1、光纤通信实验,实验1：光通信系统信号与功率测量,1、实验目的：,学习光纤通信实验系统的组成，了解各部分的功能学习光功率计的使用，学会测量光功率;测量实验板各测试点的信号.,2、实验所需仪器和配件,RZ8644型光纤通信实验系统数字示波器光功率计,光纤连线信号线连线,RZ8644型光纤通信实验系统,1310nm光收发,p201,p202,1550nm光收发,p203,p204,TX1310,RX1310,W201,TX1550,TR1550,W205,译码电路,均衡,P111,P115,P112,TP106,W901,线路编码,时分复用复接,时分分接,误码分析,8位数字信号,随机信号,模拟信号,
2、A,B,PCM编码译码,USB接口,串口电路,电话,P103,P101,P108,P111,P109,P110,P113,P114,P603,P604,P801,P802,P601,P602,P803,P804,P301,P701,P702,P703,P704,光收发部分,线路编码部分,信号产生部分,1310nm光收发,p201,p202,1550nm光收发,p203,p204,电话接口电路A,电话接口电路B,话机A,话机B,模拟信号发生电路,线路译码电路,PCM编码译码,PCM编码译码,P601,P602,P801,P802,P603,P604,P803,p804,时分复接,时分分接,P10
3、8,P109,P110,P113,P114,P101数据,P102时钟,P115复帧同步,均衡,TX1310,RX1310,RS232,USB,误码分析电路,自编数据,模拟信号,数据信号,可编程信号,SW101拨码器,W201,线路编码,P103(108),P111,P111,P115,P104时钟,P106数据帧信号,P112,TP106,W901,P701,P702,P111,光功率计,ZERO,dBm/W,dB,Power,HOLD,菜单操作键,多功能旋钮,液晶显示屏,USB接口,模拟信号输入,探头补偿信号输出,外触发输入,常用菜单,运行控制,水平控制,触发控制,垂直控制,一、观察信号波
4、形，测量平均光功率,输入的数据可以是由系统生成的伪随机码，也可以由8位开关形成8位的自编数据，也可以由外部输入数据。 在本实验系统中，线路编码可以采用CMI码、5B6B，随机扰码等多种码型。,数字光纤通信传输信道中，对于低速率系统采用CMI(Coded Mark Inversion) 码,传号翻转码，即“1”码交替地用“00”和“11”表示，而“0”码则固定用“01”表示，因此在1个时钟周期内，CMI编码器输入1bit的时间内输出变为2bit。 CMI码属于二电平的不归零（NRZ）的1B2B码型。,0 0 1 0 1 1 1 0 1 0,CMI码的特点是:（1）不出现连续4个以上的“0”码或“
5、1”，易于定时提取。（2）电路简单，易于实现。（3)有一定的纠错能力。当编码规则被破坏后，即意味着误码产生，便于中继监测。（4)有恒定的直流分量，且低频分量小，频带较宽。（5)传输速率为编码前的2倍，适用于低速率的光纤传输系统。,LD及其驱动电路,PIN及其放大电路,信号发生,线路编码,光分路,P101,P103,P201,P202,TX1310,RX1310,W201,光功率计,LD及其驱动电路,PIN及其放大电路,信号发生,线路编码,光分路,P101,P103,P201,P202,TX1310,RX1310,W201,光功率计,平均光功率 平均光功率是指给光发送机的数字驱动电路送入一伪随机
6、码二进制序列为测试信号，用光功率计直接测试光发端机的光功率，此数值即为数字发送单元的平均光功率。平均光功率是在额定电流下测得的，否则结果有偏差。,四、实验步骤,传输信号波形观察,光功率测量,传输信号波形观察1. 用带FC-FC的单模光纤连接线连接1310nm(或1550nm)光发射端机的输出接口和1310nm(或1550nm)光接收端机的输入接口2.打开系统电源，液晶菜单选择“码型变换实验- CMI码设置” 确认， 设置SW101拨码器8比特周期性序列的数据，如10001000。3. 示波器测试P101、P103铆孔波形，纪录波形。4. 用信号连接线连接P103、P201两铆孔，示波器A通道测
