西安交大光纖通信實(shí)驗(yàn)1ppt課件

1、光纖通信實(shí)驗(yàn)光纖通信實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1：光通信系統(tǒng)信號與功率測量：光通信系統(tǒng)信號與功率測量1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模骸?shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)光纖通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成，學(xué)習(xí)光纖通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成，了解各部分的功能了解各部分的功能學(xué)習(xí)光功率計(jì)的使用，學(xué)習(xí)光功率計(jì)的使用，學(xué)會測量光功率學(xué)會測量光功率;測量實(shí)驗(yàn)板各測試點(diǎn)的信號測量實(shí)驗(yàn)板各測試點(diǎn)的信號.2、實(shí)驗(yàn)所需儀器和配件、實(shí)驗(yàn)所需儀器和配件RZ8644型光纖通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)型光纖通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)字示波器數(shù)字示波器光功率計(jì)光功率計(jì)光纖連線光纖連線信號線連線信號線連線RZ8644型光纖通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電話用戶APCM編譯碼記發(fā)器DTMF檢測電話用戶BPCM編譯碼數(shù)據(jù)發(fā)送單元數(shù)字信號發(fā)生器

2、線路編碼器數(shù)據(jù)復(fù)接數(shù)據(jù)接收單元時鐘提取、再生線路譯碼器數(shù)據(jù)解復(fù)接USB接口RS232串口中央處理器功能擴(kuò)展口模擬信號源LD光端機(jī)工作波長1310nmLD光端機(jī)工作波長1550nm 鍵盤液晶顯示電源模塊1310nm光收發(fā)p201p2021550nm光收發(fā)p203p204TX1310 RX1310 W201 TX1550TR1550W205 譯碼電路平衡P111P115P112 TP106 W901 線路編碼時分復(fù)用復(fù)接時分分接誤碼分析8位數(shù)字信號隨機(jī)信號模擬信號ABPCM編碼譯碼USB接口串口電路P103P101P108P111P109P110P113P114P603P604P801P802P6

3、01P602P803P804P301P701P702P703P704光收發(fā)部分線路編碼部分信號產(chǎn)生部分1310nm光收發(fā)p201p2021550nm光收發(fā)p203p204接口電路A接口電路B話機(jī)A話機(jī)B模擬信號發(fā)生電路線路譯碼電路PCM編碼譯碼PCM編碼譯碼P601 P602 P801P802P603P604P803p804時分復(fù)接時分分接P108P109P110P113P114P101數(shù)據(jù)P102時鐘P115復(fù)幀同步平衡TX1310 RX1310 RS232USB誤碼分析電路自編數(shù)據(jù)模擬信號數(shù)據(jù)信號可編程信號SW101撥碼器W201 線路編碼P103(108)P111P111P115P104

4、時鐘P106數(shù)據(jù)幀信號P112 TP106 W901 P701P702P111 RX TX 光接收輸入光發(fā)射輸出光纖P202TX1310P2011310nm一體化數(shù)字光端機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖電信號輸出電信號輸入W201TX1310RX1310 RX TX 光接收輸入光發(fā)射輸出光纖P204TX1550P203 1550nm一體化數(shù)字光端機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖電信號輸出電信號輸入W205TX1550RX1550U701AT89C51功能菜單選擇液晶、鍵盤及功能控制電路結(jié)構(gòu)示意圖薄膜鍵盤U101數(shù)據(jù)發(fā)送單元U102數(shù)據(jù)接收單元功能片選信號功能片選信號液晶顯示光功率計(jì)ZEROdBm/WdBPowerHOLD菜單操作鍵菜

5、單操作鍵多功能旋鈕多功能旋鈕液晶顯示屏液晶顯示屏USB接口接口模擬信號輸入模擬信號輸入探頭補(bǔ)償信號輸出探頭補(bǔ)償信號輸出外觸發(fā)輸入外觸發(fā)輸入常用菜單常用菜單運(yùn)行控運(yùn)行控制制水平控制水平控制觸發(fā)控制觸發(fā)控制垂直控制垂直控制一、觀察信號波形，測量平均光功率 輸入的數(shù)據(jù)可以是由系統(tǒng)生成的偽隨機(jī)碼，也可以由8位開關(guān)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(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，線路編碼可以采用CMI碼、5B6B，隨機(jī)擾碼等多種碼型。 數(shù)字光纖通信傳輸信道中，對于低速率系統(tǒng)采用CMI(Coded Mark Inversion) 碼,傳號翻轉(zhuǎn)碼，即“1碼交替地用“00和“11表示，而“0碼則固定用“01表示，因

