《光纖通信》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、光纖通信實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)王瑋中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院電子與通信工程系二一四年五月25目 錄實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)3實(shí)驗(yàn)基本操作規(guī)范4主控&信號(hào)源模塊說(shuō)明5光源的P-I特性測(cè)試11光發(fā)射機(jī)消光比測(cè)試13模擬信號(hào)光纖傳輸系統(tǒng)15PN序列光纖傳輸系統(tǒng)17CMI碼編譯碼及其光纖傳輸系統(tǒng)19光纖通信實(shí)驗(yàn)報(bào)告22實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)光學(xué)器件屬于昂貴易損器件，所以在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中應(yīng)加倍小心，防止光學(xué)器件的損壞，除此之外，還應(yīng)注意對(duì)人體的傷害。為了保證實(shí)驗(yàn)順利地進(jìn)行，請(qǐng)注意以下事項(xiàng)： 請(qǐng)仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)操作步驟后開(kāi)機(jī)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)各測(cè)試點(diǎn)、跳線及開(kāi)關(guān)說(shuō)明，正確連接導(dǎo)線，以免造成光學(xué)器件和芯片的損壞。 不要用力拉扯光纖，光纖彎

2、曲半徑一般不小于30mm，否則可能導(dǎo)致光纖折斷。 光學(xué)器件屬于昂貴器件，在安裝和拆卸過(guò)程中請(qǐng)注意輕拿輕放，遇到問(wèn)題須向老師報(bào)告。 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中切不可將光纖輸出端對(duì)準(zhǔn)自己或別人的眼睛，以免損傷眼睛。 實(shí)驗(yàn)箱使用完畢后，請(qǐng)立即將防塵帽蓋住光纖輸入、輸出端口，用光纖端面防塵蓋蓋住光纖跳線端面，防止灰塵進(jìn)入光纖端面而影響光信號(hào)的傳輸。 若不小心把光纖輸出端的接口弄臟，需用酒精棉球進(jìn)行清洗。實(shí)驗(yàn)基本操作規(guī)范為做好本實(shí)驗(yàn)，這里為實(shí)驗(yàn)者提出了一定的操作參考方法，請(qǐng)按本說(shuō)明做好實(shí)驗(yàn)前期模塊準(zhǔn)備、參數(shù)設(shè)置、波形觀測(cè)等一系列基本操作： 實(shí)驗(yàn)前先檢查所需模塊是否固定好，供電是否良好。在未連線的情況下打開(kāi)實(shí)驗(yàn)箱總電源開(kāi)

3、關(guān)及各模塊電源開(kāi)關(guān)，模塊右邊電源指示燈應(yīng)全亮；若不亮，請(qǐng)關(guān)電后擰緊模塊四角的螺絲再檢查。 準(zhǔn)備工作做完后，請(qǐng)?jiān)跀嚯娗闆r下根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)步驟進(jìn)行連線。 打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)后需要先進(jìn)行菜單設(shè)置再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通電后，首先彈出的是公司LOGO界面，然后自動(dòng)進(jìn)入到主菜單界面，旋轉(zhuǎn)控制旋鈕選擇所需實(shí)驗(yàn)課程，按下旋鈕進(jìn)入實(shí)驗(yàn)課程，再在實(shí)驗(yàn)課程中選擇所需實(shí)驗(yàn)。選擇所需實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)彈出響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)信息提示，按下確定鍵，提示框即消失，進(jìn)入所選實(shí)驗(yàn)界面。 實(shí)驗(yàn)觀測(cè)前，需要調(diào)節(jié)信號(hào)源輸出信號(hào)相關(guān)參數(shù)。用示波器探頭夾夾住導(dǎo)線的金屬頭，將導(dǎo)線另一頭連接待測(cè)信號(hào)源輸出端口，再調(diào)節(jié)相應(yīng)旋鈕和按鍵開(kāi)關(guān)。 觀測(cè)實(shí)驗(yàn)波形時(shí)，有三種基本測(cè)試方法。

