研究生光通信實驗教材

1、實驗一 固定及變速率時分復(fù)用、解復(fù)用實驗第一部分 固定速率時分復(fù)用/解復(fù)用實驗一、 實驗?zāi)康?. 掌握固定速率時分復(fù)用/解復(fù)用的同步復(fù)接/分接原理。2. 掌握幀同步碼的識別原理。3. 掌握集中插入幀同步碼時分復(fù)用信號的幀結(jié)構(gòu)特點。二、 實驗內(nèi)容1. 搭建一個理想信道固定速率時分復(fù)用數(shù)字通信系統(tǒng)，使系統(tǒng)正常工作。2. 搭建一個理想信道固定速率時分解復(fù)用數(shù)字通信系統(tǒng)，使系統(tǒng)正常工作。3. 用示波器觀察集群信號（FY_OUT）、位同步信號（BS）及幀同步信號（FS），熟悉它們的對應(yīng)關(guān)系。4. 觀察信號源發(fā)光管與終端發(fā)光管的顯示對應(yīng)關(guān)系，直接觀察時分復(fù)用與解復(fù)用的實驗效果。三、 實驗儀器示波器，RC-

2、GT-II型光纖通信實驗系統(tǒng)。四、 基本原理1同步復(fù)接/分接原理固定速率時分復(fù)用/解復(fù)用通常也稱為同步復(fù)接/分接。在實際應(yīng)用中，通常總是把數(shù)字復(fù)接器和數(shù)字分接器裝在一起做成一個設(shè)備，稱為復(fù)接分接器(縮寫為Muldex)。圖1.1 數(shù)字復(fù)接器的基本組成圖1.2 數(shù)字分接器的基本組成圖數(shù)字復(fù)接器的基本組成如圖1.1所示。數(shù)字復(fù)接器的作用是把兩個或兩個以上的支路數(shù)字信號按時分復(fù)接方式合并成為單一的合路數(shù)字信號。數(shù)字復(fù)接器由定時、調(diào)整和復(fù)接單元所組成。定時單元的作用是為設(shè)備提供統(tǒng)一的基準(zhǔn)時間信號，備有內(nèi)部時鐘，也可以由外部時鐘推動。調(diào)整單元的作用是對各輸入支路數(shù)字信號進行必要的頻率或相位調(diào)整，形成與本

3、機定時信號完全同步的數(shù)字信號。復(fù)接單元的作用是對已同步的支路信號進行時間復(fù)接以形成合路數(shù)字信號。數(shù)字分接器的基本組成如圖1.2所示。數(shù)字分接器的作用是把一個合路數(shù)字信號分解為原來支路的數(shù)字信號。數(shù)字分接器由 同步、定時、分接和恢復(fù)單元所組成。定時單元的作用是為分接和恢復(fù)單元提供基準(zhǔn)時間信號，它只能由接收的時鐘來推動。同步單元的作用是為定時單元提供控制信號，使分接器的基準(zhǔn)時間與復(fù)接器的基準(zhǔn)時間信號保持正確的相位關(guān)系，即保持同步。分接單元與復(fù)接單元相對應(yīng)，分接單元的作用是把輸入的合路數(shù)字信號(高次群)實施時間分離。分接器的恢復(fù)單元與復(fù)接器的調(diào)整單元相對應(yīng)，恢復(fù)單元的作用是把分離后的信號恢復(fù)成為原來

4、的支路數(shù)字信號。將低次群復(fù)接成高次群的方法有三種；逐比特復(fù)接；按碼字復(fù)接：按幀復(fù)接。在本實驗中，由于速率固定，信息流量不大，所以我們所應(yīng)用的方式為按碼字復(fù)接，下面我們把這種復(fù)接方式作簡單介紹。按碼字復(fù)接：對本實驗來說，速率固定，信息結(jié)構(gòu)固定，每8位碼代表一“碼字”。這種復(fù)接方式是按順序每次復(fù)接1個信號的8位碼，輸入信息的碼字輪流被復(fù)接。復(fù)接過程是這樣的：首先取第一路信息的第一組“碼字”，接著取第二路信息的第一組“碼字”，再取第三信息的第一組“碼字”，輪流將3個支路的第一組“碼字”取值一次后再進行第二組“碼字”取值，方法仍然是：首先取第一路信息的第二組碼，接著取第二路信息的第二組碼，再取第三路信

5、息的第二組碼，輪流將3個支路的第二組碼取值一次后再進行第三組碼取值，依此類推，一直循環(huán)下去，這樣得到復(fù)接后的二次群序列（d）。這種方式由于是按碼字復(fù)接，循環(huán)周期較長，所需緩沖存儲器的容量較大，目前應(yīng)用的很少。圖1.3 按碼字復(fù)接示意圖（a）第一路信息；（b）第二路信息；（c）第三路信息；（d）復(fù)接后2本實驗所用的同步復(fù)接模塊的結(jié)構(gòu)原理 本實驗所用到的固定速率時分復(fù)用端的原理方框圖如圖1.4所示。這些模塊產(chǎn)生三路信號時分復(fù)用后的FY_OUT信號，信號碼速率約為32KB，幀結(jié)構(gòu)如圖1.5所示。幀長為24位，其中首位無定義，第2位到第8位是幀同步碼（7位巴克碼1110010），另外16位為2路數(shù)據(jù)信

6、號，每路8位。此FY_OUT信號為集中插入幀同步碼時分復(fù)用信號。同時通過發(fā)光二極管來指示碼型狀態(tài)：發(fā)光二極管亮狀態(tài)表示1碼，熄狀態(tài)表示0碼。本實驗中用到的電路，除并行碼產(chǎn)生器和8選一電路是由分立器件組成的外，其他電路全都在兩片大規(guī)模集成電路XC95XL144TQ100-5（以下簡稱CPLD）內(nèi)部。 下面對時鐘信號源、分頻器、八選一、調(diào)整器及復(fù)接器等單元作進一步說明。（1）時鐘信號源時鐘是由晶振X1（20.48MHz）提供，它也是整個系統(tǒng)的時鐘信號源。20.48MHz時鐘經(jīng)CPLD分頻得到本實驗所需的時鐘信號CLK1，F(xiàn)CLK1=4.096KHz。圖1.4 復(fù)用器原理方框圖圖1.5 幀結(jié)構(gòu) （2

7、）分頻器 分頻器一首先進行16分頻，輸出信號頻率為256kHz。然后采用另一分頻器二完成2、4、8、16運算，輸出BS、S1、S2、S3等4個信號。BS為位同步信號，頻率為128kHz。S1、S2、S3為3個選通信號，作為八選一的選通信號，頻率分別為BS信號頻率的1/2、1/4和1/8。分頻器三是一個二一十進制加計數(shù)器，對BS信號進行24分頻，分別輸出選通信號S4、S5，這兩個信號的頻率相等、等于BS信號頻率的1/24。其中S5作為幀同步時鐘FS。圖1.6 分頻器輸出信號波形分頻器輸出的S1、S2、S3、S4、S5等5個信號的波形如圖1.6（a）和1.6（b）所示。（3）八選一 采用8路數(shù)據(jù)選