6、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。 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0)11(001010 CMI碼的特點(diǎn)是碼的特點(diǎn)是:（1不出現(xiàn)連續(xù)不出現(xiàn)連續(xù)4個以上的個以上的“0碼或碼或“1”，易于定時提取。，易于定時提取。（2電路簡單，易于實(shí)現(xiàn)。電路簡單，易于實(shí)現(xiàn)。（3)有一定的糾錯能力。當(dāng)編碼規(guī)則被破壞后，即意味著誤有一定的糾錯能力。當(dāng)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。碼產(chǎn)生，便于中繼監(jiān)測。（4)有恒定的直流分量，且低頻分量小，頻帶較寬。有恒定的直流分量，且低頻分量小，頻帶較寬。（5)傳輸速率為編

7、碼前的傳輸速率為編碼前的2倍，適用于低速率的光纖傳輸系倍，適用于低速率的光纖傳輸系統(tǒng)。統(tǒng)。 LD及其驅(qū)動電路PIN及其放大電路信號發(fā)生線路編碼光分路P101P103P201P202TX1310RX1310W201光功率計(jì)LD及其驅(qū)動電路PIN及其放大電路信號發(fā)生線路編碼光分路P101P103P201P202TX1310RX1310W201光功率計(jì) 平均光功率 平均光功率是指給光發(fā)送機(jī)的數(shù)字驅(qū)動電路送入一偽隨機(jī)碼二進(jìn)制序列為測試信號，用光功率計(jì)直接測試光發(fā)端機(jī)的光功率，此數(shù)值即為數(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(jié)果有偏差。 四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟 傳輸信號波形觀察

8、傳輸信號波形觀察 光功率測量光功率測量傳輸信號波形觀察傳輸信號波形觀察1. 用帶用帶FC-FC的單模光纖連接線連接的單模光纖連接線連接1310nm(或或1550nm)光發(fā)射端機(jī)光發(fā)射端機(jī)的輸出接口和的輸出接口和1310nm(或或1550nm)光接收端機(jī)的輸入接口光接收端機(jī)的輸入接口2.打開系統(tǒng)電源，液晶菜單選擇打開系統(tǒng)電源，液晶菜單選擇“碼型變換實(shí)驗(yàn)碼型變換實(shí)驗(yàn)- CMI碼設(shè)置碼設(shè)置” 確認(rèn)，確認(rèn)， 設(shè)置設(shè)置SW101撥碼器撥碼器8比特周期性序列的數(shù)據(jù)，如比特周期性序列的數(shù)據(jù)，如10001000。3. 示波器測試示波器測試P101、P103鉚孔波形，紀(jì)錄波形。鉚孔波形，紀(jì)錄波形。4. 用信號連

9、接線連接用信號連接線連接P103、P201兩鉚孔，示波器兩鉚孔，示波器A通道測試通道測試TX1310測試點(diǎn)，確認(rèn)有相應(yīng)的波形輸出，調(diào)節(jié)測試點(diǎn)，確認(rèn)有相應(yīng)的波形輸出，調(diào)節(jié)W201即改變送入光發(fā)端機(jī)信號即改變送入光發(fā)端機(jī)信號TX1310幅度最大不超過幅度最大不超過5V），記錄信號電平值。），記錄信號電平值。5. 連接連接P202、P111兩鉚孔，將光電轉(zhuǎn)換信號送入數(shù)據(jù)接收單元。示波兩鉚孔，將光電轉(zhuǎn)換信號送入數(shù)據(jù)接收單元。示波器觀測器觀測P202測試點(diǎn)的數(shù)據(jù)是否與發(fā)端的測試點(diǎn)的數(shù)據(jù)是否與發(fā)端的TX1310測試點(diǎn)波形一樣。測試點(diǎn)波形一樣。6. 示波器觀測示波器觀測P115測試點(diǎn)為測試點(diǎn)為CMI譯碼輸出

