光纖課程設(shè)計

實驗1模擬/數(shù)字電話光纖傳輸系統(tǒng)實驗一、實驗?zāi)康牧私怆娫捊涌陔娐方M成；了解電話呼叫接續(xù)過程；掌握電話呼叫時的各種可聞信號音的特征;了解記發(fā)器的工作過程；5.掌握PCM編譯碼原理；6.了解雙光纖全雙工通信的組成結(jié)構(gòu)。二、實驗儀器光纖通信實驗箱20M雙蹤示波器FC-FC單模光跳線 2根小型電話單機 2部鉚孔連接線 若干三、基本原理本實驗系統(tǒng)主要由兩大部分組成：電端機部分、光信道部分。電端機由電話用戶接口電路A、PCM編譯碼A、記發(fā)器電路、PCM編譯碼B、電話用戶接口電路B等組成，光信道為雙光纖通信結(jié)構(gòu)。電話語音信號的光纖傳輸，可以有多種方式，一種是原始語音信號，經(jīng)過光纖直接進(jìn)行傳輸；另一種方式是先把話音信號數(shù)字化，然后再經(jīng)過光纖傳輸，目前使用最多的是PCM編譯碼方式。下面先介紹本實驗平臺上兩路電話電路接口示意圖。P601P602P603用戶A：48 上TP601P601P602P603用戶A：48 上TP601PCM*編碼PCM譯碼P604圖7.1.1電話用戶A、B結(jié)構(gòu)示意圖P802P601用戶圖7.1.1電話用戶A、B結(jié)構(gòu)示意圖P802P601用戶AP804P202圖7.1.2電話用戶A、B模擬光傳輸結(jié)構(gòu)示意圖（A到B單工）P202P201電話用戶接口APCM編譯碼電一光光接收P204光纖光接收1310nmLD+單模PCM編譯碼電話用戶接口APCM編譯碼電一光光接收P204光纖光接收1310nmLD+單模PCM編譯碼光纖光發(fā)射電話用戶接口B1550nmLD+單模P203圖7.1.3數(shù)字電話光纖通信基本組成結(jié)構(gòu)示意圖（一）電話接口電路原理介紹用戶電路也可稱為用戶線接口電路（SubscriberLineInterfaceCircuit—SLIC）。任何交換機都具有用戶線接口電路。根據(jù)用戶電話機的不同類型，用戶線接口電路（SLIC）分為模擬用戶接口電路和數(shù)字用戶接口電路兩種。模擬用戶線接口電路在實現(xiàn)上的最大壓力是應(yīng)能承受饋電、鈴流和外界干擾等高壓大電流的沖擊，過去都是采用晶體管、變壓器(或混合線圈)、繼電器等分立元件構(gòu)成。在實際中，基于實現(xiàn)和應(yīng)用上的考慮，通常將BORSHCT功能中過壓保護由外接元器件完成，編解碼器部分另單成一體，集成為編解碼器(CODEC)，其余功能由集成模擬SLIC完成。在布控交換機中，向用戶饋電，向用戶振鈴等功能都是在繩路中實現(xiàn)的，饋電電壓一般是-60V，用戶的饋電電流一般是20mA?30mA，鈴流是25Hz,90V左右，而在程控交換機中，由于交換網(wǎng)絡(luò)處理的是數(shù)字信息，無法向用戶饋電、振鈴等，所以向用戶饋電、振鈴等任務(wù)就由用戶線接口電路來承擔(dān)完成，再加上其它一些要求，程控交換機中的用戶線接口電路一般要具有B(饋電)，R(振鈴)、S(監(jiān)視)、C(編譯碼)、H(混合)、T(測試)、O(過壓保護)七項功能。圖7.1.4為模擬用戶線接口功能框圖。模擬用戶線接口電路的功能可以歸納為BORSCHT七種功能，具體含義是：饋電(B-Batteryfeeling)向用戶話機送直流電流。通常要求饋電電壓為一48伏或一24伏，環(huán)路電流不小于18mA.過壓保護(O—Overvoltageprotection)防止過壓過流沖擊和損壞電路、設(shè)備。振鈴控制(R—RingingControl)向用戶話機饋送鈴流，通常為25Hz/90Vrms正弦波。監(jiān)視(S-Supervision)監(jiān)視用戶線的狀態(tài)，檢測話機摘機、掛機與撥號脈沖等信號以送往控制網(wǎng)絡(luò)和交換網(wǎng)絡(luò)。編解碼與濾波(C-CODEC/Filter)在數(shù)字交換中，它完成模擬話音與數(shù)字碼間的轉(zhuǎn)換。通常采用PCM編碼器(Coder)與解碼器(Decoder)來完成,，統(tǒng)稱為CODEC。相應(yīng)的防混疊與平滑低通濾波器占有話路(300Hz-3400Hz)帶寬，編碼速率為64kb/s?