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[!--downpath--][2018年最新整理]光纖通訊實驗指導書(含原理)
實驗1電光、光電轉(zhuǎn)換傳輸實驗
一、實驗目的
1.了解本實驗系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)；
2.初步了解完整光通訊的基本組成結(jié)構(gòu)；
3.把握光通訊的通訊原理。
二、實驗儀器
1.光纖通訊實驗箱
2.20M雙蹤示波器
3.FC-FC多模跳線1根
4.訊號連接線2根
三、基本原理
本實驗系統(tǒng)主要由兩大部份組成：電端機部份、光信道部份。電端機又分為聯(lián)通號發(fā)射和聯(lián)通號接收兩子部份物理實驗光纖通信報告，光信道又可分為光發(fā)射端機、光纖、光接收端機三個子部份。實驗系統(tǒng)基本組成結(jié)構(gòu)(光通訊)如右圖所示：
圖1.2.1實驗系統(tǒng)基本組成結(jié)構(gòu)
在本實驗系統(tǒng)中，電發(fā)射部份可以是M序列，可以是各類線路編碼(CMI、5B6B、5B1P等)，也可以是語音編碼訊號或則視頻訊號等，光信道可以是+多模光纖組成，可以是激光/偵測器組成，也可以是+單模光纖(選裝)組成。本實驗系統(tǒng)中提供的光端機是一體化結(jié)構(gòu)，光端機包括光發(fā)射端機TX(集成了調(diào)制電路、自動功率控制電路、激光管、自動濕度控制等)，光接收端機RX(集成了光監(jiān)測器、放大器、均衡和再生電路)。其數(shù)字聯(lián)通號的輸入輸出口，都由銅鉚孔開放下來，可自行聯(lián)接。一體化數(shù)字光端機的結(jié)構(gòu)示意圖如下：
圖1.2.2一體化數(shù)字光端機結(jié)構(gòu)示意圖
四、實驗步驟
1.關(guān)掉系統(tǒng)電源，將光尾纖分別聯(lián)接、兩法蘭插口(選擇工作波長為的光信道)，注意搜集好元件的防塵帽。
2.打開系統(tǒng)電源，液晶菜單選擇“碼型變換實驗—CMI碼PN”。確認，即在P101鉚孔輸出32KHZ的15位m序列。
3.示波器測試P101鉚孔波形，確認有相應的波形輸出。
4.用訊號連接線聯(lián)接P101、P203兩鉚孔，示波器A通道測試測試點，確認有相應的波形輸出，調(diào)節(jié)W205即改變送入光發(fā)端機訊號()幅度，最大不超過5V。正式m序列聯(lián)通號送入光發(fā)端機，并轉(zhuǎn)換成光訊號從法蘭插口輸出。
5.示波器B通道測試光收端機輸出聯(lián)通號的P204試點，看是否有與測試點一樣或類似的訊號波形。
6.按“返回”鍵，選擇“碼型變換實驗—CMI碼設(shè)置”并確認。改變SW101撥碼器設(shè)置(往上為1，往下為0)，以同樣的方式測試，驗證P204和測試點波形是否跟隨變化。
7.輕輕擰下或法蘭插口的光尾纖，觀測P204測試點的示波器B通道是否還有訊號波形？重新接好，此時是否出現(xiàn)訊號波形。
8.以上實驗都是在同一臺實驗箱上自環(huán)測試，假如要求兩實驗箱間進行雙工通訊，怎么設(shè)計聯(lián)接關(guān)系，設(shè)計出實驗方案，并進行實驗。
9.關(guān)掉系統(tǒng)電源，拆除各光元件并套好防塵帽。
注：本實驗也可選擇工作波長為和擴充模塊的光信道。
五、實驗結(jié)果
1.畫出實驗過程中測試波形，標上必要的實驗說明。
2.結(jié)合實驗步驟，表述光通訊的訊號變換、傳輸過程。
3.畫出兩實驗箱間進行雙工通訊的聯(lián)接示意圖，標上必要的實驗說明。
實驗2CMI編譯碼原理及光傳輸實驗
一、實驗目的
1.把握CMI編譯碼規(guī)則。
2.了解CMI編譯碼的性能。
3.了解光纖通訊中CMI的選碼原則。
二、實驗儀器
1.光纖通訊實驗箱
2.20M雙蹤示波器
3.FC-FC多模光尾纖
4.訊號連接線2根
三、基本原理
本實驗系統(tǒng)主要由兩大部份組成：電端機部份、光信道部份。電端機又分為聯(lián)通號發(fā)射和聯(lián)通號接收兩子部份，光信道又可分為光發(fā)射端機、光纖、光接收端機三個子部份。在本實驗中，涉及的電發(fā)射部份有兩個功能模塊：8位的自編數(shù)據(jù)功能和CMI線路編碼功能。涉及的電接收部份就是時鐘提取和再生功能、相應的CMI線路解調(diào)功能。CMI碼光纖通訊基本組成結(jié)構(gòu)如右圖所示：
圖6.1.1CMI碼光纖通訊基本組成結(jié)構(gòu)
下邊對數(shù)字訊號CMI碼編碼解調(diào)進行剖析和討論：
數(shù)字光纖通訊傳輸信道中，對于低速度系統(tǒng)采用CMI(CodedMark)碼,傳號翻轉(zhuǎn)碼物理實驗光纖通信報告，即“1”碼交替地用“00”和“11”表示，而“0”碼則固定用“01”表示，為此在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6.1.2為CMI碼變換規(guī)則示例，這些碼的特征是:
(1)不出現(xiàn)連續(xù)4個以上的“0”碼或“1”，便于定時提取。
(2)電路簡單，便于實現(xiàn)。
(3)有一定的糾錯能力。當編碼規(guī)則被破壞后，即意味著誤碼形成，以便中繼檢測。
(4)有恒定的直流份量，且低頻份量小，頻帶較寬。
(5)傳輸速度為編碼前的2倍，適用于低速度的光纖傳輸系統(tǒng)。
CMI解調(diào)的設(shè)計思路：是采用串并變換電路把串行碼弄成并行碼，即把CMI碼的每一組00、11、或01碼中的奇數(shù)碼