實驗二十-光纖通信系統(tǒng)的眼圖測試實驗

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實驗二十光纖通信系統(tǒng)的眼圖測試實驗

一、實驗目的1、了解眼圖的形成過程2、掌握光纖通信系統(tǒng)中眼圖的測試方法

二、實驗內(nèi)容1、測量數(shù)字光纖通信系統(tǒng)傳輸各種數(shù)字信號的眼圖2、觀察系統(tǒng)眼圖，并通過眼圖來分析系統(tǒng)的性能

三、預備知識1、了解眼圖的概念，其反映的是什么？

四、實驗儀器1、ZY12OFCom13BG3型光纖通信原理實驗箱2、20MHz雙蹤模擬示波器3、萬用表4、FC/PC-FC/PC單模光跳線5、850nm光發(fā)端機和光收端機（可選）6、ST/PC-ST/PC多模光跳線（可選）7、連接導線

五、實驗原理眼圖是衡量數(shù)字光纖通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸特性的簡單而又有效的方法。眼圖可以在時域中測量，并且可以用示波器直觀的顯示出來。圖20-1是測量眼圖的系統(tǒng)框圖。測量時，將“偽隨機碼發(fā)生器”輸出的偽隨機碼加在被測數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的輸入端，該被測系統(tǒng)的輸出端接至示波器的垂直輸入，用位定時信號（由偽隨機碼發(fā)生器提供）作外同步，在示波器水平輸入用數(shù)據(jù)頻率進行觸發(fā)掃描。這樣，在示波器的屏幕上就可以顯示出被測系統(tǒng)的眼圖。

圖20-1眼圖測試系統(tǒng)框圖

偽隨機脈沖序列是由n比特長，2n種不同組合所構成的序列。例如，由n=2比特長的4

V

VV

T應該等于零。T略。100%

種不同有組合、n=3比特長的8種不同的組合、n=4比特長V

VV

T應該等于零。T略。100%機碼發(fā)生器所規(guī)定的極限值為止，在產(chǎn)生這個極限值以后，數(shù)據(jù)序列就開始重復，但它用作為測試的數(shù)據(jù)信號，則具有隨機性。如圖20-2所示的眼圖，是由3比特長8種組合碼疊加而成，示波器上顯示的眼圖就是這種疊加的結果。

分析眼圖圖形，可以知道被測系統(tǒng)的性能，下面用圖20-3所示的形狀規(guī)則的眼圖進行分析：1、當眼開度V為最大時刻，則是對接收到的信號進行判決的最佳時刻，無碼間干V擾、信號無畸變時的眼開度為100％。2、由于碼間干擾，信號畸變使眼開度減小，眼皮厚度增加，無畸變眼圖的眼皮厚

度應該等于零。T3、系統(tǒng)無畸變眼圖交叉點發(fā)散角應該等于零。b4、系統(tǒng)信道的任何非線性都將使眼圖出現(xiàn)不對稱，無畸變眼圖的正、負極性不對稱度VVVV5、系統(tǒng)的定時抖動（也稱為邊緣抖動或相位失真）是由光收端機的噪聲和光纖中的脈沖失真產(chǎn)生的，如果在“可對信號進行判決的時間間隔T”的正中對信號進行判決，那么在b閾值電平處的失真量ΔT就表示抖動的大小。因此，系統(tǒng)的定時抖動用下式計算：定時抖動＝。Tb

六、實驗注意事項

001110011001010100111001100101010

0

0

1

1

1

1

0

“1”

閾值

“0”

圖20-2眼圖的形成

七、實驗步驟A、1550nm數(shù)字光纖通信系統(tǒng)眼圖測試實驗1、用FC-FC光纖跳線將1550nm光發(fā)端機（1550nmT）與1550nm光收端機（1550nmR）連接起來，組成1550nm數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)。2、按圖20-1連接好示波器與實驗箱，連接導線：PCM編譯碼模塊T661與CPLD下載模

ΔV

塊983連接，T661與示波器外觸發(fā)連接，980與光發(fā)模塊ΔV1連接。3、選擇示波器為外觸發(fā)方式。4、接上交流電源線，先開交流開關，再開直流開關K01，K02，五個發(fā)光二極管全亮。5、接通PCM編譯碼模塊(K60)、CPLD下載模塊（K90）和光發(fā)模塊(K15)的直流電源。6、用示波器觀察并畫出光收端機的眼圖。7、改變輸入時鐘信號頻率，將T661改成T662（1.024M）或數(shù)字信號源模塊中的T502（K511撥上為64K，撥下為256K），觀察光纖傳輸不同頻率時眼圖的形狀及變化。8、依次關閉各直流電源、交流電源，拆除導線，拆除各光學器件，將實驗箱還原。B、850nm和1310nm數(shù)字光纖通信系統(tǒng)眼圖測試實驗根據(jù)1550nm數(shù)字光纖通信系統(tǒng)眼圖實驗步驟，設計并執(zhí)行850nm和1310nm數(shù)字光纖通信系統(tǒng)眼圖測試實驗步驟。Tb

ΔT

V+

V-

最佳判決圖20-3規(guī)則的眼圖八、實驗報告1、記錄，并畫各種頻率下光收端機的眼圖波形。2、求出系統(tǒng)眼圖的眼開度、眼皮厚度、正負極性不對稱度以及系統(tǒng)的定時抖動。3、通過系統(tǒng)