7、试TX1310测试点，确认有相应的波形输出，调节W201即改变送入光发端机信号（TX1310）幅度最大（不超过5V），记录信号电平值。5. 连接P202、P111两铆孔，将光电转换信号送入数据接收单元。示波器观测P202测试点的数据是否与发端的TX1310测试点波形一样。6. 示波器观测P115测试点为CMI译码输出波形是否与发端的P101波形一样。7. SW101拨码器设置其它数字序列组合，对比P103编码输出波形，分析熟悉CMI编码规则。8.对应P102码元同步时钟读出码序列，根据CMI编码规则，写出对应的编码序列。9.观察P103输出编码波形，验证序列。10.关机。拆信号连线。,光功率测
8、量1. 用带FC-FC的单模光纤连接线连接1310nm(或1550nm)光发射端机的输出接口和光功率计，如图1-4所示；用信号连接线连接P101、P201两铆孔，开机。液晶菜单选择“码型变换实验- CMI码设置” 确认。2. 设置SW101拨码器设置的8比特周期性序列，如10001000。示波器测试P101铆孔波形，确认有相应的波形输出。3.示波器A通道测试TX1310测试点，调节W201即改变送入光发端机信号（TX1310）幅度最大（不超过5V），记录信号电平值。即将拨码器设置序列电信号送入1310nm光发端机，并转换成光信号从TX1310法兰接口输出。4. 调节光功率计工作波长“1310n
9、m”、单位“mW”，设置拨码器SW101为11111111，读取此时光功率P1，即为1310nm光发射端机在正常工作情况下，对于全1码的输出光功率，记录码型和光功率。5. 拨码器SW101设置为00000000，W201保持不变，记录码型和对应的输出光功率P0。6拨码器SW101设置为01010101，W201保持不变，记录码型和对应的输出光功率P2 。7. 关闭系统电源。,实验要求,1、记录各信号点(101,103,202,115)的波形，进行比较;,2、分析101, 103端口输出信号的传输速率;,3、分析000000，01010101，11111111几种信号结构 测得的光功率进行比较(
10、101-201,103-201)。,0 1 1 1 0 1 0 0,1 2 3 4 5 6 7 8,原信号数据,CMI编码,(开始)码型变换实验（确认）- CMI码设置（确认）,二、光纤通信计算机数据传输,1、通过RS232串口传输,2、通过USB接口传输,LD及其驱动电路,P201,TX1310,W201,TX1310,单模光纤,PIN及其放大电路,RX1310,P202,1、通过RS232串口传输,通过USB和RS232接口转换器,LD及其驱动电路,P201,TX1310,W201,TX1310,单模光纤,PIN及其光接收,RX1310,P202,2、通过USB接口传输,实验步骤 通过串口
11、传输数据1关闭系统电源，按照图16将信号连接线。 用带FC-FC的单模光纤连接光发射端机的TX1310法兰接口和光接收端机的RX1310法兰接口；用串口线连接计算机和光传输实验系统；连接P703和p201，以及P202和P704。 2. 打开系统电源； 3. 打开计算机，运行串口通信软件“串口调试精灵V1.023.exe”，界面7-8如图所示； 4在界面上设置通信端口:COM1，波特率：9600,打开串口，手动发送； 5在发送数据区输入一串数字或英文字母，观察接收数据区接收的数据。 6断开光发送机输出和光纤连接，重复5；重新连接光发送机输出和光纤，重复5。 7. 关机。,通过USB接口传输图像
12、数据1同传输数据步骤1；2.打开系统电源，在液晶菜单选择“光纤传输实验-USB数据”的子菜单，确认； 3.在PC机上运行图像传输软件（运行文件名为（ 子目录：rz8644usb图像）-rz44图像）; 软件界面如下图所示： 点击“打开图像文件”，弹出对话框：选择一幅图像，如：Couple,然后点击图像传输。4.选择完图像后点击图像传输，可以看到发送图像区域开始发送图像，接收图像区域开始接受图像。5.断开光纤，接收图像区域是否还能接收图像。6关闭系统电源，拆除各光器件并套好防尘帽。,五、实验报告要求1.整理并记录上述实验的具体连接方法，画出实验组成框图。2.若在光发射端串入光分路器，是否可以实现一台PC机发送,两台PC机同时接收，整理并记录实验的具体连接方法，画出实验组成框图。,
