短接片连接 CMI 跳线（K702）。(2)从实验台上键盘按复位键、CMI 编码键，并按确认键；(3)CMI 编码：用示波器观察实验台上的测点 TP109（时钟脉冲），TP111（编码前波 形-NRZ 码），TP115（编码后波形-CMI 码）并记录。(4)CMI 解码：用示波器观察 TP504（解码前波形-光纤传送过来的波形），TP507（解 码后波形）并记录。预习要求预习要求：预习光纤通信教材，了解编码电路。实验报告实验报告：整理各点波形并画出、总结编码方案。思考题：思考题：重新设计一种 CMI 编/解码方案。实验 实验 2 2 光发送及接收系统实验光发送及接收系统实验 选题意义选题意义：半导体光源体积小、寿命长、工作可靠被广泛用于光纤通信，其工作原理属于注 入电流发光，所以光发送电路是提供适当的电流给半导体光源。实际应用中，应尽量提高 转换效率及接收放大等。了解模拟信号和数字信号两种信号的传送。要 要 求求：结合相关光纤通信课程，完成实验内容所列条款，写出实验报告。实验目的：实验目的：了解光纤通信中光源的发光特性及使用方法，了解光电转换电路。掌握光发送 所完成的电光变换过程。了解光检测器模块 2416T 特性，掌握光接收的电光变换原理。实验原理：实验原理：数字信号处理单元产生的数字信号经数字接口电路、差分电路转换成电流送入 到半导体发光二极管模块。模拟信号处理单元产生的模拟信号送入模拟驱动电路后，到半导 体发光二极管模块。光接收电路主要完成光电信号转换，小信号的检测和放大等。实验仪器及设备：实验仪器及设备：(1)光纤通信实验台。(2)示波器。实验内容及步骤实验内容及步骤：(1)PA401 为自锁开关，若做数字信号光传送实验，将开关按下，表示接通数字电路，若做 模拟信号光传送实验，将开关抬起，表示接通模拟电路。(2)TP401 为数字信号输入到光发送机的测试点，有方波信号、CMI 码等，从实验台上键盘 按复位键、按相应的键（如：方波、CMI 编码等），并按确认键，用示波器测量并记录。(3)TP404 为模拟信号输入到光发送机的测试点，可为三角波、正玄波等，从实验台上键盘 按复位键、按相应的键（如：三角波、正弦波等），并按确认键，用示波器测量并记录。(4)TP701 是 2414 接收模块的输出，用示波器测量电压的幅值（峰-峰值）；(5)TP704 是接收机的输出，用示波器测量电压的幅值；可与 TP701 的测试结果比较，计算 放大倍数；预习要求预习要求：预习光纤通信教材，了解光发送电路。实验报告实验报告 整理各点波形并画出、总结光发送方案。思考题思考题：数字与模拟信号光发送的区别。实验 实验 3 PCM3 PCM 数字电话光纤传输系统实验数字电话光纤传输系统实验 选题意义：选题意义：掌握光纤通信的原理及方法。要 要 求：求：结合相关光纤通信课程，完成实验内容所列条款，写出实验报告。实验目的实验目的：了解话音信号的 PCM 编解码原理，了解话音质量高低与系统的那些指标有关。实验原理实验原理：电话机经“用户模块”输出话音信号，话音信号经过“PCM 编码”后送入光发 送端，经光纤信道传输，由光接收端的光电转换和信号放大，再送到 PCM 解码 电路恢复成原始话音信号。实验仪器及设备实验仪器及设备：(1)光纤通信实验台；(2)示波器。实验内容及步骤实验内容及步骤：(1)用短接片连接“数字电话”跳线（K702）。(2)从实验台上键盘按复位键、按数字电话键（同 PCM 编码），并按确认键，用 示波器测量各点并记录。PCM 数字电话测量点如下：TP201、TP301 为话筒语音信号的模拟输出；TP202、TP302 为 8KHz 帧同步信号；TP203、TP303 为 PCM 码编码数字信号输出；TP204、TP304 为 PCM 码解码数字信号输入；TP205、TP305 为解码的语音信号模拟输入。PCM 数字电话电路原理框图如下：TP201 TP203 TP303 TP301 TP205 TP204 TP304 TP305 预习要求预习要求：预习光纤通信教材，了解 PCM 光传输接收电路。实验报告实验报告：整理各点波形并画出、总结 PCM 编码方案。思考题思考题：比较基带直传方案与 PCM 编码方案的话音质量。用户模块 编码译码 编码译码 用户模块TRTR