；旌?H—Hyhird)完成二線與四線的轉(zhuǎn)換功能，即實現(xiàn)模擬二線雙向信號與PCM發(fā)送，接收數(shù)字四線單向信號之間的連接。過去這種功能由混合線圈實現(xiàn)，現(xiàn)在改為集成電路，因此稱為“混合電路”。測試(T—Test)對用戶電路進(jìn)行測試。測試總線振鈴用戶線測試心線 狀態(tài)信號圖7.1.4模擬用戶線接口功能框圖用戶線接口電路：在本實驗系統(tǒng)中，用戶線接口電路選用的是PBL38710。PBL38710是2/4線厚膜混合用戶線接口電路。它包含向用戶話機恒流饋電、向被叫用戶話機饋送鈴流、用戶摘機后自行截除鈴流，摘掛機的檢測及音頻或脈沖信號的識別，用戶線是否有話機的識別，語音信號的2/4線混合轉(zhuǎn)換，外接振鈴繼電器驅(qū)動輸出。PBL38710用戶電路的雙向傳輸衰耗均為-1dB，供電電源為+5V和-5V，PBL38710還將輸入的鈴流信號放大以達(dá)到電話振鈴工作的要求，即達(dá)到+75V的有效值。其各項性能指標(biāo)符合郵電部制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。（1）該電路的基本特性向用戶饋送鈴流向用戶恒流饋電過壓過流保護被叫用戶摘機自截鈴摘掛機檢測和LED顯示音頻或脈沖撥號檢測振鈴繼電器驅(qū)動輸出語音信號的2/4線轉(zhuǎn)換能識別是否有話機無需耦合變壓器（2）用戶線接口電路主要功能圖7.1.5PBL38710內(nèi)部電路方框圖向用戶話機供電，PBL38710可對用戶話機提供恒流饋電，饋電電流由VBAT以及VDD供給。當(dāng)環(huán)路電阻為2KQ時，饋電電流為18mA。具體如下：供電電源VBAT采用-48V；在靜態(tài)情況下（不振鈴、不呼叫），-48V電源通過繼電器靜合接點至話機；在振鈴時，-48V電源通過振鈴支路經(jīng)繼電器動合接點至話機；用戶掛機時，話機叉簧下壓，饋電回路斷開，回路無電流流過；用戶摘機后，話機叉簧上升，接通饋電回路（在振鈴時接通振鈴支路）回路。PBL38710內(nèi)部具有過壓保護的功能，可以抵抗保護TIPRING端口間的瞬時高壓，如結(jié)合外部的熱敏與壓敏電阻保護電路，則可抵抗保護250V左右高壓。振鈴電路可由外部的振鈴繼電器和用戶電路內(nèi)部的繼電器驅(qū)動電路以及鈴流電源向用戶饋送鈴流：當(dāng)繼電器控制端（RC端）輸入高電平，繼電器驅(qū)動輸出端（RD端）輸出高電平，繼電器接通，此時鈴流源通過與振鈴繼電器連接的15端（RV端）經(jīng)TIPRING端口向被叫用戶饋送鈴流。當(dāng)控制端（RC端）輸入低電平或被叫用戶摘機都可截除鈴流。用戶電路內(nèi)部提供一振鈴繼電器感應(yīng)電壓抑制箝位二極管。監(jiān)視用戶線的狀態(tài)變化即檢測摘掛機信號，具體如下：用戶掛機時，用戶狀態(tài)檢測輸出端輸出低電平，以向CPU中央集中控制系統(tǒng)表示用

戶“閑”；用戶摘機時，用戶狀態(tài)檢測輸出端輸出高電平，以向CPU中央集中控制系統(tǒng)表示用戶“忙”;用戶若撥電話號碼為脈沖撥號方式時，該用戶狀態(tài)輸出端應(yīng)能送出撥號數(shù)字脈沖。回路斷開時，送出低電平，回路接通時送出高電平（注：本實驗系統(tǒng)不選用脈沖撥號方式，只采用DTMF雙音多頻撥號方式）；在TIPRING端口間傳輸?shù)恼Z音信號為對地平衡的雙向語音信號，在四線VR端與VX端傳輸?shù)男盘枮槭瞻l(fā)分開的不平衡語音信號。PBL38710可以進(jìn)行TIPRING端口與四線VR端和VX端間語音信號的雙向傳輸和2/4線混合轉(zhuǎn)換。PBL38710可以提供用戶線短路保護：TIP線與RING線間，TIP線與地間，RING線與地間的長時間的短路對器件都不會損壞。PBL38710提供的雙向語音信號的傳輸衰耗均為一40dB。該傳輸衰耗可以通過PBL38710用戶電路的內(nèi)部調(diào)整，也可通過外部電路調(diào)整。PBL38710的四線端口可供語音信號編譯碼器或交換矩陣使用。（二）正常呼叫接續(xù)時傳送信號工作流程圖7.1.6為一次正常呼叫傳送信號流程圖，圖7.1.7是一次正常呼叫狀態(tài)分析圖。冠戶線主叫用戶冠戶線主叫用戶4用戶線.被叫用戶摘機?號碼信號?號碼信號■回鈴音信號振鈴信號.應(yīng)答信號一摘機