4、 對(duì)于測(cè)試勾，可直接用示波器探頭夾夾住測(cè)試勾后并確定夾緊即可； 或?qū)⑹静ㄆ魈筋^夾取下來(lái)，直接用探頭夾接觸測(cè)試點(diǎn)，觀察波形時(shí)需要注意固定好示波器探頭； 對(duì)于臺(tái)階插座，可用導(dǎo)線連接臺(tái)階座與示波器探頭夾子，連接方法與上面第點(diǎn)中的敘述相同。 本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中實(shí)驗(yàn)步驟基本分為四點(diǎn)： 連線； 實(shí)驗(yàn)初始狀態(tài)設(shè)置，此設(shè)置中包含菜單設(shè)置，實(shí)驗(yàn)前模塊撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置以及信號(hào)源輸出設(shè)置等； 實(shí)驗(yàn)初始狀態(tài)說(shuō)明，統(tǒng)一說(shuō)明了實(shí)驗(yàn)中各信號(hào)源初始狀態(tài)及實(shí)驗(yàn)環(huán)境； 觀測(cè)，針對(duì)各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求，用示波器等輔助儀器觀測(cè)并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。主控&信號(hào)源模塊說(shuō)明一、 按鍵及接口說(shuō)明圖1 主控&信號(hào)源按鍵及接口說(shuō)明二、 功能說(shuō)明該模塊可以完成如下五

5、種功能的設(shè)置，具體設(shè)置方法如下：1、 模擬信號(hào)源功能模擬信號(hào)源菜單由“信號(hào)源”按鍵進(jìn)入，該菜單下按“選擇/確定”鍵可以依次設(shè)置：“輸出波形”“輸出頻率”“調(diào)節(jié)步進(jìn)”“音樂(lè)輸出”“占空比”（只有在輸出方波模式下才出現(xiàn)）。在設(shè)置狀態(tài)下，選擇“選擇/確定”就可以設(shè)置參數(shù)了。菜單如下圖所示： （a）輸出正弦波時(shí)沒(méi)有占空比選項(xiàng) （b）輸出方波時(shí)有占空比選項(xiàng)圖2 模擬信號(hào)源菜單示意圖注意：上述設(shè)置是有順序的。例如，從“輸出波形”設(shè)置切換到“音樂(lè)輸出”需要按3次“選擇/確定”鍵。下面對(duì)每一種設(shè)置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：a. “輸出波形”設(shè)置一共有6種波形可以選擇：正弦波：輸出頻率 10Hz2MHz方波：輸出頻率 10

6、Hz200KHz三角波：輸出頻率 10Hz200KHzDSBFC（全載波雙邊帶調(diào)幅）：由正弦波作為載波，音樂(lè)信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)。輸出全載波雙邊帶調(diào)幅。DSBSC（抑制載波雙邊帶調(diào)幅）：由正弦波作為載波，音樂(lè)信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)。輸出抑制載波雙邊帶調(diào)幅。FM：載波固定為20KHz，音樂(lè)信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)。b. “輸出頻率”設(shè)置“選擇/確定”順時(shí)針旋轉(zhuǎn)可以增大頻率，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)減小頻率。頻率增大或減小的步進(jìn)值根據(jù)“調(diào)節(jié)步進(jìn)”參數(shù)來(lái)。在“輸出波形”DSBFC和DSBSC時(shí)，設(shè)置的是調(diào)幅信號(hào)載波的頻率；在“輸出波形”FM時(shí)，設(shè)置頻率對(duì)輸出信號(hào)無(wú)影響。c. “調(diào)節(jié)步進(jìn)”設(shè)置“選擇/確定”順時(shí)針旋轉(zhuǎn)可以增大步進(jìn)，逆

7、時(shí)針旋轉(zhuǎn)減小步進(jìn)。步進(jìn)分為：“10Hz”、“100Hz”、“1KHz”、“10KHz”、“100KHz”五檔。d. “音樂(lè)輸出”設(shè)置設(shè)置“MUSIC”端口輸出信號(hào)的類(lèi)型。有三種信號(hào)輸出“音樂(lè)1”、“音樂(lè)2”、“3K+1K正弦波”三種。e. “占空比”設(shè)置“選擇/確定”順時(shí)針旋轉(zhuǎn)可以增大占空比，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)減小占空比。占空比調(diào)節(jié)范圍10%90%，以10%為步進(jìn)調(diào)節(jié)。2、 數(shù)字信號(hào)源功能數(shù)字信號(hào)源菜單由“功能1”按鍵進(jìn)入，該菜單下按“選擇/確定”鍵可以設(shè)置：“PN輸出頻率”和“FS輸出”。菜單如下圖所示：圖3 數(shù)字信號(hào)源菜單a. “PN輸出頻率”設(shè)置設(shè)置“CLK”端口的頻率及“PN15”端口的碼速率