8、擇器74LS151，它內(nèi)含了8路傳輸數(shù)據(jù)開關(guān)、地址譯碼器和三態(tài)驅(qū)動器，其真值表如表1-1-1所示。U100、U101和U102的地址信號輸入端A、B、C并連在一起并分別接S1、S2、S3信號，它們的8個數(shù)據(jù)信號輸入端x0 x7分別與K100、K101、K102輸出的8個并行信號連接。由表1.1可以分析出U100、U101、U102輸出信號都是碼速率為128KB、以8位為周期的串行信號。表1.1 74151真值表CBAINHDISZ00000x000100x101000x201100x310000x410100x511000x611100x71001高阻（4）調(diào)整器調(diào)整器的作用是將輸入的3路串行

9、信號進行速率及時隙調(diào)整，以達到復(fù)接的時序要求。 （5）復(fù)接器如圖1.3中所示，三路串行信號a,b,c經(jīng)復(fù)接口后的復(fù)接輸出信號FY_OUT見波形d。復(fù)接器主要有兩種復(fù)接電路：一種為同步復(fù)接電路，一種為異步復(fù)接電路，在固定速率時分復(fù)用時，由于被復(fù)接的三個支路是同步的信號，所以本實驗采用的是同步復(fù)接電路，而異步復(fù)接電路將在變速率時分復(fù)用實驗中進行細(xì)述。圖1.7 復(fù)接波形示意圖在本實驗中，送入復(fù)接器的三路信號為同頻同相的信號，且?guī)L一樣，我們所使用的復(fù)接方式為按碼字復(fù)接，即一次復(fù)接8位碼，示意圖如圖1.7所示。其中：F1、F2、F3分別為復(fù)接時鐘，D1、D2、D3為調(diào)整后的三路數(shù)據(jù)，F(xiàn)Y_OUT為復(fù)接

10、后的信號。FS信號可用作示波器的外同步信號，以便觀察FY_OUT的幀結(jié)構(gòu)。FS信號、FY_OUT信號之間的相位關(guān)系如圖1.8所示，圖中FY_OUT的無定義位為0，幀同步碼為1110010，數(shù)據(jù)1為11110000，數(shù)據(jù)2為00001111。FS信號的低電平、高電平分別為8位和16位數(shù)字信號時間，其上升沿比NRZ-OUT碼第一位起始時間超前一個碼元。FS圖1.8 FS、FY-OUT波形3. 本實驗所用的同步分接模塊的結(jié)構(gòu)原理分接端原理方框圖如圖1.9所示。它輸入單極性非歸零信號（幀結(jié)構(gòu)如圖1.10所示），由位同步信號提取電路和幀同步信號產(chǎn)生器產(chǎn)生位同步時鐘信號（BS）和幀同步信號（FS），通過B

11、S、FS這把兩路數(shù)據(jù)信號從時分復(fù)用信號中分離出來，兩個8位的并行數(shù)據(jù)信號，兩個并行信號驅(qū)動16個發(fā)光二極管，左邊8個發(fā)光二極管顯示第一路數(shù)據(jù)，右邊8個發(fā)光二極管顯示第二路數(shù)據(jù)，二極管亮狀態(tài)表示“1”，熄滅狀態(tài)表示“0”。兩個串行數(shù)據(jù)信號碼速率為數(shù)字源輸出信號碼速率的1/3。圖1.9 分接端原理方框圖圖1.10 FY_OUT信號幀結(jié)構(gòu)本實驗用到的電路中，除了顯示電路是由分立器件組成的外，其他電路全都在兩片大規(guī)模集成電路XC95XL144TQ100-5（以下簡稱CPLD）內(nèi)部。各組成模塊功能說明：1) 位同步提取器（全數(shù)字鎖相環(huán)）：延遲1延遲2附加門扣除門整形時鐘或門BN次分頻延遲3A微分調(diào)整單穩(wěn)

12、4脈沖形成非門圖1.11 位同步器方框圖位同步脈沖接收碼元位同步提取器的作用是：從輸入的FY_IN信號中提取位同步信息，通過數(shù)字鎖相環(huán)產(chǎn)生本地的位同步時鐘信號BS，該位同步信號（BS）為整個解復(fù)用電路的主要時鐘信號。數(shù)字鎖相的原理方框圖如圖1.11所示，它由穩(wěn)定度振蕩器、分頻器、相位比較器和控制器組成。其中，控制器包括圖中的扣除門、附加門和“或門”。高穩(wěn)定度振蕩器產(chǎn)生的信號經(jīng)整形電路變成周期性脈沖，然后經(jīng)控制器再送入分頻器，輸出位同步脈沖序列。若接收碼元的速率為F（波特），則要求位同步脈沖的重復(fù)速率也為F（赫）。這里晶振的振蕩頻率設(shè)計在nF（赫），由晶振輸出經(jīng)整形得到重復(fù)頻率為nF（赫）的窄脈

13、沖（圖1.11中的b(b)）。如果接收端晶振輸出經(jīng)n次分頻后，不能準(zhǔn)確地和收到的碼元信號同頻同相，這時就要根據(jù)相位比器輸出的誤差信號，通過控制器對分頻器進行調(diào)整。從經(jīng)微分、調(diào)整后的碼元信息中就可以獲得接收碼元所有過零點的信息，其工作波形如圖1.12所示。得到接收碼元的相位后，再將它加于相位比較器去比較。首先，先不管圖中的遲延3，設(shè)接收信號為不歸零脈沖（波形a），我們將每個碼元的寬度分兩個區(qū)，前半碼元稱為“滯后區(qū)”，即若位同步脈沖波形b落入此區(qū)，表示位同步脈沖的相位滯后于接收碼元的相位；同樣，后半碼元稱為“超前區(qū)”。接收碼元經(jīng)微分調(diào)整，并經(jīng)遲延4電路后，輸出如波形e所示的脈沖。當(dāng)位同步脈沖波形b

14、（它是由n次分頻器d端的輸出，取其上升沿而形成的脈沖）位于超前區(qū)時，波形e和分頻器d端的輸出波形d使與門A有輸出，該輸出再經(jīng)過遲延1就產(chǎn)生一超前脈沖（波形f）。若位同步脈沖波形b（圖中的虛線表示）落于滯后區(qū)，分頻器c端的輸出波形（c端波形和d端波形為反相關(guān)系）如波形c所示，則與門B有輸出，再經(jīng)過遲延2產(chǎn)生一滯后脈沖（波形g）。這樣，無論位同步脈沖超前或滯后，都會分別送出超前或滯后脈沖對加于分頻器的脈沖進行扣除或附加，因而達到相位調(diào)整的目的。圖1.12 波形圖現(xiàn)在討論圖中的遲延3的作用。同波形圖看到，位同步脈沖帥分頻器d端輸出波形（波形d）的正沿而形成的，所以相位調(diào)整的最后結(jié)果應(yīng)該合波形d的正沿