10、波形是否與發(fā)端的譯碼輸出波形是否與發(fā)端的P101波形波形一樣。一樣。7. SW101撥碼器設(shè)置其它數(shù)字序列組合，對比撥碼器設(shè)置其它數(shù)字序列組合，對比P103編碼輸出波形，編碼輸出波形，分析熟悉分析熟悉CMI編碼規(guī)則。編碼規(guī)則。8.對應(yīng)對應(yīng)P102碼元同步時鐘讀出碼序列，根據(jù)碼元同步時鐘讀出碼序列，根據(jù)CMI編碼規(guī)則，寫出對應(yīng)編碼規(guī)則，寫出對應(yīng)的編碼序列。的編碼序列。9.觀察觀察P103輸出編碼波形，驗(yàn)證序列。輸出編碼波形，驗(yàn)證序列。10.關(guān)機(jī)。拆信號連線。關(guān)機(jī)。拆信號連線。 光功率測量光功率測量1. 用帶用帶FC-FC的單模光纖連接線連接的單模光纖連接線連接1310nm(或或1550nm)光發(fā)

11、射端機(jī)的輸光發(fā)射端機(jī)的輸出接口和光功率計(jì)，如圖出接口和光功率計(jì)，如圖1-4所示；用信號連接線連接所示；用信號連接線連接P101、P201兩鉚孔，兩鉚孔，開機(jī)。液晶菜單選擇開機(jī)。液晶菜單選擇“碼型變換實(shí)驗(yàn)碼型變換實(shí)驗(yàn)- CMI碼設(shè)置碼設(shè)置” 確認(rèn)。確認(rèn)。2. 設(shè)置設(shè)置SW101撥碼器設(shè)置的撥碼器設(shè)置的8比特周期性序列，如比特周期性序列，如10001000。示波器測試。示波器測試P101鉚孔波形，確認(rèn)有相應(yīng)的波形輸出。鉚孔波形，確認(rèn)有相應(yīng)的波形輸出。3.示波器示波器A通道測試通道測試TX1310測試點(diǎn)，調(diào)節(jié)測試點(diǎn)，調(diào)節(jié)W201即改變送入光發(fā)端機(jī)信號即改變送入光發(fā)端機(jī)信號TX1310幅度最大不超過幅

12、度最大不超過5V），記錄信號電平值。即將撥碼器設(shè)置序），記錄信號電平值。即將撥碼器設(shè)置序列電信號送入列電信號送入1310nm光發(fā)端機(jī)，并轉(zhuǎn)換成光信號從光發(fā)端機(jī)，并轉(zhuǎn)換成光信號從TX1310法蘭接口輸出。法蘭接口輸出。4. 調(diào)節(jié)光功率計(jì)工作波長調(diào)節(jié)光功率計(jì)工作波長“1310nm”、單位、單位“mW”，設(shè)置撥碼器，設(shè)置撥碼器SW101為為11111111，讀取此時光功率，讀取此時光功率P1，即為，即為1310nm光發(fā)射端機(jī)在正常工作情況光發(fā)射端機(jī)在正常工作情況下，對于全下，對于全1碼的輸出光功率，記錄碼型和光功率。碼的輸出光功率，記錄碼型和光功率。5. 撥碼器撥碼器SW101設(shè)置為設(shè)置為00000

13、000，W201保持不變，記錄碼型和對應(yīng)的輸保持不變，記錄碼型和對應(yīng)的輸出光功率出光功率P0。6撥碼器撥碼器SW101設(shè)置為設(shè)置為01010101，W201保持不變，記錄碼型和對應(yīng)的輸保持不變，記錄碼型和對應(yīng)的輸出光功率出光功率P2 。7. 關(guān)閉系統(tǒng)電源。關(guān)閉系統(tǒng)電源。實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)要求1、記錄各信號點(diǎn)、記錄各信號點(diǎn)(101,103,202,115)的波形，進(jìn)行比較的波形，進(jìn)行比較;2、分析、分析101, 103端口輸出信號的傳輸速率端口輸出信號的傳輸速率;3、分析、分析000000，01010101，11111111幾種信號結(jié)構(gòu)幾種信號結(jié)構(gòu) 測得的光功率進(jìn)行比較測得的光功率進(jìn)行比較(101-2