8、。頻率范圍：1KHz2048KHz。b. “PN輸出碼型”設(shè)置c. “FS輸出”設(shè)置設(shè)置“FS”端口輸出幀同步信號(hào)的模式：模式1： 幀同步信號(hào)保持8KHz的周期不變，幀同步的脈寬為CLK的一個(gè)時(shí)鐘周期。（要求“PN輸出頻率”不小于16K，主要用于PCM、ADPCM編譯碼幀同步及時(shí)分復(fù)用實(shí)驗(yàn)）模式2： 幀同步的周期為8個(gè)CLK時(shí)鐘周期，幀同步的脈寬為CLK的一個(gè)時(shí)鐘周期。（主要用于漢明碼編譯碼實(shí)驗(yàn)）模式3： 幀同步的周期為15個(gè)CLK時(shí)鐘周期，幀同步的脈寬為CLK的一個(gè)時(shí)鐘周期。（主要用于BCH編譯碼實(shí)驗(yàn)）3、 移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)菜單功能按“主菜單”按鍵后的第一個(gè)選項(xiàng)“移動(dòng)通信”，再確定進(jìn)入各實(shí)驗(yàn)菜單

9、。進(jìn)入“移動(dòng)通信”菜單后，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)光標(biāo)會(huì)向下走，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)光標(biāo)會(huì)向上走。按下“選擇/確認(rèn)”時(shí)，會(huì)設(shè)置光標(biāo)所在實(shí)驗(yàn)的功能。有的實(shí)驗(yàn)有會(huì)跳轉(zhuǎn)到下級(jí)菜單，有的則沒(méi)有下級(jí)菜單，沒(méi)有下級(jí)菜單的會(huì)在實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)前標(biāo)記“”符號(hào)。在選中某個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，主控模塊會(huì)向?qū)嶒?yàn)所涉及到的模塊發(fā)命令。因此，需要這些模塊電源開(kāi)啟，否則，設(shè)置會(huì)失敗。實(shí)驗(yàn)具體需要哪些模塊，在實(shí)驗(yàn)步驟中均由說(shuō)明，詳見(jiàn)具體實(shí)驗(yàn)。4、 模塊設(shè)置功能*（該功能只在自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)用到）按“主菜單”按鍵后的第二個(gè)選項(xiàng)“模塊設(shè)置”，再確定進(jìn)入模塊設(shè)置菜單。在“模塊設(shè)置”菜單中可以對(duì)各個(gè)模塊的參數(shù)分別進(jìn)行設(shè)置。如下圖所示：圖4“模塊設(shè)置”菜單a. 1號(hào) 語(yǔ)音終端&

10、用戶接口設(shè)置該模塊兩路PCM編譯碼模塊的編譯碼規(guī)則是A律還是律。b. 2號(hào) 數(shù)字終端&時(shí)分多址設(shè)置該模塊BSOUT的時(shí)鐘頻率。c. 3號(hào) 信源編譯碼可設(shè)置該模塊FPGA工作于“PCM編譯碼”、“ADPCM編譯碼”、“LDM編譯碼”、“CVSD編譯碼”、“FIR濾波器”、“IIR濾波器”、“反SINC濾波器”等功能（測(cè)試功能是生產(chǎn)中使用的）。由于模塊的端口會(huì)在不同功能下有不同用途，下面對(duì)每一種功能進(jìn)行說(shuō)明：i. PCM編譯碼FPGA完成PCM編譯碼功能，同時(shí)完成PCM編碼A/律或/A律轉(zhuǎn)換的功能。其子菜單還能夠設(shè)置PCM編譯碼A/律及A/律轉(zhuǎn)換的方式。端口功能如下：編碼時(shí)鐘：輸入編碼時(shí)鐘。編碼幀