15、對齊窄脈沖e（即d的正沿位于窄脈沖之內(nèi)）。若d端產(chǎn)輸出波形最后調(diào)整到如波形圖d所示的位置，則A、B兩個與門都有輸出；先是通過與門B輸出一個滯后脈沖，后是通過與門A輸出一超前脈沖。這樣調(diào)整的結(jié)果使位同步信號的相位穩(wěn)定在這一位置，這是我們所需要的。然而，如果d端的輸出波形調(diào)整到波形圖d的位置，這時，A、B兩個與門出都有輸出，只是這時是先通過A門輸出一超前脈沖，而后通過B門輸出一滯后脈沖。如果不采取措施，位同步信號的相位也可以穩(wěn)定在這一位置，則輸出的位同步脈沖（波形b）就會與接收碼元的相位相差180?？朔@種不正確鎖定的辦法，是利用在這種情況下A門先有輸出的這一特點。當(dāng)A門先有輸出時，這個輸出一方面

16、產(chǎn)和超前脈沖對鎖相環(huán)進行調(diào)整；另一方面，這個輸出經(jīng)遲延3產(chǎn)生一脈沖將與門B封閉，不會再產(chǎn)生滯后脈沖。這樣通過A六不斷輸出超前脈沖，就可以高速分頻器的輸出的相位，直到波形d的正沿對齊窄脈沖（波形e）為止。2) 幀同步電路圖1.13 幀同步電路組成框圖幀同步電路如圖1.13可知，整個幀同步電路主要由分頻器、幀同步碼識別器、脈沖生成器和同步保護器四大部分組成。各組成電路的作用分別如下：分頻器：主要是將位同步信號進行24分頻得到與信源的幀同步信號同頻的準(zhǔn)幀同步信號，然后送入脈沖生成器進行相位調(diào)整。幀同步碼識別器：從串行信號（FY_IN）識別出同步碼（在我們系統(tǒng)中的同步碼為：X1110010），當(dāng)識別器

17、識別到一組幀同步碼時，它就輸出一個脈沖，送入同步保護器；若輸入的信號中沒有同步碼，則其始終輸出低電平。同步保護器：當(dāng)沒有幀識別脈沖輸入時，始終輸出一低電平，使脈沖生成器停止工作，這樣就沒有FS信號輸出；當(dāng)有連續(xù)的識別脈沖輸入時，保護器輸出滿足時序要求的控制脈沖給脈沖生成器。脈沖生成器：當(dāng)分頻器和同步保護器都輸出滿足要求的時鐘信號時，脈沖生成器才輸出正確的幀同步脈沖；當(dāng)分頻器和同步保護器輸出的信號不滿足時序要求時，則將輸出錯誤的FS信號。3) 延遲器1、2、3，整形器：通過整形器，則可以將送來的FS信號進行脈沖調(diào)整，使其脈沖寬度剛好為8個碼元寬度。延遲器主要是由移位寄存器組成，主要是對整形器送來

18、的幀同步信號進行相位調(diào)整，以滿足時序的需要。波形如圖1.14所示。4) 串/并變換：在FD及FD_7的作用下，串并轉(zhuǎn)換器對輸入的數(shù)據(jù)信號進行選通轉(zhuǎn)換：當(dāng)FD為“1”時，轉(zhuǎn)換器1工作，將第一路數(shù)據(jù)復(fù)原為并行數(shù)據(jù)并輸出到發(fā)光二極管進行顯示；當(dāng)FD_7為“1”時，轉(zhuǎn)換器2工作，將第二路數(shù)據(jù)復(fù)原為并行數(shù)據(jù)并輸出到發(fā)光二極管進行顯示。圖1.14 變換后的信號波形五、 實驗步驟（以下實驗步驟以1310nm光端機部分講解，即實驗箱左邊的模塊。1550nm光端機部分與其相同）1. 固定速率時分復(fù)用實驗1) 關(guān)閉系統(tǒng)電源，將固定速率數(shù)字信號源模塊中的D1、D2、D3分別接到固定速率時分復(fù)用復(fù)接端D_IN1、D_

19、IN2、D_IN3。2) 打開系統(tǒng)電源，用示波器雙通道分別測量并記錄FS、BS、FY-OUT、D1、D2、D3信號波形，比較波形的對應(yīng)關(guān)系，分析波形和理論是否一致。2. 固定速率時分解復(fù)用實驗1) 關(guān)閉系統(tǒng)電源，將固定速率時分復(fù)用復(fù)接端接口FY_OUT接到固定速率時分復(fù)用分接端接口FY_IN。2) 將D3端口所對應(yīng)的八位撥碼開關(guān)撥成幀同步碼（7位巴克碼1110010）。3) 打開系統(tǒng)電源，觀察實驗結(jié)果，分析能否正常解復(fù)用。3. 實驗所需端口說明D1、D2、D3：固定速率數(shù)字信號源輸出端口D_IN1、D_IN2、D_IN3：復(fù)用模塊數(shù)字信號輸入端口FY-OUT：復(fù)用模塊信號輸出端口FY-IN：解

20、復(fù)用模塊信號輸入端口BS：位同步信號輸出端口FS：幀同步信號輸出端口六、注意事項1. 該實驗設(shè)備系采用元件表面貼裝方式制造，務(wù)必注意不能讓金屬導(dǎo)電物體掉落在電路板上（特別注意示波器地線夾） ，否則極易燒毀設(shè)備。2. 進行接線操作前必須先關(guān)閉電源（在箱體外部右側(cè)），接線操作完成后檢查無誤再打開電源，不可帶電插拔各類導(dǎo)線。3. 夾示波器的地線夾時要注意看清GND地線標(biāo)識，有的測試接線端子外形與地線端子相同，要謹(jǐn)防夾錯，造成不必要的電路損壞。第二部分 變速率時分復(fù)用/解復(fù)用實驗一、 實驗?zāi)康?. 掌握變速率時分復(fù)用的碼速率調(diào)整原理。2. 掌握變速率時分復(fù)用的復(fù)接/分接原理3. 掌握逐比特復(fù)接的復(fù)接/