通信建立藤機4忙音信號 掛機（先掛方）掛機?掛機信號掛機?掛機信號（用戶線信號）圖7.1.6 一次正常呼叫傳送信號的流程圖當(dāng)主叫用戶電話摘機，話機聽筒傳來撥號音。開始撥號，撥號音斷。撥號完畢，若呼叫存在，話機聽筒傳來回鈴音，被叫用戶話機振鈴，被叫用戶摘機，回鈴音斷；若呼

叫號碼不存在，話機聽筒傳來忙音。在等待撥號、撥號、呼叫等每個狀態(tài)都有計時，若超過規(guī)定時間，則呼叫中斷，話機聽筒傳來忙音，催掛機。通話完畢，一方掛機，另方送忙音。圖7.1.7一次正常呼叫狀態(tài)分析圖方送忙音。圖7.1.7一次正常呼叫狀態(tài)分析圖轉(zhuǎn)空閑狀態(tài)轉(zhuǎn)聽忙音狀態(tài)轉(zhuǎn)通話狀態(tài)轉(zhuǎn)空閑狀態(tài)轉(zhuǎn)聽忙音狀態(tài)主叫空閑狀態(tài)鎖定狀態(tài)（三）各種可聞信號音的特征在用戶話機與交換機之間的用戶線上，要沿兩個方向傳遞語言信息。但是，為了實現(xiàn)一次通話，還必須沿兩個方向傳送所需的控制信號。比如，當(dāng)用戶想要通話時，必須首先向程控機提供一個信號，能讓交換機識別并使之準(zhǔn)備好有關(guān)設(shè)備，此外，還要把指明呼叫的目的地的信號發(fā)往交換機。當(dāng)用戶想要結(jié)束通話時，也必須向電信局交換機提供一個信號，以釋放通話期間所使用的設(shè)備。除了用戶要向交換機傳送信號之外，還需要傳送相反方向的信號，如交換機要向用戶傳送關(guān)于交換機設(shè)備狀況，以及被叫用戶狀態(tài)的信號。由此可見，一個完整電話通信系統(tǒng)，除了交換系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)外，還應(yīng)有信令系統(tǒng)。用戶向電信局交換機發(fā)送的信號有用戶狀態(tài)信號（一般為直流信號）和號碼信號（地址信號）。交換機向用戶發(fā)送的信號有各種可聞信號和振鈴信號（鈴流）兩種。在本實驗系統(tǒng)中，電話呼叫接續(xù)時的各種可聞信號音由CPLD可編程邏輯器件EPM240產(chǎn)生，在記發(fā)器的控制下，將相應(yīng)的信號音送給電話用戶。A.各種可聞信號：一般采用頻率為500Hz的交流信號，例如：撥號音：（Dialtone）連續(xù)發(fā)送的500Hz信號?；剽徱簦海‥chotone）1秒送，4秒斷的5秒斷續(xù)的500Hz信號。忙音：（busytone）0.35秒送，0.35秒斷的0.7秒斷續(xù)的500Hz信號。B.振鈴信號（鈴流）：一般采用頻率為25Hz,幅度為75V+15V的交流電壓，以1秒送，4秒斷的5秒斷續(xù)方式發(fā)送。用戶狀態(tài)信息 程控交換機建丈 各種可聞信號圖7.1.8工作原理框圖記發(fā)器電路是記發(fā)器模塊（CPU主處理器）及外圍電路，主要由CPU芯片U501（AT89C51）、CPLD可編程器件EPM240、鎖存器74HC573等組成，它們在系統(tǒng)軟件的作用下，完成對話機狀態(tài)的監(jiān)視、信號音及鈴流輸出的控制、電話號碼的識別、交換命令發(fā)送等功能。見圖7.1.9，具體敘述如下：用戶狀態(tài)檢測電路：接收各個用戶線接口電路輸出的用戶狀態(tài)檢測信號DETX（X是話路的序號），可以是A、B，例如DETA是電話A話路的用戶狀態(tài)檢測信號（下面文字說明中標(biāo)號的X含義與此處相同），信號直接送入CPU的P1口，以識別主、被叫用戶摘掛機狀態(tài)。信號音控制電路：主要由單片機U501及4066的電子開關(guān)組成，由CPU經(jīng)EPM240口輸出的撥號音控制信號（SELA1）、忙音控制信號（SELA2）、回鈴音控制信號（SELA3）的作用下，分別分時地將上述三種信號通過電子開關(guān)送入主叫用戶的電話收端（聽筒）。鈴流控制電路：由上述的單片機U501、EPM240和用戶線接口芯片PBL38710的有關(guān)電路等組成。自動交換時，在單片機U501控制作用下，EPM240口輸出的振鈴音信號（RING），鈴流音控制信號（CA）送給PBL38710，RING信號由PBL38710提升功率后，使其有效值達(dá)到75V左右，在CA的控制下送往電話機，驅(qū)動振鈴。DTMF接收控制電路：主要由EPM240可編程器件和CPU的中斷端口組成，當(dāng)MT8870收到電話號碼后，便發(fā)出使能信號（12EN或34EN）向CPU（U501芯片）申請中斷，接收電話號碼數(shù)據(jù)（D1?D4）送給CPU（U501）和EPM240進(jìn)行處理。然后，CPU（U501）譯成交換命令（COMM字節(jié)表示）送往交換單元。