11、同步：輸入編碼幀同步。編碼輸入：輸入編碼的音頻信號(hào)。編碼輸出：輸出編碼信號(hào)。譯碼時(shí)鐘：輸入譯碼時(shí)鐘。譯碼幀同步：輸入譯碼幀同步。譯碼輸入：輸入譯碼的PCM信號(hào)。譯碼輸出：輸出譯碼的音頻信號(hào)。A/-In：A/律轉(zhuǎn)換輸入端口。A/-Out：A/律轉(zhuǎn)換輸出端口。ii. ADPCM編譯碼FPGA完成ADPCM編譯碼功能，端口功能和PCM編譯碼一樣。iii. LDM編譯碼FPGA完成簡(jiǎn)單增量調(diào)制編譯碼功能，端口除了“編碼幀同步”和“譯碼幀同步”是沒(méi)用到的（LDM編譯碼不需要幀同步），其他端口功能與PCM編譯碼一樣。iv. CVSD編譯碼FPGA完成CVSD編譯碼功能，端口除了“編碼幀同步”和“譯碼幀同步

12、”是沒(méi)用到的（CVSD編譯碼不需要幀同步），其他端口功能與PCM編譯碼一樣。v. FIR濾波器FPGA完成FIR數(shù)字低通濾波器功能（采用100階漢明窗設(shè)計(jì)，截止頻率為3KHz）。該功能主要用于抽樣信號(hào)的恢復(fù)。端口說(shuō)明如下：編碼輸入：FIR濾波器輸入口。譯碼輸出：FIR濾波器輸出口。vi. IIR濾波器FPGA完成IIR數(shù)字低通濾波器功能（采用8階橢圓濾波器設(shè)計(jì)，截止頻率為3KHz）。該功能主要用于抽樣信號(hào)的恢復(fù)。端口與FIR濾波器相同。vii. 反SINC濾波器FPGA完成反SINC數(shù)字低通濾波器。該功能主要用于消除抽樣的孔徑效應(yīng)。端口與FIR濾波器相同。d. 7號(hào) 時(shí)分復(fù)用&時(shí)分交換功能一是

13、設(shè)置時(shí)分復(fù)用的速率256Kbps/2048Kbps。功能二是當(dāng)復(fù)用速率為2048Kbps時(shí)，調(diào)整DIN4時(shí)隙。e. 8號(hào) 基帶編譯碼設(shè)置該模塊FPGA工作在“AMI”、“HDB3”、“CMI”、“BPH”編譯碼模式。f. 10號(hào) 軟件無(wú)線電調(diào)制設(shè)置該模塊的BPSK的具體參數(shù)。具體參數(shù)有：是否差分：設(shè)置輸入信號(hào)是否進(jìn)行差分，即是BPSK還是DBPSK調(diào)制。PSK調(diào)制方式選擇：設(shè)置BPSK調(diào)制是否經(jīng)過(guò)成形濾波。輸出波形設(shè)置：設(shè)置“I-Out”端口輸出成形濾波后的波形或調(diào)制信號(hào)。匹配濾波器設(shè)置：設(shè)置成形濾波為升余弦濾波器或根升余弦濾波器?；鶐俾蔬x擇：設(shè)置基帶速率為16Kbps、32Kbps、56K

14、bps。g. 11號(hào) 軟件無(wú)線電解調(diào)設(shè)置該模塊的兩個(gè)參數(shù)，BPSK解調(diào)是否需要逆差分變換和解調(diào)速率。5、 系統(tǒng)升級(jí)此選項(xiàng)用于模塊內(nèi)部程序升級(jí)時(shí)使用。三、注意事項(xiàng)1、實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)要將所需模塊固定在實(shí)驗(yàn)箱上，并確定接觸良好，否則菜單無(wú)法設(shè)置成功。2、信號(hào)源設(shè)置中，模擬信號(hào)源輸出步進(jìn)可調(diào)節(jié)，便于不同頻率變化調(diào)節(jié)。 光源的P-I特性測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解半導(dǎo)體激光器LD的P-I特性。2、掌握光源P-I特性曲線的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)器材1、 主控&信號(hào)源模塊、2號(hào)、25號(hào)模塊 各一塊2、 23號(hào)模塊（光功率計(jì)） 一塊3、 FC/PC型光纖跳線、連接線 若干4、 萬(wàn)用表 一個(gè)三、實(shí)驗(yàn)原理數(shù)字光發(fā)射機(jī)的指標(biāo)包

