光纤通信实验报告5-CMI码编译码及其光纤传输系统

《光纤通信》实验报告5实验室名称：光纤通信实验室实验日期：2014年12月11日学院信息科学与工程学院专业、班级姓名实验名称CMI码编译码及其光纤传输系统指导教师教师评语教师签名：年月日实验目的：1、了解和掌握CMI编译码原理和用途。2、了解CMI编译码光纤传输系统的相关原理。实验内容：1、用示波器观测信号源模块的PN15和模块8的TH13数据，比较PN序列编码前后的波形有何变化。2、分析实验电路的工作原理，简述其工作过程3、观测并分析实验过程中的实验现象实验器材：1、主控&信号源模块、8、25号模块各一块2、双踪示波器一台3、FC型光纤跳线、连接线若干实验原理：1、实验原理框图实验原理框图2、实验原理说明和数字电缆通信一样，通常在数字光纤通信的传输通道中，一般不直接传输终端机输出的数字信号，而是经过码型变换电路，使之变换成为更适合传输通道的线路码型。在数字电缆通信中,电缆中传输的线路码型通常为三电平的“三阶高密度双极性码”，即HDB3码，它是一种传号以正负极性交替发送的码型。在数字光纤通信中由于光源不可能发射负的光脉冲，因而不能采用HDB3码，只能采用“0”“1”二电平码。但简单的二电平码的直流基线会随着信息流中“0”“1”的不同的组合情况而随机起伏，而直流基线的起伏对接收端判决不利，因此需要进行线路编码以适应光纤线路传输的要求。线路编码还有另外两个作用：一是消除随机数字码流中的长连“0”和长连“1”码，以便于接收端时钟的提取。二是按一定规则进行编码后，也便于在运行中进行误码监测，以及在中继器上进行误码遥测。本实验CMI编码中，码字“0”由“01”表示，码字“1”由“00”、“11”交替表示。其变换规则如表所示CMI码型变换规则CMI（CodedMarkInversion）码是典型的字母型平衡码之一。CMI在ITU-T输入码字CMI码模式1模式200101100118#模块PN15信号源CMI编码TH3编码输入数据TH6编码输出CLKTH1时钟CMI译码TH10译码输入TH13数据TH2光发射机TH3光接收机光纤跳线8#模块25#模块G.703建议中被规定为139264kbit/s（PDH的四次群）和155520kbit/s（SDH的STM-1）的物理/电气界面的码型。CMI由于结构均匀，传输性能好，可以用游动数字和的方法监测误码，因此误码监测性能好。由于它是一种电接口码型，因此有不少139264kbit/s的光纤数字传输系统采用CMI码作为光线路码型。除了上述优点外，它不需要重新变换，就可以直接用四次群复接设备送来的CMI码的电信号去调制光源器件，在接收端把再生还原的CMI码的电信号直接送给四次群复用设备，而无须电接口和线路码型变换/反变换电路。其缺点是码速提高太大，并且传送辅助信息的性能较差。实验步骤：1、关电，按表格所示进行连线。源端口目的端口连线说明信号源：PN15模块8：TH3(编码输入-数据)基带信号输入信号源：CLK模块8：TH4(编码输入-时钟)提供编码位时钟模块8：TH6(编码输出)模块25：TH2(数字输入)信号光纤传输输入模块25：TH3(数字输出)模块8：TH10(译码输入)信号送入译码单元2、用光纤跳线连接光收发模块的光发和光收，并将光收发模块的功能选择开关S1打到“光接收机”。3、把光收发模块的S3设置为“数字”。4、将1310nm光发模块的J1第一位拨“ON”（数字光调制的通状态），第二位拨“OFF”（APC自动光功率控制补偿电流的断状态），将25号光收发模块的W5（接收灵敏度的调节旋钮，逆时针旋转时输出信号减小）顺时针旋到最大。5、将输出光功率旋钮W4顺时针旋转到最大。6、开电，设置主菜单【光纤通信】→【CMI编译码及光纤通信系统】。用示波器观测信号源模块的PN15和模块8的TH13数据，比较PN序列编码前后的波形有何变化。实验过程原始记录（数据、图表、波形等）：（1）、TH6（编码输出）与TH10（译码输入）的波形：（2）、TH3（编码输入数据）与TH6（编码输出）的波形：（3）、TH10（译码输入）与TH13（译码输出数据）波形：（4）、TH3（编码输入数据）与TH13（译码输出数据）波形：实验结果及分析：在实验过程中，由于没有对模块二进行连线接入，故一开始没有开模块二的电源。因此，我们的实验总是出现问题，在老师的指导下，打开模块二的电源后即可以正常开始实验。分析实验电力的工作原理，简述其工作过程。和数字电缆通信一样，通常在数字光纤通信的传输通道中，一般不直接传输终端机输出的数字信号，而是经过码型变换电路，使之变换成为更适合传输通道的线路码型。故与之前的实验3和实验4相比，该实验电路增加了8号模块的CMI编码和CMI译码电路的部分。即在原先实验电路的基础上，通过对输入的电信号进行编码，再传向光发射机，然后再把光接收机输出的电信号通过CMI译码，得到原始传输数据。观测并分析实验过程中的实验现象。通过线路编码，随机数字码流中的长连0和长连1码被消除，便于接收端时钟的提取，也便于误码的检测。实验首先先得到TH6（编码输出）与TH10（译码输入）的波形，通过光纤传输系统的传输，两波形基本吻合一致，无失真。第二步测得了TH3（编码输入数据）与TH6（编码输出）的波形，即将输入的数字信号根据上述CMI码型变换规则进行变换后得到的结果。第三步，得到TH10（译码输入）与TH13（译码输出数据）波形，即将编码后的波形恢复到了原先输入的波形。最后，再测TH3（编码输入数据）与TH13（译码输出数据）波形，通过观测可以发现，两波形失真微小，但是出现了明显的时延现象。