圖7.1.9記發(fā)器工作過程示意框圖（四）雙音多頻（DTMF）檢測DTMF接收器包括DTMF分組濾波器和DTMF譯碼器，其基本原理如圖7-1所示。DTMF接收器先經(jīng)高、低群帶通濾器進(jìn)行fL/fH區(qū)分，然后過零檢測、比較，得到相應(yīng)于DTMF的兩路fL、fH信號輸出。該兩路信號經(jīng)譯碼、鎖存、緩沖，恢復(fù)成對應(yīng)于16種DTMF信號音對的4比特二進(jìn)制碼（D1?D4）。圖7.1.10 典型DTMF接收器原理框圖

本實驗系統(tǒng)采用MT8870進(jìn)行號碼檢測的,MT8870的譯碼表見7.1.1所示，圖7.1.10為雙音多頻實驗系統(tǒng)的電原理框圖。其中，數(shù)據(jù)輸出允許端EN和D1?D4見平臺上記發(fā)器模塊的左邊測試過孔。表7.1.1MT8870譯碼表fL(Hz)NO.END 04 D 03 D 02 D 01 69712091HLLLH69713362HLLHL69714773HLLHH77012094HLHLL77013365HLHLH77014776HLHHL85212097HLHHH85213368HHLLL85214779HHLLH94113360HHLHL9411209*HHLHH9411477#HHHLL6971633AHHHLH7701633BHHHHL8521633CHHHHH9411633DHLLLLLZZZZ三、實驗步驟（一） 模擬電話光纖傳輸（單工）關(guān)閉系統(tǒng)電源。按照圖7.1.2所示連接好信號連接線（P601與P201相連，模擬信號的輸出口P205與P804相連），即構(gòu)成電話A到電話B的單工語音信號直接光纖傳輸通道。電話A、B接上電話單機，打開系統(tǒng)電源。K01、K02、K03插上跳線器，K05插入左側(cè)模擬信號輸出。電話A摘機（無需撥號呼叫，可直接語音通信）。電話B摘機，此時，如圖7.1.2，電話A到電話B通，反之不通。感受一下電話語音的傳輸效果。（二） 數(shù)字電話光纖傳輸（雙工）關(guān)閉系統(tǒng)電源，按照圖7.1.1、圖7.1.3將電話單機、信號連接線（P601—P602,P603-P201，P202-P802,P801-P203,P204-P604,P803-P804）、1310nm光發(fā)射端機的TX1310法蘭接口、FC-FC單模尾纖、1310nm光接收端機的RX1310法蘭接口連接好；1550nm光發(fā)射端機與接收端機用FC-FC單模尾纖相連；另外，信號連接線連接P108、P111（否則電話無法撥號呼叫）。注意K01、K02、K03插上跳線器，K05插入右側(cè)數(shù)字信號，收集好器件的防塵帽。打開系統(tǒng)電源，在液晶菜單選擇“光纖傳輸實驗-PCM數(shù)據(jù)”的子菜單，確認(rèn)；電話A、B兩路"PCM編譯碼”正常工作，將語音信號轉(zhuǎn)化為64KHZ的數(shù)字信號輸出。電話A摘機，此時摘機信號DET通知記發(fā)器做好呼叫通話的一切準(zhǔn)備，同時，記發(fā)器給電話A送上撥號音信號，測試TP601點；電話A撥號（如:49），號碼信號（P601）傳送到DTMF接收器進(jìn)行譯碼，同時在撥第一個號碼時就通知記發(fā)器停止送撥號音信號；電話A撥號完畢，記發(fā)器單元給電話A送回鈴音信號（TP601等），同時給被呼叫方送振鈴信號；被叫方電話B摘機，摘機信號DET通知記發(fā)器。此時，電話A的回鈴音和電話B的振鈴信號結(jié)束。7.