21、分接原理。二、 實驗內(nèi)容1. 認(rèn)真學(xué)習(xí)實驗指導(dǎo)，學(xué)習(xí)時分復(fù)用的異步復(fù)接/分接原理。2. 搭建變速率時分復(fù)用/ 解復(fù)用實驗連接電路。3. 用示波器觀察輸入信號、調(diào)整速率后的信號、復(fù)接時鐘信號，復(fù)接后的信號及分接后的信號，了解它們的對應(yīng)關(guān)系。三、 實驗儀器示波器，RC-GT-II型光纖通信實驗系統(tǒng)。四、 基本原理1變速率復(fù)接電路原理變速率復(fù)接電路組成框圖如圖2.1所示。圖2.1復(fù)接電路組成框圖各組成模塊的功能說明如下：線路編碼器（前4個）：把被復(fù)接的4個不同速率數(shù)據(jù)編碼成具有相同標(biāo)稱速率的信號。正碼速調(diào)整：進行碼速調(diào)整，即把4個標(biāo)稱速率相同實際有容差的的信號都調(diào)整到同一速率上，使它們同步。位同步復(fù)

22、接器：將4個支路已經(jīng)同步的信碼流復(fù)接成一個高速率的二次群信號。線路編碼器（最右邊一個）：對復(fù)接后的信號進行編碼，以便在接收端提取時鐘。在實驗一中我們已經(jīng)知道數(shù)字復(fù)接由數(shù)字復(fù)接器(Digitalmultiplexer)和數(shù)字分接器兩部分組成，且數(shù)字復(fù)接器是將同步的多路信號復(fù)接成一路信號，在本實驗中，我們將討論如何將異步的多路數(shù)字信號復(fù)接成一路信號，即異步復(fù)接。那么什么是異步復(fù)接呢？當(dāng)輸入支路數(shù)字信號不同步而與本機定時信號是異步的，即它們的對應(yīng)生效瞬間不一定以同一速率出現(xiàn)，那么調(diào)整單元就要對各個支路數(shù)字信號實施頻率和相位調(diào)整，使之成為同步信號，這種復(fù)接稱為異步復(fù)接，這種復(fù)接器稱為異步復(fù)接器。還有兩

23、種情況，即：如果輸入支路數(shù)字信號的生效瞬間相對于本機對應(yīng)的定時信號是以同一標(biāo)稱速率出現(xiàn)，而速率的任何變化都限制在規(guī)定的容差范圍內(nèi)，這種復(fù)接稱為準(zhǔn)同步復(fù)接，這種復(fù)接器稱為準(zhǔn)同步復(fù)接器；如果被復(fù)接的各支路數(shù)字信號的時鐘源是各自獨立的，盡管它們的標(biāo)稱碼率都相同，并允許在規(guī)定的容差范圍內(nèi)變化，這種準(zhǔn)同步復(fù)接一般又稱為異源復(fù)接。具有相同標(biāo)稱速率但不是由同一時鐘源產(chǎn)生的兩個信號通常就是準(zhǔn)同步的。2正碼速調(diào)整原理：在實驗一中的三路信號(D1、D2、D3)復(fù)接時，由于各路是使用同一個時鐘源，且頻率、相位相同，是同步復(fù)接，因此實現(xiàn)起來較為簡單。然而，在系統(tǒng)中，若要對四路不同計算機的串口數(shù)據(jù)進行復(fù)接，由于它們各自

24、通信時的波特率不同，所以對它們進行復(fù)接，應(yīng)分三個步驟來進行：第一步將各輸入信號進行編碼，使它們速率的標(biāo)稱值相同；第二步將各支路的編碼后的信碼變換成與一個標(biāo)準(zhǔn)信號同頻同相的信碼，即先對各支路進行碼速調(diào)整，使之達到碼速同步；第三步進行同步復(fù)接，即將已同步的數(shù)碼進行復(fù)接。后兩個步驟組合起來就稱為準(zhǔn)同步復(fù)接，實現(xiàn)準(zhǔn)同步復(fù)接，其重要概念是；先進行碼速調(diào)整，再進行同步復(fù)接。碼速調(diào)整為同步復(fù)接提供條件。碼速調(diào)整有三種方式：正碼速調(diào)整；正負(fù)碼速調(diào)整；正零負(fù)碼速調(diào)整。ITUT推薦使用正碼速調(diào)整和正零負(fù)碼速調(diào)整方式。我國大部分復(fù)用設(shè)備采用正碼速調(diào)整方式，也有采用正零負(fù)碼速調(diào)整方式的。目前應(yīng)用的多是“脈沖插入同步”

25、方式，這種方式是利用插入脈沖的方法來實現(xiàn)調(diào)整的。所謂正碼速調(diào)整就是將被復(fù)接的低次群的碼速都提高，使其同步到某一規(guī)定的較高的碼速上。例如在PCM基群的數(shù)碼率標(biāo)稱值都是2 048kbs，但由于各個獨立的時鐘源總是存在偏差，因此，可根據(jù)復(fù)接幀的要求，確定脈沖的插入數(shù)目，使每個基群的數(shù)碼率均由2 048kbs填充到所要求的數(shù)碼率，二次群復(fù)接時為2112kbs。這樣，碼速都提高了，又達到了相互同步的目的。由于是用提高碼速來使其同步，故稱為正碼速調(diào)整。在系統(tǒng)中，首先對輸入的四路信號按一定速率進行編碼，以便使四路信號速率的標(biāo)稱值相同，編碼方式可以采用多種方式（如CMI、DMI，5B6B，4B1H等等），然后

26、再對編碼后的信號進行脈沖插入同步的正碼速調(diào)整，下面，我們對正碼速調(diào)整中插入脈沖部分的原理作簡單介紹。采用脈沖插入同步的正碼速調(diào)整的原理如圖2.2所示。該圖只繪出一個支路的碼速調(diào)整插入部分情況，去插入部分和復(fù)接部分沒有繪出。圖2.2 脈沖插入同步方式插入部分的原理示意圖方框圖；(b)支路輸入數(shù)碼流fi，(c)碼速調(diào)整后的數(shù)碼流fm; 基群輸入的數(shù)字信號先寫入到一個緩沖存儲器，寫入速率是編碼速率，讀出時鐘頻率則是碼速調(diào)整后的速率fm，而fmfi，所以存儲器是讀得快寫得慢，即存儲器處于“快讀慢寫”狀態(tài)。快讀慢寫會出現(xiàn)什么結(jié)果呢?從圖中可以看出，第1個脈沖經(jīng)過一段時間后讀出，第2個脈沖的讀出，其經(jīng)過的