15、括：半導(dǎo)體光源的P-I特性曲線測(cè)試、消光比（EXT）測(cè)試和平均光功率的測(cè)試。接下來(lái)的三個(gè)實(shí)驗(yàn)我們將對(duì)這三個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。LD半導(dǎo)體激光器P-I曲線示意圖半導(dǎo)體激光器具有高功率密度和極高量子效率的特點(diǎn)，微小的電流變化會(huì)導(dǎo)致光功率輸出變化，是光纖通信中最重要的一種光源，激光二極管可以看作為一種光學(xué)振蕩器，要形成光的振蕩，就必須要有光放大機(jī)制，也即啟動(dòng)介質(zhì)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，而且產(chǎn)生的增益足以抵消所有的損耗。半導(dǎo)體激光器的輸出光功率與驅(qū)動(dòng)電流的關(guān)系如上圖所示，該特性有一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流稱(chēng)為門(mén)限電流（或稱(chēng)閾值電流），用Ith表示。在門(mén)限電流以下，激光器工作于自發(fā)輻射，輸出（熒光）光功率很

16、小，通常小于100pW；在門(mén)限電流以上，激光器工作于受激輻射，輸出激光功率隨電流迅速上升，基本上成直線關(guān)系。激光器的電流與電壓的關(guān)系類(lèi)似于正向二極管的特性。該實(shí)驗(yàn)就是對(duì)該線性關(guān)系進(jìn)行測(cè)量，以驗(yàn)證P-I的線性關(guān)系。P-I特性是選擇半導(dǎo)體激光器的重要依據(jù)。在選擇時(shí)，應(yīng)選閾值電流Ith盡可能小，沒(méi)有扭折點(diǎn)， P-I曲線的斜率適當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體激光器：Ith小，對(duì)應(yīng)P值就小，這樣的激光器工作電流小，工作穩(wěn)定性高，消光比大；沒(méi)有扭折點(diǎn)，不易產(chǎn)生光信號(hào)失真；斜率太小，則要求驅(qū)動(dòng)信號(hào)太大，給驅(qū)動(dòng)電路帶來(lái)麻煩；斜率太大，則會(huì)出現(xiàn)光反射噪聲及使自動(dòng)光功率控制環(huán)路調(diào)整困難。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、關(guān)閉系統(tǒng)電源，按如下說(shuō)明進(jìn)行連

17、線：（1）用連接線將2號(hào)模塊TH7（DoutD）連至25號(hào)光收發(fā)模塊的TH2（數(shù)字輸入），并把2號(hào)模塊的撥碼開(kāi)關(guān)S4設(shè)置為“ON”，使輸入信號(hào)為全1電平。（2）用光纖跳線連接25號(hào)光收發(fā)模塊的光發(fā)輸出端和光收接入端，并將光收發(fā)模塊的功能選擇開(kāi)關(guān)S1打到“光功率計(jì)”。（3）用同軸電纜線將25號(hào)光收發(fā)模塊P4（光探測(cè)器輸出）連至23號(hào)模塊P1（光探測(cè)器輸入）。2、將25號(hào)光收發(fā)模塊開(kāi)關(guān)J1撥為“10”，即無(wú)APC控制狀態(tài)。開(kāi)關(guān)S3撥為“數(shù)字”，即數(shù)字光發(fā)送。3、將25號(hào)光收發(fā)模塊的電位器W4和W2順時(shí)針旋至底，即設(shè)置光發(fā)射機(jī)的輸出光功率為最大狀態(tài)； 4、開(kāi)電，設(shè)置主控模塊菜單，選擇主菜單【光纖通信