通話正常進(jìn)行，電話A的語音經(jīng)PCM1編碼，光纖1310nm信道傳輸后送至PCM2譯碼，恢復(fù)的語音信號從電話B聽筒播放出來；電話B的語音經(jīng)PCM2編碼，光纖1550nm信道傳輸后送至PCM1譯碼，恢復(fù)的語音信號從電話A聽筒播放出來。被叫方電話B掛機，通信結(jié)束。掛機信號（DET）通知記發(fā)器單元拆線，電話B空閑，同時給呼叫方電話A送忙音信號（P601）；電話A掛機，掛機信號（DET）通知記發(fā)器單元，電話A現(xiàn)在空閑；一次完整數(shù)字電話光纖傳輸系統(tǒng)過程結(jié)束。認(rèn)真思考整個呼叫的過程，實驗驗證系統(tǒng)是怎樣處理各種突發(fā)現(xiàn)象的。測試實驗過程中的各個測試點，敘述信號變化的過程。關(guān)閉系統(tǒng)電源，拆除各光器件并套好防塵帽。注意：一般情況下，一體化數(shù)字光端機的輸入電平調(diào)節(jié)電位器，都右旋到底。如果配置了波分復(fù)用解復(fù)用器及法蘭1套，自行設(shè)計連接方案，實現(xiàn)兩路電話在光纖上的合波及解波的雙工通信，畫出你的實驗方框圖。五、測量點說明電話用戶A測試點：P601：電話A語音信號發(fā)送連接鉚孔；TP601:電話A接收的語音信號測試點（需撥通電話）；P602：PCM1編碼的模擬信號輸入鉚孔。P603：PCM1編碼數(shù)據(jù)輸出連接鉚孔；P604：PCM1譯碼數(shù)據(jù)輸入連接鉚孔；電話用戶B測試點：TP801、TP802:電話B的模擬用戶線上測試點P801：PCM2編碼數(shù)據(jù)輸出連接鉚孔P802：PCM1譯碼數(shù)據(jù)輸入連接鉚孔；P803：PCM2譯碼恢復(fù)的模擬信號輸出連接鉚孔；P804:電話B接收的語音信號的連接鉚孔；光信道測試點說明：TP201:輸入1310nm光發(fā)射端機的電信號測試點。P201:1310nm光發(fā)射端機的數(shù)字信號輸入連接鉚孔。P202：1310nm光接收端機輸出的數(shù)字信號輸出連接鉚孔。TX1550：輸入1310nm光發(fā)射端機的電信號測試點。P203:1550nm光發(fā)射端機的數(shù)字信號輸入連接鉚孔。P204：1550nm光接收端機輸出的數(shù)字信號輸出連接鉚孔。六、實驗結(jié)果畫出各個實驗連接示意圖，標(biāo)上必要的實驗說明。測試并記錄實驗過程中的各個測試點信號波形，分析信號的變化過程。敘述記發(fā)器單元的工作過程，嘗試畫出其程序流程圖。自行設(shè)計連接方案，實現(xiàn)兩電話語音單光纖的同向和反向本地雙工通信，畫出你的實驗方框圖及使用的器件。實驗2計算機數(shù)據(jù)光纖傳輸系統(tǒng)實驗一、 實驗?zāi)康牧私庥嬎銠C數(shù)據(jù)光傳輸?shù)脑?；掌握計算機數(shù)據(jù)光傳輸?shù)幕窘Y(jié)構(gòu)。二、 實驗儀器光纖通信實驗箱20M雙蹤示波器FC-FC單模尾纖法蘭式可調(diào)衰減器（可選）USB連接線PC機信號連接線2根三、實驗原理方框圖計算機數(shù)據(jù)信號從USB的接口進(jìn)入，送到光發(fā)送端機進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成光信號，光信號經(jīng)光纖信道傳輸再由光接收端機完成光電轉(zhuǎn)換和信號恢復(fù)，再送回PC機上進(jìn)行顯示，其傳輸過程的方框圖如圖7.2.1所示：P204TX1550P204圖7.2.1計算機數(shù)據(jù)的光纖傳輸框圖實驗電路實驗電路中，外接PC機用的USB口為USB701，接口芯片為U702，其型號為CH372。USB模塊接收的PC機數(shù)據(jù)從P701串行送出，發(fā)送至PC機的數(shù)據(jù)由P702輸入。圖7.2.2為計算機光傳輸?shù)墓ぷ髁鞒虉D：USB701USB接口U*USB接口電路USB接口測試發(fā)送數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)P702-P201/P203光發(fā)單元光發(fā)〉端機]