27、時間長度比前者要短一些，因讀出速度比寫入速度快，以后的寫入與讀出時間差，即相位差愈來愈小，在第6個脈沖時兩者相位差已很小，即將出現(xiàn)取空狀態(tài)，當(dāng)相位差小到一定程度時，由相位比較器(在緩沖存儲器中)發(fā)出插入請求，要求插入脈沖控制電路發(fā)出一個插入指令，停止一次讀出，同時在此瞬間插入一個脈沖，如圖中虛線位置所示。插入脈沖是不攜帶信息的，所以在接收端應(yīng)把它去掉，為此，發(fā)送端在插入脈沖的同時，必須發(fā)出一個標(biāo)志信號通知接收端，據(jù)此判別出哪些是插入脈沖，然后把它去掉以恢復(fù)原始信號。正碼速調(diào)整過程的要點如下：a) 輸入的數(shù)碼流以fi的速率寫入緩沖存儲器；緩沖存儲器以fm的速率讀出，即進行快讀慢寫。b) 當(dāng)讀時鐘

28、與寫時鐘的相差小到某一規(guī)定值時，由鑒相器檢出其狀態(tài)，要求插入脈沖控制電路發(fā)出一個指令，此指令控制三個動作；停止一次讀出；插入一個脈沖，給插入脈沖作出標(biāo)志。c) 4個基群支路的速率都正調(diào)整到fm后，再復(fù)接成二次群。即fifmX44fm。以上就是系統(tǒng)所采用的碼速率調(diào)整部分、逐比特同步復(fù)接的原理介紹，通過這兩部分的協(xié)同工作，就可以將輸入的四路異步信號復(fù)接成一路串行信號進行傳輸。3變速率分接電路原理分接端的原理框圖如圖2.3所示。圖2.3 分接電路原理框圖各組成模塊的功能說明如下：定時提?。簭妮斎胄盘栔刑崛《〞r信息，為其他模塊提供時鐘。線路譯碼（最左邊一個）：在時鐘作用下，對輸入信號進行譯碼，同步，最

29、后供給分接器和去插入控制器。分接器：把二次群數(shù)碼流分接成4組，分路送入緩沖存儲器。緩沖存儲器：在進行讀、寫時有一定的存儲緩沖作用，分接側(cè)的緩沖存儲器與復(fù)接側(cè)的緩沖存儲器大體相同，所有不同是分接側(cè)的緩沖存儲器不包括相位比較器，比相工作由鎖相環(huán)完成。分接定時器：為緩沖存儲器提供一個已扣除插入脈沖的寫脈沖。去插入控制器：提供一種控制，通過它的控制把接收的數(shù)碼流中的插入脈沖去掉。首先由它檢出插入標(biāo)志信號脈沖，經(jīng)過擇多判決，如果判斷出接收數(shù)據(jù)流中有插入脈沖，就進行消插，將插入脈沖去掉。鎖相環(huán)：為緩沖存儲器提供讀出時鐘。去插入原理示意圖如圖2.4所示。在接收端，當(dāng)收到發(fā)送端的標(biāo)志信號后，它連同信號一起通過

30、一個標(biāo)志信號檢出電路而被檢出，因而產(chǎn)生一個“消插指令”，把寫入脈沖禁掉一個，也就是不使插入脈沖寫入存儲器。如圖(c)所示，即原虛線所示的位置空著了。這時，數(shù)碼與原來的數(shù)碼次序一樣(因已扣除了插入脈沖)，但時間間隔是不均勻的，中間有間隙。因此，在接收端，要恢復(fù)原數(shù)碼，必須從圖(c)波形中，提取時鐘fi，即是將已去掉插入脈沖的數(shù)碼流均勻化。這一任務(wù)用一個鎖相環(huán)來完成。鎖相環(huán)框圖如圖2.5所示。由鑒相器、壓控振蕩器和低通濾波器組成。壓控振蕩器的輸出是讀出時鐘fi，相位為0。鑒相器有兩個輸入信號：一個是寫入時鐘fm，它是已扣除插入脈沖的序列，其相位為i；另一個是壓控振蕩器的輸出fi。鑒相器將兩信號進行

31、相位比較， 圖2.4 同步脈沖去插入原理示意圖（a）方框圖；（b）碼速調(diào)整后的數(shù)碼流fm；（c）扣除插入脈沖后的接收信號；（d）恢復(fù)后的原數(shù)碼流fi鑒相器的輸出電壓ud與它們的相差e成比例，經(jīng)過低通濾波器濾出的直流成分uc，即為其平均值。uc作為VCO的控制電壓，通過環(huán)路的作用，使fi與fm同步，即振蕩器振蕩在平均頻率fi上，使讀出脈沖的間隔均勻了。圖2.5 收端讀出脈沖均勻化(a) fm(已扣除塞入脈沖)；(b) fm(寫入)；(c) fi(讀出)；(d) ud=kde為了使塞入脈沖的塞入和去塞入更可靠一些，往往采用定位塞入法。而塞入脈沖的標(biāo)志信號往往是與幀同步信號一起傳送，這時數(shù)據(jù)信道與信

32、息信道合成為一個信道。 綜上所述，接收端工作過程要點如下：1) 定時再生電路再生fm，作為寫入時鐘。2) 由插入脈沖檢測電路檢測出插入脈沖后，發(fā)出扣除插入脈沖指令，把寫入脈沖禁掉一個，即不使插入脈沖寫入存儲器。3) 將已扣除塞入脈沖的fm送到鎖相鑒相器，通過鎖相環(huán)的作用，獲得讀出時鐘fi，即恢復(fù)為原來支路的頻率fi。4) 由于鎖相環(huán)的存在，不可避免要產(chǎn)生抖動。五、 實驗步驟（以下實驗步驟以1310nm光端機部分講解，即實驗箱左邊的模塊。1550nm光端機部分與其相同）1變速率時分復(fù)用實驗1) 關(guān)閉系統(tǒng)電源，任取4路數(shù)字信號分別接到AIN1、AIN2、AIN3、AIN4進行四路數(shù)據(jù)的復(fù)接。2)

33、打開系統(tǒng)電源，通過示波器雙通道觀察原始信號與復(fù)接信號的關(guān)系。3) 把四路原始數(shù)據(jù)都設(shè)為全零，仔細(xì)觀察復(fù)接后的碼流結(jié)構(gòu)，并結(jié)合復(fù)接電路組成框圖，說明其原因。4) 測量原始數(shù)據(jù)流、復(fù)接后的碼流各自的碼元寬度(nS)，換算出它們各自的碼速（Kb/S）。（注意分析，不要誤將幾個連“1”或連“0”碼總寬度當(dāng)成單個碼元的寬度）。 注：如果出現(xiàn)實驗結(jié)果不正確，請關(guān)電給CPLD復(fù)位。2變速率時分解復(fù)用實驗1) 關(guān)閉系統(tǒng)電源，將復(fù)接信號連接到解復(fù)接輸入端口進行解復(fù)接實驗。2) 用示波器分別觀察各路信號編碼前和譯碼后的波形是否一致，即能否正確接復(fù)接。3. 實驗所需端口說明D1、D2、D3：固定速率數(shù)字信號源輸出端