14、01,103-201)。 0 1 1 1 0 1 0 01 2 3 4 5 6 7 8原信號數(shù)據(jù)CMI編碼(開場開場)碼型變換實(shí)驗(yàn)確認(rèn)）碼型變換實(shí)驗(yàn)確認(rèn)）- CMI碼設(shè)置確認(rèn)）碼設(shè)置確認(rèn)）二、光纖通信計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸1、通過RS232串口傳輸2、通過USB接口傳輸LD及其驅(qū)動電路P201TX1310W201TX1310單模光纖PIN及其放大電路RX1310P202U703MAX232P703P704DB701計(jì)算機(jī)串口計(jì)算機(jī)串口RS232計(jì)算機(jī)串口通信結(jié)構(gòu)示意圖串口線TTL電平1、通過RS232串口傳輸通過USB和RS232接口轉(zhuǎn)換器LD及其驅(qū)動電路P201TX1310W201TX1310單模光

15、纖PIN及其光接收RX1310P202U702CH372USB701計(jì)算機(jī)USB口U701AT89C51USB數(shù)據(jù)發(fā)P701P702USB數(shù)據(jù)收 菜單片選控制8Bit2、通過USB接口傳輸實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟 通過串口傳輸數(shù)據(jù)通過串口傳輸數(shù)據(jù)1關(guān)閉系統(tǒng)電源，按照圖關(guān)閉系統(tǒng)電源，按照圖16將信號連接線。將信號連接線。 用帶用帶FC-FC的單模光纖連接光發(fā)射端機(jī)的的單模光纖連接光發(fā)射端機(jī)的TX1310法蘭接口和光接收端機(jī)法蘭接口和光接收端機(jī)的的RX1310法蘭接口；用串口線連接計(jì)算機(jī)和光傳輸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；連接法蘭接口；用串口線連接計(jì)算機(jī)和光傳輸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；連接P703和和p201，以及，以及P202和和P7

16、04。 2. 打開系統(tǒng)電源；打開系統(tǒng)電源； 3. 打開計(jì)算機(jī)，運(yùn)行串口通信軟件打開計(jì)算機(jī)，運(yùn)行串口通信軟件“串口調(diào)試精靈串口調(diào)試精靈V1.023.exe”，界面，界面7-8如圖所示；如圖所示； 4在界面上設(shè)置通信端口在界面上設(shè)置通信端口:COM1，波特率：，波特率：9600,打開串口，手動發(fā)送；打開串口，手動發(fā)送； 5在發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)輸入一串?dāng)?shù)字或英文字母，觀察接收數(shù)據(jù)區(qū)接收的數(shù)據(jù)。在發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)輸入一串?dāng)?shù)字或英文字母，觀察接收數(shù)據(jù)區(qū)接收的數(shù)據(jù)。 6斷開光發(fā)送機(jī)輸出和光纖連接，重復(fù)斷開光發(fā)送機(jī)輸出和光纖連接，重復(fù)5；重新連接光發(fā)送機(jī)輸出和光；重新連接光發(fā)送機(jī)輸出和光纖，重復(fù)纖，重復(fù)5。 7. 關(guān)機(jī)。

17、關(guān)機(jī)。通過通過USB接口傳輸圖像數(shù)據(jù)接口傳輸圖像數(shù)據(jù)1同傳輸數(shù)據(jù)步驟同傳輸數(shù)據(jù)步驟1；2.打開系統(tǒng)電源，在液晶菜單選擇打開系統(tǒng)電源，在液晶菜單選擇“光纖傳輸實(shí)驗(yàn)光纖傳輸實(shí)驗(yàn)-USB數(shù)據(jù)的子菜單，確數(shù)據(jù)的子菜單，確認(rèn)；認(rèn)； 3.在在PC機(jī)上運(yùn)行圖像傳輸軟件運(yùn)行文件名為（機(jī)上運(yùn)行圖像傳輸軟件運(yùn)行文件名為（ 子目錄：子目錄：rz8644usb圖像）圖像）-rz44圖像）圖像）; 軟件界面如下圖所示：軟件界面如下圖所示： 點(diǎn)擊點(diǎn)擊“打開圖像文件打開圖像文件”，彈出對話框：，彈出對話框：選擇一幅圖像，如：選擇一幅圖像，如：Couple,然后點(diǎn)擊圖像傳輸。然后點(diǎn)擊圖像傳輸。4.選擇完圖像后點(diǎn)擊圖像傳輸，可以看到發(fā)送圖像區(qū)域開始發(fā)送圖像，接收圖選擇完圖像后點(diǎn)擊圖像傳輸，可以看到發(fā)送圖像區(qū)域開始發(fā)送圖像，接收圖像區(qū)域開始接受圖像。像區(qū)域開始接受圖像。5