18、】【光源的P-I特性測(cè)試】功能。5、用萬(wàn)用表測(cè)量R7兩端的電壓（測(cè)量方法：先將萬(wàn)用表打到直流電壓檔，然后將紅表筆接TP3，黑表筆接TP2）。讀出萬(wàn)用表讀數(shù)U，代入公式I=U/R7，其中R7=33, 讀出光功率計(jì)讀數(shù)P。調(diào)節(jié)功率輸出W4，將測(cè)得的參數(shù)填入下表：P(uW)u(V)I(A)五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制光源P-I特性曲線。光發(fā)射機(jī)消光比測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解數(shù)字光發(fā)射機(jī)的消光比的指標(biāo)要求。2、掌握數(shù)字光發(fā)射機(jī)的消光比的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)器材1、 主控&信號(hào)源模塊、2號(hào)、25號(hào)模塊 各一塊2、 23號(hào)模塊（光功率計(jì)） 一塊3、 FC/PC型光纖跳線、連接線 若干三、實(shí)驗(yàn)原理消光比

19、定義為：。式中P00是光發(fā)射機(jī)輸入全“0”時(shí)輸出的平均光功率即無(wú)輸入信號(hào)時(shí)的輸出光功率。P11是光發(fā)射機(jī)輸入全“1”時(shí)輸出的平均光功率。從激光器的注入電流（I）和輸出功率（P）的關(guān)系，即P-I特性可以清楚地看出消光比的物理概念，如下圖所示。PEXTADPPIN消光比對(duì)靈敏度的影響由圖可知，當(dāng)輸入信號(hào)為“0”時(shí)，光源的輸出光功率為P00，它將由直流偏置電流Ib來(lái)確定。無(wú)信號(hào)時(shí)光源輸出的光功率對(duì)接收機(jī)來(lái)說(shuō)是一種噪聲，將降低光接收機(jī)的靈敏度。所以從接收機(jī)角度考慮，希望消光比越小越好。但是，應(yīng)該指出，當(dāng)Ib減小時(shí)，光源的輸出功率將降低，光源的譜線寬度增加，同時(shí)，還會(huì)對(duì)光源的其它特性產(chǎn)生不良影響，因此，

20、必須全面考慮Ib的影響，一般取Ib = (0.70.9)Ith（Ith為激光器的閾值電流）。在此范圍內(nèi)，能比較好地處理消光比與其它指標(biāo)之間的矛盾?？紤]各種因素的影響，一般要求發(fā)送機(jī)的消光比不超過(guò)0.1。在光源為L(zhǎng)ED的條件下，一般不考慮消光比，因?yàn)樗患又绷髌秒娏鱅b ，電信號(hào)直接加到LED上，無(wú)輸入信號(hào)時(shí)的輸出功率為零。因此，只有以LD作光源的光發(fā)射機(jī)才要求測(cè)試消光比。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、關(guān)閉系統(tǒng)電源，按如下說(shuō)明進(jìn)行連線：（1）用連接線將2號(hào)模塊TH7（DoutD）連至25號(hào)光收發(fā)模塊的TH2（數(shù)字輸入）。（2）用光纖跳線連接25號(hào)光收發(fā)模塊的光發(fā)輸出端和光收接入端，并將光收發(fā)模塊的功能選擇開(kāi)

21、關(guān)S1打到“光功率計(jì)”。（3）用同軸電纜線將25號(hào)光收發(fā)模塊P4（光探測(cè)器輸出）連至23號(hào)模塊P1（光探測(cè)器輸入）。2、將25號(hào)光收發(fā)模塊開(kāi)關(guān)J1撥為“10”，即無(wú)APC控制狀態(tài)。開(kāi)關(guān)S3撥為“數(shù)字”，即數(shù)字光發(fā)送。3、將25號(hào)光收發(fā)模塊的電位器W4和W2順時(shí)針旋至底，即設(shè)置光發(fā)射機(jī)的輸出光功率為最大狀態(tài)；4、開(kāi)電，設(shè)置主控模塊菜單，選擇【光功率計(jì)】功能。5、將2號(hào)模塊的撥碼開(kāi)關(guān)S4設(shè)置為“ON”，使輸入信號(hào)為全1電平。測(cè)得此時(shí)光發(fā)端機(jī)輸出的光功率為P11。6、將2號(hào)模塊的撥碼開(kāi)關(guān)S4設(shè)置為“OFF”，使輸入信號(hào)為全0電平。測(cè)得此時(shí)光發(fā)端機(jī)輸出的光功率為P00。7、代入公式，即得光發(fā)射機(jī)消光比