1310/1550數(shù)據(jù)出P202/P204：光收單元光發(fā)USB701USB接口U*USB接口電路USB接口測試發(fā)送數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)P702-P201/P203光發(fā)單元光發(fā)〉端機]

1310/1550數(shù)據(jù)出P202/P204：光收單元光發(fā)端機1310/1550圖7.2.2計算機數(shù)據(jù)光傳輸工作流程圖D.X發(fā)送刷新**CH372/CH375設(shè)備已拔出退出圖7.2.3計算機數(shù)據(jù)傳輸軟件USB372test(VB)界面四、 實驗步驟及注意事項（驅(qū)動程序的安裝，請看附錄）關(guān)閉系統(tǒng)電源，按照圖7.2.2將信號連接線、1550nm光發(fā)射端機的TX1550法蘭接口、FC-FC單模尾纖、1550nm光接收端機的RX1550法蘭接口連接好；如圖7.2.2連接好信號連接線（連接P701、P203；P702、P204）。注意收集好器件的防塵帽。打開系統(tǒng)電源，在液晶菜單選擇“光纖傳輸實驗-USB數(shù)據(jù)”的子菜單，確認(rèn)。將USB線連好。上層軟件將會顯示“設(shè)備已插上”。在PC機上運行本軟件，選擇數(shù)據(jù)長度（不要超過16個），點擊發(fā)送，從PC機上開始往實驗箱上傳數(shù)據(jù)；在接收數(shù)據(jù)框內(nèi)，將會出現(xiàn)相同個數(shù)的數(shù)據(jù)，接收的數(shù)據(jù)為發(fā)送數(shù)據(jù)的取反，即發(fā)送的數(shù)據(jù)與接收的數(shù)據(jù)相加為255。斷開光纖，接收窗口是否還能顯示數(shù)據(jù)。關(guān)閉系統(tǒng)電源，拆除各光器件并套好防塵帽。五、 實驗報告要求整理并記錄上述實驗的具體連接方法，畫出實驗組成框圖。若在光發(fā)射端串入光分路器，是否可以實現(xiàn)一臺PC機發(fā)送，兩臺PC機同時接收，整理并記錄實驗的具體連接方法，畫出實驗組成框圖。有興趣的同學(xué)，可以編寫USB通信的上層軟件，實現(xiàn)通過本光信道進(jìn)行文件的傳輸?shù)墓δ?。實?數(shù)字圖像光纖傳輸系統(tǒng)實驗一、 實驗?zāi)康牧私庥嬎銠C數(shù)字圖像光傳輸?shù)脑恚徽莆沼嬎銠C數(shù)字圖像光傳輸?shù)幕窘Y(jié)構(gòu)。二、 實驗儀器光纖通信實驗箱20M雙蹤示波器FC-FC單模尾纖法蘭式可調(diào)衰減器（可選）USB連接線PC機信號連接線2根三、實驗原理方框圖計算機數(shù)據(jù)信號從USB的接口進(jìn)入，送到光發(fā)送端機進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成光信號，光信號經(jīng)光纖信道傳輸再由光接收端機完成光電轉(zhuǎn)換和信號恢復(fù)，再送回PC機上進(jìn)行顯示，其傳輸過程的方框圖如圖7.3.1所示：圖7.3.1計算機數(shù)字圖像的光纖傳輸框圖

實驗電路實驗電路中，外接PC機用的USB口為USB701，接口芯片為U702，其型號為CH372。USB模塊接收的PC機數(shù)據(jù)從P701串行送出，發(fā)送至PC機的數(shù)據(jù)由P702輸入。圖7.3.2為計算機光傳輸?shù)墓ぷ髁鞒虉D：p陪p陪圖7.3.2計算機數(shù)字圖像光傳輸工作流程圖上層軟件的使用方法：上層軟件如下圖所示點擊“打開圖像文件”，彈出對話框:點擊“打開圖像文件”，彈出對話框:選擇一幅圖像，如：Couple，然后點擊圖像傳輸。四、 實驗步驟及注意事項（驅(qū)動程序的安裝，請看附錄）關(guān)閉系統(tǒng)電源，按照圖7.3.2將信號連接線、1550nm光發(fā)射端機的TX1550法蘭接口、FC-FC單模尾纖、1550nm光接收端機的RX1550法蘭接口連接好；如圖7.3.2連接好信號連接線（連接P701、P203；P702、P204）。注意收集好器件的防塵帽；打開系統(tǒng)電源，在液晶菜單選擇“光纖傳輸實驗-USB數(shù)據(jù)”的子菜單，確認(rèn)；將USB線連好。