34、口AIN1、AIN2、AIN3、AIN4：（變速率復(fù)接解復(fù)接模塊）數(shù)字信號輸入端口FJ_A_DOUT: 復(fù)接信號輸出端口FJ_A_DIN: （解復(fù)接模塊）信號輸入端口AOUT1、AOUT2、AOUT3、AOUT4：（變速率復(fù)接解復(fù)接模塊）解復(fù)接信號輸出端口六、注意事項1. 該實驗設(shè)備系采用元件表面貼裝方式制造，務(wù)必注意不能讓金屬導(dǎo)電物體掉落在電路板上（特別注意示波器地線夾） ，否則極易燒毀設(shè)備。2. 進行接線操作前必須先關(guān)閉電源（在箱體外部右側(cè)），接線操作完成后檢查無誤再打開電源，不可帶電插拔各類導(dǎo)線。3. 夾示波器的地線夾時要注意看清GND地線標(biāo)識，有的測試接線端子外形與地線端子相同，要謹(jǐn)防

35、夾錯，造成不必要的電路損壞。4. 如果出現(xiàn)實驗結(jié)果不正確，請關(guān)電給CPLD復(fù)位。實驗二 話音信號模擬、數(shù)字光通信實驗第一部分電話語音信號模擬光通信實驗一、 實驗?zāi)康?. 了解電話語音信號光纖系統(tǒng)的通信原理2. 了解完整的電話語音信號光纖通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)3. 掌握電話語音信號的多種傳輸機理二、 實驗內(nèi)容1. 通過不同的方式對話音信號進行光傳輸實驗2. 電話語音信號通過PCM編碼后進行光傳輸實驗三、 實驗儀器 示波器，GT-RC-II型光纖通信實驗系統(tǒng)。四、 基本原理本實驗用電話接口模塊監(jiān)測光發(fā)送模塊、光接受模塊的語音傳輸，并通過與話音信號的PCM編碼傳輸效果進行對比、比較，以了解和熟悉光纖傳輸

36、話音信號系統(tǒng)的組成。其實驗框圖如下：圖9.1 話音信號光纖傳輸方式一圖9.2 話音信號光纖傳輸方式二圖9.3 話音信號光纖傳輸方式三圖9.4 話音信號光纖傳輸方式四 電話語音信號的光纖傳輸，可以有多種方式，一種是直接用原始話音信號，經(jīng)過光纖直接進行傳輸；另一種方式是把話音信號數(shù)字化后，進行調(diào)制，然后將調(diào)制好的數(shù)字信號再進行光纖傳輸，最后再經(jīng)過解調(diào)，把話音信號還原。五、 實驗步驟（以下實驗步驟以1310nm光端機部分講解，即實驗箱左邊的模塊。1550nm光端機部分與其相同）第一部分：語音信號模擬傳輸1. 模擬傳輸通道檢測：關(guān)閉系統(tǒng)電源，選取一路模擬信號進行光纖傳輸，連接好相關(guān)實驗線路，分別調(diào)節(jié)模

37、擬光發(fā)送端機和光接收端機工作狀態(tài)，使在接收端得到最佳傳輸模擬信號。2. 傳輸模擬話音信號：按照圖9.2示意，分別用兩根光纖交叉連接方式（1310發(fā)送到1550接收；1550發(fā)送到1310接收），連接好相關(guān)實驗線路，調(diào)節(jié)好光發(fā)送機和光接收機的工作狀態(tài)，實現(xiàn)兩部電話互相通信。第二部分：語音信號數(shù)字化傳輸（以1310nm為例）1數(shù)字傳輸通道檢測：1）關(guān)閉系統(tǒng)電源，將左右兩側(cè)模擬信號源輸出的正弦波進行PCM編碼，將編碼后的集群信號連接到光發(fā)送端機進行數(shù)字化傳輸。2） 打開系統(tǒng)電源，用示波器在光接收端的數(shù)字信號輸出端口觀察輸出信號與光發(fā)送端輸入的數(shù)字信號。3） 通過電位器R257（調(diào)節(jié)判決直流電平）及R

38、242（增益調(diào)節(jié)）得到最佳傳輸?shù)臄?shù)字信號。4） 用示波器觀測PCM編碼前、譯碼后的波形，比較波形是否有信號失真。若有失真，調(diào)節(jié)電位器R257、R242，直到輸出譯碼信號無失真。2. 語音信號的數(shù)字化傳輸（按照圖9.4的示意）：1） 保持以上系統(tǒng)的工作狀態(tài)不變，分別用左右兩側(cè)電話模塊的話音信號輸出口TX代替左右兩側(cè)的模擬信號源輸入到PCM編碼模塊相應(yīng)的輸入端口；將PCM譯碼模塊輸出的相應(yīng)譯碼信號分別送到左右兩側(cè)電話模塊的話音信號接收端RX。2） 開啟系統(tǒng)電源，電話一、電話二摘機，雙方進行通話。3） 實驗結(jié)束，關(guān)閉電源，拆除所有連接線，收拾整齊。第三部分：實驗所需端口說明 R258：輸入模擬信號衰

39、減調(diào)節(jié)（模擬發(fā)送端）R277：激光器注入電流調(diào)節(jié)（模擬發(fā)送端）P203：模擬信號輸入端口（模擬發(fā)送端）P202：數(shù)字信號輸入端口（數(shù)字發(fā)送端）P200：光接收機模擬信號輸出端口（模擬接收端）IC202：光接收機數(shù)字信號輸出端口（數(shù)字接收端）R242：接收端放大器增益調(diào)節(jié)（接收端）R257：接收端判決電平調(diào)節(jié)（接收端）PCM編譯碼單元各端口左右兩側(cè)模擬信號源端口電話接口模塊(TX:話筒信號輸出，RX：聽筒信號輸入)六、 實驗結(jié)果1. 記錄并畫出實驗所用和所得到的波形，并進行比較。2. 按照圖9.2和9.4的示意，實現(xiàn)兩部電話的模擬方式和數(shù)字方式通信，總結(jié)光發(fā)送端機和光接收端機相關(guān)旋鈕在話音傳輸中

40、的作用。第二部分電話語音信號數(shù)字光通信實驗PCM編譯碼實驗：一、 實驗?zāi)康?1. 掌握PCM編譯碼原理。2. 掌握PCM基帶信號的形成過程及分接過程。二、 實驗內(nèi)容1. 用示波器觀測比較PCM編碼前、譯碼后的模擬正弦波形。2. 改變正弦信號源的輸出頻率，測量頻率低到何值時（幅度大到何時）對應(yīng)譯碼波形開始出現(xiàn)明顯失真，頻率高到何值（幅度小到何時）已無法正常譯碼，波形只剩下一片噪聲。三、 實驗儀器示波器，RC-GT-II型光纖通信實驗系統(tǒng)。四、 基本原理1 PCM編碼原理PCM編碼需經(jīng)過以下幾個步驟：1) 取樣：間隔周期125mS （ 8KHz ），模擬信號在時間上的離散化。示意圖見圖8.1。2)

