數(shù)字時分復(fù)接系統(tǒng)

1、蘇州大學(xué)電子信息學(xué)院設(shè)計性實驗報告數(shù)字時分復(fù)接系統(tǒng)光通信實驗實驗者姓名：田海鴻合作者姓名：周瑞、周富強專業(yè)：信息工程班級：13信息學(xué)號：1328405027指導(dǎo)老師：高明義實驗日期：2016.5.31目錄一 設(shè)計任務(wù)2二 方案選擇與設(shè)計2三 軟、硬件原理與實現(xiàn)2四 測試要求與設(shè)備5五 結(jié)果記錄與討論 5六 存在問題與改進對策7參考文獻7一、設(shè)計任務(wù)：設(shè)計實驗方案，實現(xiàn)時分復(fù)接后再經(jīng)過波分復(fù)用的本地自環(huán)或雙工異地傳輸（另一個數(shù)據(jù)可以為其他數(shù)據(jù)），畫出實驗結(jié)構(gòu)框圖。二、方案選擇與設(shè)計： 方案：1、 將兩個支路的數(shù)字信號按時分復(fù)用的方式合并成單一的合路數(shù)字信號；2、 將信號分別送入光通信模塊的光信道

2、一1310nm和光信道二1550nm；3、 將兩個光信道中的信號按波分復(fù)用的方式通過合波器合并成單一光路信號；4、 將光信號通過解波器分成兩路送入各自信道的接收端；5、 在接收端將單一合路數(shù)字信號分離成各路信號。三、軟、硬件原理與實現(xiàn)：理論基礎(chǔ)：在數(shù)字通信中，為擴大傳輸容量和提高傳輸效率，通常需要把若干低速的數(shù)據(jù)碼流按一定格式合并為高速數(shù)據(jù)碼流，以滿足上述需要。數(shù)字復(fù)接就是依據(jù)時分復(fù)用基本原理完成數(shù)碼合并的一種技術(shù)。在時分復(fù)用中，把時間劃分為若干時隙，各路信號在時間上占有各自的時隙，即多路信號在不同的時間內(nèi)被傳送，各路信號在時域中互不重疊。把兩個或兩個以上的支路數(shù)字信號按時分復(fù)用方式合并成單一

3、的合路數(shù)字信號的過程稱為數(shù)字復(fù)接，其實現(xiàn)設(shè)備稱為數(shù)字復(fù)接器。在接收端把一路復(fù)合數(shù)字信號分離成各路信號的過程稱為數(shù)字分接，其實現(xiàn)設(shè)備稱為數(shù)字分接器。數(shù)字復(fù)接器 、數(shù)字分接器和傳輸信道共同構(gòu)成數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)。本實驗平臺中，數(shù)據(jù)發(fā)送單元模塊的U101內(nèi)集成了數(shù)字復(fù)接器，數(shù)據(jù)接收單元的U105內(nèi)集成了數(shù)字分接器，連接好光傳輸信道即構(gòu)成了一個完整的數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)。數(shù)字復(fù)接的方法主要有按位復(fù)接、按字復(fù)接和按幀復(fù)接三種；按照復(fù)接時各路信號時鐘的情況，復(fù)接方式可分為同步復(fù)接、異步復(fù)接與準(zhǔn)同步復(fù)接三種。本實驗中選擇了按字復(fù)接的方法和準(zhǔn)同步復(fù)接的方式。本實驗中數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)方框圖，如下圖6.2.1：圖6.2.1數(shù)字復(fù)接

4、系統(tǒng)方框定時單元給設(shè)備提供一個統(tǒng)一的基準(zhǔn)時鐘。碼速調(diào)整單元把速率不同的各支路信號，調(diào)整成與復(fù)接設(shè)備定時完全同步的數(shù)字信號，以便由復(fù)接單元把各支路信號復(fù)接成一個數(shù)字流。本實驗中，碼速調(diào)整單元將PCM1編碼數(shù)據(jù)、PCM2編碼數(shù)據(jù)、PC機數(shù)據(jù)和地址開關(guān)（撥碼器）設(shè)置的8BIT數(shù)據(jù)都調(diào)整成速率為512KHZ的碼元，然后復(fù)接進同一個數(shù)據(jù)碼流中。并在第1路時隙中加入幀同步信號，在第7路時隙中加入的有關(guān)數(shù)據(jù)信息的信令。本實驗中同步復(fù)接的幀結(jié)構(gòu)如圖6.2.2所示。圖 6.2.2 同步復(fù)接的幀結(jié)構(gòu)示意在出廠程序中僅提供了四路數(shù)據(jù)參加復(fù)接，加上同步幀頭，所以還有3路時隙空閑，可供升級。在默認控制下，各路數(shù)據(jù)占據(jù)的

