西安交大光纤通信实验.ppt

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,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,P108,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“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“1310nm”、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(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