如果系統(tǒng)工作正常，PC機能檢測到可使用的USB設(shè)備；在PC機上運行圖像傳輸軟件，選擇完圖像后點擊圖像傳輸，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)域開始接收圖像；斷開光纖，接收圖像區(qū)域是否還能正常接收到圖像數(shù)據(jù)；關(guān)閉系統(tǒng)電源，拆除各光器件并套好防塵帽。注：如果圖像傳輸過程中，斷開信道后重新接上，系統(tǒng)需要關(guān)電復(fù)位。五、 實驗報告要求整理并記錄上述實驗的具體連接方法，畫出實驗組成框圖。若在光發(fā)射端串入光分路器，是否可以實現(xiàn)一臺PC機發(fā)送，兩臺PC機同時接收，整理并記錄實驗的具體連接方法，畫出實驗組成框圖。有興趣的同學(xué)，可以編寫USB通信的上層軟件，實現(xiàn)通過本光信道進(jìn)行文件的傳輸?shù)墓δ?。實?數(shù)字時分復(fù)接系統(tǒng)光通信實驗一、 實驗?zāi)康恼莆諗?shù)字時分復(fù)用/解復(fù)用的概念和原理；掌握數(shù)字時分復(fù)接光通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；掌握同步復(fù)接的幀結(jié)構(gòu)。二、 實驗儀器光纖通信實驗箱20M雙蹤示波器FC-FC單模光跳線法蘭式可調(diào)衰減器光分路器6.小型電話單機 2部計算機串口線鉚孔連接線 若干三、 基本原理在數(shù)字通信中，為擴大傳輸容量和提高傳輸效率，通常需要把若干低速的數(shù)據(jù)碼流按一定格式合并為高速數(shù)據(jù)碼流，以滿足上述需要。數(shù)字復(fù)接就是依據(jù)時分復(fù)用基本原理完成數(shù)碼合并的一種技術(shù)。在時分復(fù)用中，把時間劃分為若干時隙，各路信號在時間上占有各自的時隙，即多路信號在不同的時間內(nèi)被傳送，各路信號在時域中互不重疊。把兩個或兩個以上的支路數(shù)字信號按時分復(fù)用方式合并成單一的合路數(shù)字信號的過程稱為數(shù)字復(fù)接，其實現(xiàn)設(shè)備稱為數(shù)字復(fù)接器。在接收端把一路復(fù)合數(shù)字信號分離成各路信號的過程稱為數(shù)字分接，其實現(xiàn)設(shè)備稱為數(shù)字分接器。數(shù)字復(fù)接器、數(shù)字分接器和傳輸信道共同構(gòu)成數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)。本實驗平臺中，數(shù)據(jù)發(fā)送單元模塊的U101內(nèi)集成了數(shù)字復(fù)接器，數(shù)據(jù)接收單元的U105內(nèi)集成了數(shù)字分接器，連接好光傳輸信道即構(gòu)成了一個完整的數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)。數(shù)字復(fù)接的方法主要有按位復(fù)接、按字復(fù)接和按幀復(fù)接三種；按照復(fù)接時各路信號時鐘的情況，復(fù)接方式可分為同步復(fù)接、異步復(fù)接與準(zhǔn)同步復(fù)接三種。本實驗中選擇了按字復(fù)接的方法和準(zhǔn)同步復(fù)接的方式。本實驗中數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)方框圖，如下圖7.4.1：

PCM1PCM2PCM1PCM2PC機8BIT圖7.4.1數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)方框圖定時單元給設(shè)備提供一個統(tǒng)一的基準(zhǔn)時鐘。碼速調(diào)整單元把速率不同的各支路信號，調(diào)整成與復(fù)接設(shè)備定時完全同步的數(shù)字信號，以便由復(fù)接單元把各支路信號復(fù)接成一個數(shù)字流。本實驗中，碼速調(diào)整單元將PCM1編碼數(shù)據(jù)、PCM2編碼數(shù)據(jù)、PC機數(shù)據(jù)和地址開關(guān)（撥碼器）設(shè)置的8BIT數(shù)據(jù)都調(diào)整成速率為512KHZ的碼元，然后復(fù)接進(jìn)同一個數(shù)據(jù)碼流中。