5、時隙位置如下表6.2.1。表6.2.1數(shù)據(jù)類型幀頭PCM1PCM2空置空置8BIT撥碼器信令空置時隙位置第1路第2路第3路第4路第5路第6路第7路第8路數(shù)字分解器由同步、定時、分接和恢復(fù)單元組成。同步單元的功能是從接收信碼中提取與接收信碼同步的碼元時鐘信號。定時單元的功能是通過同步單元提取時鐘信號的推動，產(chǎn)生分接設(shè)備所需要的各定時信號，如幀同步信號、時序信號。分接單元的功能是 把復(fù)接信號實施分離，形成同步支路數(shù)字信號。恢復(fù)電路的功能是把被分離的同步支路數(shù)字信號恢復(fù)成原始的支路信號。一般情況下，幀同步提取有時會出現(xiàn)漏同步和假同步現(xiàn)象。硬件實現(xiàn)：電話A到電話B單工傳輸原理：電話A到電話B雙工雙纖傳

6、輸原理：同步最后，我們設(shè)計電話到電話雙纖單工傳輸方案，這時候必須采用復(fù)用技術(shù)，原理圖如下：收定時發(fā)定時復(fù)接分接復(fù)接調(diào)整 PCM1 PCM1 PCM2 PCM2 信令 信令8BIT 8BIT 待用 光傳輸系統(tǒng)根據(jù)實驗要求將其中的光傳輸系統(tǒng)改變成波分復(fù)用，即將1310nm的光和1550nm的光通過WDM-合波器、可調(diào)光衰減器、WDM-解波器。光傳輸系統(tǒng)框圖如下：RX1310TX13101310nm光發(fā)1310nm光收可調(diào)衰減器解波器合波器RX1550TX15501550nm光收1550nm光發(fā) 四、測試要求與設(shè)備：測試要求：1、 系統(tǒng)開始穩(wěn)定工作時，8BIT發(fā)光二極管正常顯示而且必須與SW101撥

7、碼器設(shè)置同步；2、 電話A（48）呼叫電話B（49），檢驗其通話質(zhì)量，可聽到對方說話的聲音；3、 改變8BIT撥碼器的數(shù)據(jù)組合，則8BIT發(fā)光二極管的顯示狀態(tài)也要發(fā)生相應(yīng)的改變；4、 改變可調(diào)光衰減器，緩緩增加衰減量，檢驗系統(tǒng)是否正常工作。實驗設(shè)備：1.光纖通信實驗箱2.示波器3.FC-FC單模光纖線4.法蘭式可調(diào)衰減器5.光分路器（選配）6.小型電話單機 2部7.鉚孔連接線 若干五、結(jié)果記錄與討論： 1、8BIT發(fā)光二極管顯示與SW101撥碼器設(shè)置同步 由上圖可以知道線路工作正常。2、檢測TP104（幀同步脈沖）與P108（8路復(fù)接后的數(shù)據(jù)） 從上波形圖中我們可以看到，每個幀脈沖的下降沿開始

8、一幀數(shù)據(jù)開始輸出。按照：幀頭，PCM1,PCM2,空，空，開關(guān)量，信令，空的順序輸出。3、將PCM1這根連接線拔去拔去之前：拔去之后：從上圖我們可以看出，有一路數(shù)據(jù)全部變成高電平了。4、電話A（48）呼叫電話（48），檢驗其通話質(zhì)量，可聽到對方說話的聲音，通話質(zhì)量良好。六、存在問題與改進對策：存在的問題：1、 光通信模塊的工作指示LED燈開始時不亮；2、 8BIT發(fā)光二極管顯示與SW101撥碼器設(shè)置未能同步；3、 兩臺實驗相異地通信時，線路連接完好，但是只能一方呼叫，另一方接聽。改進對策：1、 連接光纖頭的時候一定要注意將卡口對準(zhǔn)，不然不工作；2、 仔細檢查線路連接是否正確，是否是線路故障，可先不用光信道傳輸，直接用信號連接線短接復(fù)接、解復(fù)