實驗一光通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸與功率測量

1、實驗一(上) 光通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸與功率測量一、實驗目的了解光通信系統(tǒng)組成；掌握光發(fā)射機輸出功率測量方法。二、實驗儀器光纖通信實驗箱2.20M數(shù)字示波器光功率計(FC-FC單模尾纖)信號連接線三、基本原理實驗系統(tǒng)組成如圖1 1所示。要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)經(jīng)線路編碼，送給光發(fā)送機，轉換為光信 號，經(jīng)光纖傳輸?shù)焦饨邮諜C，經(jīng)光接收機進行光電轉換、放大，取樣、判決和再生恢復成數(shù) 字信號輸出，然后進行線路譯碼。輸入的數(shù)據(jù)可以是由系統(tǒng)生成的偽隨機碼，也可以由8位開關形成8位的自編數(shù)據(jù)，也 可以由外部輸入數(shù)據(jù)。在本實驗系統(tǒng)中，線路編碼可以采用CMI碼、5B6B，隨機擾碼等多種 碼型。圖1 1光纖通信基本組成結構數(shù)字光纖

2、通信傳輸信道中，對于低速率系統(tǒng)采用CMI(Coded Mark Inversion)碼，傳號 翻轉碼，即“ 1”碼交替地用“00”和“ 11 ”表示，而“0”碼則固定用“01”表示，因此在 1個時鐘周期內(nèi)，CMI編碼器輸入1bit的時間內(nèi)輸出變?yōu)?bit。CMI碼屬于二電平的不歸零 (NRZ)的1B2B碼型，圖1 2為CMI碼變換規(guī)則示例，這種碼的特點是：不出現(xiàn)連續(xù)4個以上的“0”碼或“1”，易于定時提取。電路簡單，易于實現(xiàn)。有一定的糾錯能力。當編碼規(guī)則被破壞后，即意味著誤碼產(chǎn)生，便于中繼監(jiān)測。有恒定的直流分量，且低頻分量小，頻帶較寬。傳輸速率為編碼前的2倍，適用于低速率的光纖傳輸系統(tǒng)。CMI

3、譯碼的設計思路：是采用串并變換電路把串行碼變成并行碼，即把CMI碼的每一組00、11、或01碼中的奇數(shù)碼與偶數(shù)碼分離開來，變成奇偶分列的、時序一致的碼序列，再 用判決電路逐一加以比較，判決輸出傳號還是空號，從而解出單極性信碼。0010111010圖12 CMI碼變換規(guī)則示例CMI的連“0”連“ 1”為3,故這種線路碼含有豐富的定時信息，便定時提取。這種碼 都容許進行不中斷業(yè)務的誤碼檢測。系統(tǒng)傳輸信號波形測量結構示意圖如圖1 3所示，光功率測量結構示意圖如圖14 所示。平均光功率平均光功率是指給光發(fā)送機的數(shù)字驅(qū)動電路送入一偽隨機碼二進制序列為測試信號，用 光功率計直接測試光發(fā)端機的光功率，此數(shù)值

4、即為數(shù)字發(fā)送單元的平均光功率。平均光功率 是在額定電流下測得的，否則結果有偏差。實驗測量結構示意圖如圖1 4所示。圖14平均光功率測試結構示意圖四、實驗步驟傳輸信號波形觀察（關閉系統(tǒng)電源）用帶FC-FC的單模光纖連接線連接1310nm（或1550nm）光發(fā)射端機 的輸出接口和1310nm（或1550nm）光接收端機的輸入接口，如圖1-3所示。（注意收集好器件 的防塵帽）打開系統(tǒng)電源，液晶菜單選擇“碼型變換實驗一CMI碼設置”確認，設置SW101 撥碼器8比特周期性序列的數(shù)據(jù)，如100010000示波器測試P101、P103鉚孔波形，紀錄波形。用信號連接線連接P103、P201兩鉚孔，示波器A通

5、道測試TX1310測試點，確認有 相應的波形輸出，調(diào)節(jié)W201即改變送入光發(fā)端機信號（TX1310）幅度最大（不超過5V）， 記錄信號電平值。連接P202、P111兩鉚孔，將光電轉換信號送入數(shù)據(jù)接收單元。示波器觀測P202測 試點的數(shù)據(jù)是否與發(fā)端的TX1310測試點波形一樣。示波器觀測P115測試點為CMI譯碼輸出波形是否與發(fā)端的P101波形一樣。SW101撥碼器設置其它數(shù)字序列組合，對比P103編碼輸出波形，分析熟悉CMI編碼 規(guī)則。按返回鍵，液晶菜單選擇“碼型變換實驗一CMI碼PN”。確認，即在P101鉚孔輸出32KHZ 的15位m序列。對應P102碼元同步時鐘讀出碼序列，根據(jù)CMI編碼規(guī)

6、則，寫出對應的編碼序列。觀察P103輸出編碼波形，驗證序列。關機。拆信號連線。光功率測量用帶FC-FC的單模光纖連接線連接1310nm（或1550nm）光發(fā)射端機的輸出接口和光功 率計，如圖1-4所示；用信號連接線連接P101、P201兩鉚孔，開機。液晶菜單選擇“碼型 變換實驗一CMI碼設置”確認。設置SW101撥碼器設置的8比特周期性序列，如100010000示波器測試P101鉚孔波 形，確認有相應的波形輸出0示波器A通道測試TX1310測試點，調(diào)節(jié)W201即改變送入光發(fā)端機信號（TX1310）幅 度最大（不超過5V），記錄信號電平值。即將撥碼器設置序列電信號送入1310nm光發(fā)端機， 并轉

7、換成光信號從TX1310法蘭接口輸出。調(diào)節(jié)光功率計工作波長“ 1310nm”、單位“mW”，設置撥碼器SW101為11111111，讀 取此時光功率P1，即為1310nm光發(fā)射端機在正常工作情況下，對于全1碼的輸出光功率， 記錄碼型和光功率。撥碼器SW101設置為00000000，W201保持不變，記錄碼型和對應的輸出光功率P0o撥碼器SW101設置為01010101，W201保持不變，記錄碼型和對應的輸出光功率P2 o按返回鍵，液晶菜單選擇“碼型變換實驗一CMI碼PN”。確認，即在P101鉚孔輸出32KHZ 的15位m序列。以同樣的方法測試，記錄碼型、速率和平均光功率值P3o按返回鍵，液晶菜單選擇“光纖測量實驗一平均光發(fā)功率”。確認，即在P103 （P108） 鉚孔輸出1KHZ的31位m序列。以同樣的方法測試，記錄碼型、速率和平均光功率值P4o