41、 量化：通過A/D轉(zhuǎn)換逐次逼近過程，實現(xiàn)模擬信號在幅度上的離散化。示意圖見圖8.2。3) 編碼：進一步將樣值編為8位碼組，（20-28共256個可能的取值）。圖8.1 取樣示意圖圖8.2量化示意圖2. 多路復(fù)用/解復(fù)用：每路的8位碼組占用PCM一幀中的一個時隙，一幀中共有32個時隙，可以同時復(fù)用傳輸30路話音。 0 1 2 3 4 5 6 16 共32時隙 29 30 31幀同步碼信令信號每時隙8位碼，每幀32時隙，每秒8000幀碼速：8 X 32 X 8000幀 = 2048000位/秒=2.048M圖8.3幀結(jié)構(gòu)示意圖圖8.4本實驗箱的PCM時隙分配示意圖3PCM系統(tǒng)傳輸方式的優(yōu)點1) 可

42、再生中繼：把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳輸，可通過再生中繼消除傳輸噪聲的積累。2) TDM復(fù)接/分接：可采用TDM方式，按各個信道時隙位置進行碼組間插，實現(xiàn)多路信號的復(fù)接/分接，包括時隙交換。3) 提高信噪比：可采用各類壓擴方式（如A律、 m 律），提高小信號時的信噪比S/N，優(yōu)化話音信號的實際傳輸效果。4) 便于系統(tǒng)兼容：采用統(tǒng)一的速率進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換、信道的復(fù)接、分接和傳輸，有利于實現(xiàn)系統(tǒng)兼容。5) 線性度要求降低：編碼數(shù)字信號對激光器的線性無特殊要求。 4本實驗箱中的PCM編譯碼模塊原理本模塊的原理方框圖如圖8.4所示。圖8.4 PCM編譯碼原理方框圖 該模塊上有以下測試點和輸入點： PCM_

43、BS PCM基群時鐘信號(位同步信號)測試點 PCM_FS信號時隙同步信號測試點 B_IN輸入到編碼器B的信號測試點 B_OUT信號B譯碼輸出信號測試點 A_IN輸入到編碼器A的信號測試點 A_OUT信號A譯碼輸出信號測試點 PCM-OUTPCM集群信號復(fù)接端輸出/測試點 PCM_INPCM集群信號分接端輸入/測試點 圖8.4各單元與元器件之間的對應(yīng)關(guān)系如下： 晶振X1：16.384MHZ 分頻器1CHIP1（XC95144XLTQ100-10） 分頻器2CHIP1（XC95144XLTQ100-10） 抽樣信號產(chǎn)生器CHIP1（XC95144XLTQ100-10） PCM編譯碼器AU4：PC

44、M編譯碼集成電路TP3057 PCM編譯碼器BU5：PCM編譯碼集成電路TP3057 幀同步信號產(chǎn)生器CHIP1（XC95144XLTQ100-10） 復(fù)接器CHIP1（XC95144XLTQ100-10） 晶振、分頻器1、分頻器2及抽樣信號（時隙同步信號）產(chǎn)生器構(gòu)成一個定時器，為兩個PCM編譯碼器提供2.048MHZ的時鐘信號和8KHZ的時隙同步信號。在實際通信系統(tǒng)中，譯碼器的時鐘信號(即位同步信號)及時隙同步信號(即幀同步信號)應(yīng)從接收到的數(shù)據(jù)流中提取，此處將同步器產(chǎn)生的時鐘信號及時隙同步信號直接送給譯碼器。 PCM信號碼速率是2.048MB，一幀中的32個時隙中有29個是空時隙，第0時隙

45、為幀同步碼(1110010)時隙，第2時隙為信號A的時隙，第1(或第5、或第7 由開關(guān)S1控制)時隙為信號B的時隙。 本實驗產(chǎn)生的PCM信號類似于PCM基群信號，但第16個時隙沒有信令信號，第0時隙中的信號與PCM基群的第0時隙的信號也不完全相同。由于兩個PCM編譯碼器用同一個時鐘信號，因而可以對它們進行同步復(fù)接(即不需要進行碼速調(diào)整)。本模塊的核心器件是A律PCM編譯碼集成電路TP3057，它是CMOS工藝制造的專用大規(guī)模集成電路，片內(nèi)帶有輸出輸入話路濾波器，其引腳如圖8.5所示。引腳功能如下：圖8.5 TP3057引腳圖(1) V-接-5V電源。(2) GND接地。(3) VFRO接收部分

46、濾波器模擬信號輸出端。(4) V+ 接+5V電源。(5) FSR接收部分幀同信號輸入端，此信號為8KHZ脈沖序列。(6) DR接收部分PCM碼流輸入端。(7) BCLK/CLKSEL接收部分位時鐘(同步)信號輸入端，此信號將PCM碼流在FSR上升沿后逐位移入DR端。位時鐘可以為64KHZ到2.048MHZ的任意頻率，或者輸入邏輯“1”或“0”電平器以選擇1.536MHZ、1.544MHZ或2.048MHZ用作同步模式的主時鐘，此時發(fā)時鐘信號BCLKX同時作為發(fā)時鐘和收時鐘。(8) MCLKR/PDN 接收部分主時鐘信號輸入端，此信號頻率必須為1.536MHZ、1.544MHZ或2.048MHZ

47、?？梢院蚆CLKX異步，但是同步工作時可達到最佳狀態(tài)。當(dāng)此端接低電平時，所有的內(nèi)部定時信號都選擇MCLKX信號，當(dāng)此端接高電平時，器件處于省電狀態(tài)。(9) MCLKX發(fā)送部分主時鐘信號輸入端，此信號頻率必須為1.536MHZ、1.544MHZ或2.048MHZ?？梢院蚆CLKR異步，但是同步工作時可達到最佳狀態(tài)。(10) BCLKX發(fā)送部分位時鐘輸入端，此信號將PCM碼流在FSX信號上升沿后逐位移出DX端，頻率可以為64KHZ到2.04MHZ的任意頻率，但必須與MCLKX同步。(11) DX發(fā)送部分PCM碼流三態(tài)門輸出端。(12) FSX發(fā)送部分幀同步信號輸入端，此信號為8KHZ脈沖序列。(1