22、。8、調(diào)節(jié)W4，改變各參數(shù)，并將所測(cè)數(shù)據(jù)填入下表。P00(uW)P11(uW)EXT 模擬信號(hào)光纖傳輸系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解模擬信號(hào)（正弦波、三角波、方波等）光纖傳輸系統(tǒng)。二、實(shí)驗(yàn)器材1、 主控&信號(hào)源模塊、25號(hào)模塊 各一塊2、 雙蹤示波器 一臺(tái)3、 FC型光纖跳線、連接線 若干三、實(shí)驗(yàn)原理1、實(shí)驗(yàn)原理框圖模擬信號(hào)光纖傳輸系統(tǒng)2、實(shí)驗(yàn)框圖說(shuō)明主控信號(hào)源模塊可輸出正弦波、三角波、方波等模擬信號(hào)，信號(hào)送入光發(fā)射機(jī)的模擬輸入端，經(jīng)過(guò)光調(diào)制電路轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，完成電光轉(zhuǎn)換；光信號(hào)經(jīng)光纖跳線傳輸后，由接收機(jī)接收，并完成光電轉(zhuǎn)換，輸出原始信號(hào)。注：由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備配置模塊情況不同，光收發(fā)模塊的波長(zhǎng)類(lèi)型有所不

23、同，比如1310nm、1550nm等，需根據(jù)實(shí)際情況確定。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、關(guān)閉系統(tǒng)電源，用光纖跳線連接25號(hào)光收發(fā)模塊的光發(fā)輸出端和光收接入端，并將光收發(fā)模塊的功能選擇開(kāi)關(guān)S1打到“光接收機(jī)”。2、將信號(hào)源&主控模塊的模擬輸出A-out連接到25號(hào)光收發(fā)模塊的模擬信號(hào)輸入端TH1。3、把25號(hào)光收發(fā)模塊的S3設(shè)置為“模擬”。4、將25號(hào)光收發(fā)模塊的W5（接收靈敏度的調(diào)節(jié)旋鈕，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)輸出信號(hào)減?。╉槙r(shí)針旋到最大，適當(dāng)調(diào)節(jié)W6（調(diào)節(jié)電平判決電路的門(mén)限電壓）。5、打開(kāi)系統(tǒng)電源開(kāi)關(guān)及各模塊電源開(kāi)關(guān)。在主控模塊中設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)主菜單【光纖通信】【模擬信號(hào)光纖傳輸系統(tǒng)】6、用示波器觀測(cè)模擬信號(hào)源模塊的

24、A-out，調(diào)節(jié)信號(hào)源模塊的“輸出幅度”旋鈕，使信號(hào)的峰-峰值為2V。7、用示波器觀測(cè)模擬信號(hào)源的A-out和25號(hào)光收發(fā)模塊的TH4，適當(dāng)調(diào)節(jié)W6，使得觀測(cè)到的兩處波形相同。此時(shí)，25號(hào)光收發(fā)模塊無(wú)失真的傳輸模擬信號(hào)。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、分析實(shí)驗(yàn)電路的工作原理，簡(jiǎn)述其工作過(guò)程。2、觀測(cè)并分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。PN序列光纖傳輸系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解PN序列光纖傳輸系統(tǒng)的原理。二、實(shí)驗(yàn)器材1、 主控&信號(hào)源模塊、25號(hào)模塊 各一塊2、 雙蹤示波器 一臺(tái)3、 FC型光纖跳線、連接線 若干三、實(shí)驗(yàn)原理1、實(shí)驗(yàn)原理框圖PN序列光纖傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)框圖2、實(shí)驗(yàn)框圖說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)是了解和驗(yàn)證數(shù)字序列光纖傳輸系統(tǒng)

