[2018年最新整理]光纤通信实验指导书(含原理).doc

光纤通信实验指南(含原理)

实验1 光转换传输实验

一、实验目的

1.了解本实验系统的基本组成结构；

2.初步了解完整光通信的基本组成结构；

3.掌握光通信的通信原理。

二、实验仪器

1.光纤通信试验箱

2.20M双踪示波器

3.FC-FC单模尾纤 1根

4.信号连接线 2根

三、基本原理

本实验系统主要由两部分组成：终端部分和光信道部分。终端机分为电信号发射和电信号接收两部分，光信道可分为光发射机、光纤和光接收机。实验系统的基本组成结构（光通信）如下图所示：

图1.2.1 实验系统基本构成结构结构

在本实验系统中，电发射部分可以是M序列，可以是各种线路编码(CMI、5B6B、5B1P等)，也可以是语音编码信号或视频信号，光信道可以是1550nmLD 单模光纤可由1310组成nm由激光/探测器或850组成nmLED 由多模光纤(选择)组成。本实验系统提供的1550nmLD光端机是一种集成结构，包括光发射机TX光接收端机(集成调制电路、自动功率控制电路、激光管、自动温度控制等。RX(集成光检测器、放大器、平衡和再生电路)。数字电信号的输入输出口由铜铆孔打开，可自行连接。集成数字光端机的结构示意图如下：

图1.2.2 集成数字光端机结构示意图

四、实验步骤

1. 关闭系统电源，将光跳线分别连接TX1550、RX1550两个法兰接口(工作波长为1550nm注意收集设备的防尘帽。

2. 打开系统电源，液晶菜单选择码变换实验—CMI码PN.确认，即在P101铆孔输出32KHZ15位m序列。

3. 示波器测试P101铆孔波形，确认。

4. 连接信号连接线P101、P示波器A通道试验203两铆孔TX1550测试点，确认相应的波形输出，调整W205将改变送入光发端的信号(TX1550)幅度最大不超过5V。即将m序列电信号送入1550nm光发端转换成光信号TX输出1550法兰接口。

5.测试光收端输出电信号的示波器B通道P204试点，看是否有，TX1550测试点相同或类似的信号波形。

6.按返回键选择码型变换实验—CMI并确认代码设置。SW101拨码器设置(向上1，向下0)，以同样的方式进行测试和验证P204和TX1550测试点波形是否随之变化。

7.轻轻拧下TX1550或RX观察1550法兰接口的光跳线P204试验点示波器B通道是否有信号波形？重新连接，此时是否有信号波形。

8.以上实验均在同一实验箱上进行自环测试。如果需要两个实验箱之间的双工通信，如何设计连接关系，设计实验方案和实验。

9.关闭系统电源，拆除各光器件，盖上防尘帽。

注：本实验也可选择工作波长为1310nm和扩展模块的光信道。

五、实验结果

1.在实验过程中绘制波形，并标记必要的实验说明。

2.结合实验步骤，描述光通信的信号变换和传输过程。

3.绘制两个实验箱之间的双工通信连接示意图，并标记必要的实验说明。

实验2 CMI编码原理及光传输实验

一、实验目的

1.掌握CMI编码规则。

2.了解CMI编码性能。

3.了解光纤通信CMI选码原则。

二、实验仪器

1.光纤通信试验箱

2.20M双踪示波器

3.FC-FC单模光跳线

4.信号连接线 2根

三、基本原理

本实验系统主要由电端机和光信道两部分组成。电终端分为电信号发射和电信号接收两部分，光信道可分为光发射机、光纤和光接收机。本实验涉及两个功能模块： 8位自编数据功能及CMI线路编码功能。涉及的电接收部分是时钟提取和再生功能CMI线路译码功能。CMI代码光纤通信的基本组成结构如下图所示：

图6.1.1 CMI码光纤通信基本构成结构

以下是数字信号CMI分析讨论代码编码译码：

在数字光纤通信传输信道中，采用低速系统CMI(Coded Mark Inversion) 码，传号翻转码，即1码交替用00和11表示，而0码固定用01表示，所以在一个时钟周期内，CMI编码器输入1bit输出在时间内变为2bit。CMI代码属于二电平，不归零(NRZ)的1B2B码型，图6.1.2 为CMI该代码的特点是：

(1)连续4个以上没有0码或1，容易定期提取。

(2)电路简单，易于实现。

(3) 有一定的纠错能力。当编码规则被破坏时，意味着误码产生，便于中继监控。

(4) 直流分量恒定，低频分量小，频带宽。

(5) 编码前传输速率为2倍，适用于低速光纤传输系统。

CMI译码的设计思路:串行码通过串行和变换电路变成并行码，即CMI每组00、11或01码中的奇数码