48、3) TSX漏極開路輸出端，在編碼時隙輸出低電平。(14) GSX發(fā)送部分增益調(diào)整信號輸入端。(15) VFXi-發(fā)送部分放大器反向輸入端。(16) VFXi發(fā)送部分放大器正向輸入端。五、 實驗步驟1.實驗步驟說明：1. 關(guān)閉電源，分別從左右兩側(cè)模擬信號源選取兩路模擬正弦波信號輸入到PCM編譯模塊的輸入端，連接好相關(guān)實驗線路進行PCM編譯碼。2. 用示波器觀測比較PCM編碼前、譯碼后的模擬正弦波形。3. 改變?nèi)我粋€正弦信號源的輸出頻率，細(xì)心測量、記錄：頻率低到何值時（幅度大到何時）對應(yīng)譯碼波形開始出現(xiàn)明顯失真，頻率高到何值（幅度小到何時）已無法正常譯碼，波形只剩下一片噪聲。記錄相應(yīng)的信號源的頻

49、率和幅度。4. 用示波器觀測PCM編碼信號每幀的時隙占用情況，判斷A_IN和B_IN分別占用了那個時隙。并精確測出最小碼元寬，從而計算出PCM復(fù)用后的信號的碼速率。2.實驗所需端口說明： A_IN、B_IN: PCM編碼模塊的信號輸入端口 PCM_OUT: PCM編碼模塊的編碼信號輸出端口PCM_IN: PCM譯碼模塊的信號輸入端口A_OUT: PCM譯碼信號輸出端口（與B_IN對應(yīng)）B_OUT: PCM譯碼信號輸出端口（與A_IN對應(yīng)）六、 實驗數(shù)據(jù)處理及分析1.繪出簡化的實驗連接框圖，重點標(biāo)明實際接線關(guān)系及連接點的名稱。根據(jù)精確測出的最小碼寬算出系統(tǒng)碼速。2. 填寫表格：指定臨界條件下PC

50、M編碼前的正弦波幅度、頻率測量值條 件第一次第二次平均值幅度頻率幅度頻率幅度頻率譯碼波形開始出現(xiàn)明顯失真譯碼波形小到只剩一片噪聲3A_IN占用時隙 ，B_IN占用時隙 .4PCM復(fù)用后的信號碼元寬度為 ，信號速率為 。七、實驗思考題1. 分析上表反映特性的成因，說明使用PCM系統(tǒng)應(yīng)注意什么？2. PCM系統(tǒng)傳輸方式有何主要優(yōu)點？模擬信號的PCM編碼傳輸實驗一、 實驗?zāi)康?. 了解模擬信號光纖系統(tǒng)的通信原理2. 了解完整的模擬信號光纖通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)3. 掌握各種模擬信號的傳輸機理二、 實驗內(nèi)容1. 通過不同頻率的正弦信號、方波信號、三角波進行光傳輸實驗2. 正弦信號通過PCM編碼后進行光傳輸

51、實驗三、 實驗儀器 示波器，GT-RC-II型光纖通信實驗系統(tǒng)。四、 基本原理本實驗用示波器觀察光發(fā)送模塊和光接受模塊的的模擬信號波信，并通過調(diào)節(jié)模擬信號源模塊的頻率進行對比、比較，以了解和熟悉光纖傳輸模擬信號系統(tǒng)的組成。其實驗框圖如下：光接受器件光纖光發(fā)送器件模擬信號源測試端口信 號處 理信 號處 理 圖8.6模擬信號光纖傳輸方式一模擬信號源測試端口光接受器件光發(fā)送器件信號處理光纖信號處理PCM譯碼PCM編碼 圖8.7 模擬信號光纖傳輸方式二 模擬信號的傳輸，可以有多種方式，一種是直接用模擬信號，經(jīng)過光纖直接進行傳輸；另一種方式是把模擬信號數(shù)字化后，進行調(diào)制，然后將調(diào)制好的數(shù)字信號再進行光纖

52、傳輸，最后再經(jīng)過解調(diào)，把模擬信號還原。五、 實驗步驟（以下實驗步驟以1310nm光端機部分講解，即實驗箱左邊的模塊。1550nm光端機部分與其相同）1.模擬信號的直接傳輸1） 關(guān)閉系統(tǒng)電源，按照圖8.6示意，選擇實驗箱中模擬信號傳輸模塊及方式，將一路模擬信號從光發(fā)送端機傳輸?shù)焦饨邮斩藱C。2） 打開系統(tǒng)電源，用示波器在光接收模塊的模擬信號輸出端口觀察輸出信號波形。3） 分別調(diào)節(jié)R258、R277、R242得到最佳傳輸?shù)哪M信號。2.模擬信號的數(shù)字化傳輸1) 關(guān)閉系統(tǒng)電源，將左右兩側(cè)模擬信號源輸出的正弦波進行PCM編碼，將編碼后的輸出信號連接到光發(fā)送端機進行數(shù)字化傳輸。按照圖8.7示意，選擇實驗箱

53、中數(shù)字信號傳輸模塊及方式，調(diào)節(jié)數(shù)字光發(fā)送端機使之處于正常工作狀態(tài)。2) 將光接收端機接收到的數(shù)字信號輸入到PCM譯碼單元輸入端口進行譯碼。3） 打開系統(tǒng)電源，用示波器在光接收端的數(shù)字信號輸出端口觀察輸出信號與光發(fā)送端的數(shù)字信號。4） 通過電位器R257（調(diào)節(jié)判決直流電平）及R242（增益調(diào)節(jié)）得到最佳傳輸?shù)臄?shù)字信號。5） 用示波器觀測PCM編碼前譯碼后的波形，比較波形，是否有信號失真。3.實驗所需端口說明 R258：輸入模擬信號衰減調(diào)節(jié)（模擬發(fā)送端）R277：激光器注入電流調(diào)節(jié)（模擬發(fā)送端）P203：模擬信號輸入端口（模擬發(fā)送端）P202：數(shù)字信號輸入端口（數(shù)字發(fā)送端）P200：光接收機模擬信

54、號輸出端口（模擬接收端）IC202：光接收機數(shù)字信號輸出端口（數(shù)字接收端）R242：接收端放大器增益調(diào)節(jié)（接收端）R257：接收端判決電平調(diào)節(jié)（接收端）PCM編譯碼單元各端口左右兩側(cè)模擬信號源端口六、 實驗結(jié)果1. 記錄并畫出實驗所用及所得到的波形，并進行比較，記錄他們的幅度和周期。2. 比較模擬信號兩種傳輸方式，分析哪種傳輸方法的傳輸效果更好。實驗三光通信WDM原理及模、數(shù)雙向混合傳輸光通信實驗第一部分 光波分復(fù)用器的光串?dāng)_參數(shù)測量一、 實驗?zāi)康?. 了解光波分復(fù)用器的工作原理及其結(jié)構(gòu)。2. 掌握光波分復(fù)用器的正確使用方法。3. 掌握它主要特性參數(shù)的測試方法。二、 實驗內(nèi)容1. 學(xué)習(xí)波分復(fù)用器的結(jié)構(gòu)及原理。2. 測量波分復(fù)用器的光串?dāng)_。三、 實驗儀器1. RC-GT-II光纖通信原理實驗箱2. 光功率計3. FC/PC