25、的原理。由主控信號(hào)源模塊提供輸入信號(hào)PN序列，PN序列經(jīng)過(guò)光發(fā)射機(jī)完成電光轉(zhuǎn)換，送入到光纖媒介中傳輸，最后通過(guò)光接收機(jī)完成光電轉(zhuǎn)換以及門(mén)限判決，恢復(fù)出原始碼元信號(hào)。注：由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備配置模塊情況不同，光收發(fā)模塊的波長(zhǎng)類(lèi)型有所不同，比如1310nm、1550nm等，需根據(jù)實(shí)際情況確定。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、關(guān)閉系統(tǒng)電源，用光纖跳線連接25號(hào)光收發(fā)模塊的光發(fā)和光收，并將25號(hào)光收發(fā)模塊的功能選擇開(kāi)關(guān)S1打到“光接收機(jī)”。2、將信號(hào)源&主控模塊的數(shù)字信號(hào)PN15連接到25號(hào)光收發(fā)模塊的數(shù)字信號(hào)輸入端TH2。3、把25號(hào)光收發(fā)模塊的光發(fā)模式選擇S3設(shè)置為“數(shù)字”。4、將25號(hào)光收發(fā)模塊中的光發(fā)模塊的J1第一位

26、撥“ON”（數(shù)字光調(diào)制的通狀態(tài)），第二位撥“OFF”（自動(dòng)光功率控制補(bǔ)償電流的斷狀態(tài)），將W5（接收靈敏度的調(diào)節(jié)旋鈕，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)輸出信號(hào)減?。╉槙r(shí)針旋到最大。5、將輸出光功率旋鈕W4順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到最大。6、打開(kāi)系統(tǒng)電源開(kāi)關(guān)及各模塊電源開(kāi)關(guān)。在主控模塊中設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)主菜單【光纖通信】【PN序列光纖傳輸系統(tǒng)】。用示波器觀測(cè)25號(hào)光收發(fā)模塊的數(shù)字輸入TH2和數(shù)字輸出端TH3，比較二者碼元情況，適當(dāng)調(diào)節(jié)25號(hào)光收發(fā)模塊W6（調(diào)節(jié)電平判決電路的門(mén)限電壓），使兩路波形相同。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、分析實(shí)驗(yàn)電路的工作原理，簡(jiǎn)述其工作過(guò)程。2、觀測(cè)并分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。CMI碼編譯碼及其光纖傳輸系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

27、1、了解和掌握CMI編譯碼原理和用途。2、了解CMI編譯碼光纖傳輸系統(tǒng)的相關(guān)原理。二、實(shí)驗(yàn)器材1、 主控&信號(hào)源模塊、8、25號(hào)模塊 各一塊2、 雙蹤示波器 一臺(tái)3、 FC型光纖跳線、連接線 若干三、實(shí)驗(yàn)原理1、實(shí)驗(yàn)原理框圖實(shí)驗(yàn)原理框圖2、實(shí)驗(yàn)原理說(shuō)明和數(shù)字電纜通信一樣，通常在數(shù)字光纖通信的傳輸通道中，一般不直接傳輸終端機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)，而是經(jīng)過(guò)碼型變換電路，使之變換成為更適合傳輸通道的線路碼型。在數(shù)字電纜通信中, 電纜中傳輸?shù)木€路碼型通常為三電平的“三階高密度雙極性碼”，即HDB3碼，它是一種傳號(hào)以正負(fù)極性交替發(fā)送的碼型。在數(shù)字光纖通信中由于光源不可能發(fā)射負(fù)的光脈沖，因而不能采用HDB3碼，只能采用“0”“1”二電平碼。但簡(jiǎn)單的二電平碼的直流基線會(huì)隨著信息流中“0”“1”的不同的組合情況而隨機(jī)起伏，而直流基線的起伏對(duì)接收端判決不利，因此需要進(jìn)行線路編碼以適應(yīng)光纖線路傳輸?shù)囊蟆＞€路編碼還有另外兩個(gè)作用：一是消除隨機(jī)數(shù)字碼流中的長(zhǎng)連“0”和長(zhǎng)連“1”碼，以便于接收端時(shí)鐘的提取。二是按一定規(guī)則進(jìn)行編碼后，也便于在運(yùn)行中進(jìn)行誤碼監(jiān)測(cè)，以及在中繼器上進(jìn)行誤碼遙測(cè)。本實(shí)驗(yàn)CMI編碼中，碼字“0”由“01”表示，碼字“1”由“00”、“11”交替表示。其變換規(guī)則如表所示：輸入碼字CMI碼模式1模式20010110011CMI碼型變換規(guī)則CMI（Coded Mar