并在第1路時隙中加入幀同步信號，在第7路時隙中加入的有關(guān)數(shù)據(jù)信息的信令。本實驗中同步復(fù)接的幀結(jié)構(gòu)如圖7.4.2所示。圖7.4.2圖7.4.2同步復(fù)接的幀結(jié)構(gòu)示意圖在出廠程序中僅提供了四路數(shù)據(jù)參加復(fù)接，加上同步幀頭，所以還有3路時隙空閑，可供升級。在默認(rèn)控制下，各路數(shù)據(jù)占據(jù)的時隙位置如下表7.4.1。表7.4.1金皿Art數(shù)據(jù)類型幀頭PCM1PCM2空置空置8BIT撥碼器信令*PC數(shù)據(jù)*時隙位置第1路第2路第3路第4路第5路第6路第7路第8路數(shù)字分解器由同步、定時、分接和恢復(fù)單元組成。同步單元的功能是從接收信碼中提取與接收信碼同步的碼元時鐘信號。定時單元的功能是通過同步單元提取時鐘信號的推動，產(chǎn)生分接設(shè)備所需要的各定時信號，如幀同步信號、時序信號。分接單元的功能是把復(fù)接信號實施分離，形成同步支路數(shù)字信號?；謴?fù)電路的功能是把被分離的同步支路數(shù)字信號恢復(fù)成原始的支路信號。一般情況下，幀同步提取有時會出現(xiàn)漏同步和假同步現(xiàn)象。圖7.4.3PC機數(shù)據(jù)傳輸軟件界面四、實驗步驟（一）一臺實驗箱上的本地自環(huán)通信關(guān)閉系統(tǒng)電源，按照圖7.4.1將1550nm光發(fā)射端機的TX1550法蘭接口、FC-FC單模尾纖、1550nm光接收端機的RX1550法蘭接口連接好（形成本地自環(huán)通信）。注意收集好器件的防塵帽。實驗箱計算機機接口DB701連接至PC機串口（用鉚孔線分別連接：P703，P702；P701，P704）。電話單機A、電話單機B分別接到用戶A與用戶B電話接口上；各路數(shù)據(jù)復(fù)接的連接：電話A（PCM1）:連接P601、P602；P603、P109；電話B（PCM2）:連接P801、P110；8BIT撥碼器：內(nèi)部讀取。復(fù)接數(shù)據(jù)發(fā)送（經(jīng)1550nm光信道）：連接P108、P203各路數(shù)據(jù)分接的連接：復(fù)接數(shù)據(jù)接收（經(jīng)1550nm光信道）：連接P204、P111電話A（PCM2）:連接P114、P604（交換接收PCM2時隙數(shù)據(jù)）；電話B（PCM1）:連接P113、P802（交換接收PCM1時隙數(shù)據(jù)）；P803、P8048BIT發(fā)光二極管顯示：內(nèi)部讀取，可從其亮滅狀態(tài)驗證解復(fù)是否正確。解復(fù)接提取同步幀頭：P115打開系統(tǒng)電源，在液晶菜單選擇“光纖系統(tǒng)實驗”的子菜單，確認(rèn)；液晶將顯示幀頭、PCM1、PCM2、8BIT等的默認(rèn)復(fù)接時隙，詳細(xì)見表7.4.1。系統(tǒng)開始運作。一旦系統(tǒng)開始穩(wěn)定運作，8BIT發(fā)光二極管正常顯示與SW101撥碼器設(shè)置同步，否則檢查線路故障原因（可先不用光信道傳輸，直接用信號連接線短接復(fù)接解復(fù)接兩測試點P108\P111，逐步檢查驗證）。電話A（48）呼叫電話B（49），檢驗其通話質(zhì)量（只有保證步驟5中信道完好，電話用戶才可撥號呼叫））。改變8BIT撥碼器的數(shù)據(jù)組合，檢驗8BIT發(fā)光二極管的顯示狀態(tài)是否符合撥碼器的數(shù)據(jù)組合。如圖7.4.3所示，在“發(fā)送數(shù)據(jù)”窗口，如果通信信道沒有誤碼，在“接收數(shù)據(jù)”即可收到與“發(fā)送數(shù)據(jù)”窗口中一樣的數(shù)據(jù)。點擊“比較數(shù)據(jù)”按鈕，即可獲得接收數(shù)據(jù)的誤碼個數(shù)等傳輸狀態(tài)報告（同一臺實驗箱自環(huán)傳輸時可用）。對照復(fù)接數(shù)據(jù)的幀同步矩形窄脈沖P115（收端提?。?，觀測復(fù)接數(shù)據(jù)（稍有延時），對照表7.4.1，檢驗各路數(shù)據(jù)的時隙分配情況，記錄復(fù)接波形和數(shù)據(jù)