光纤通信原理综合实验室建设方案.doc

光纤通信原理综合实验室建设方案一、整体性能指标1该光纤通信原理实验系统采用有机玻璃罩保护，回流贴片焊工艺，采取光电对称结构，将电传输设备与光传输设备分离，再现传输网发展过程。2交直流电源 输入：AC：220V10% 505Hz 输出：DC：5V/1A，12V/0.5A，12V/0.5A，5V/0.5A模拟信号源：基波：产生正弦波，方波，三角波三种波形输出信号频率为1KHz、2KHz。，幅度05V连续可调数字信号源：四路NRZ码输出和PN序列：速率为32 Kbps，64 Kbps，128 Kbps，256 Kbps。PN序列一15位，速率为256 Kbps，PN序列二为7位，速率为32 Kbps，经CMI编码后最高可达4096 Kbps。NRZ码和PN序列均可作为基带信号使用，并为24位数字信号。NRZ码和PN序列均作为基带信号：3具备1310nm、1550nm2个独立的光发、光收单元，能够在1台实验系统里完成WDM实验。4自带标准光功率计与误码测试模块，既方便完成各实验内容又大大节约实验经费。5具有CMI（1B2B）、4BIP、4B1C、5B6B、5B1P、5B1C、HDB3编译码模块和扰码/解扰码模块6采用大规模FPGA平台（电端光端各一片）；可进行无限制二次开发，并提供多媒体教学课件。7包含模拟、数字、计算机数据、图像、语音等信号光纤传输通道。能实现声音图象同步传输，以模拟及数字两种方式完成。8两套实验系统可模拟局间数字电话光纤传输实验，且局间号可在本地进行参数设置。 9新添加了光、电两个全局开关，可在内部自动连线和手动连线间随意选择，简化了02E光纤通信实验系统复杂的综合实验连线过程。10可实现6路计算机数据+2路图像+2路语音以异步复接及WDM的方式进行全双工光纤混合传输。充分体现光纤传输系统的宽带及多媒体传输的特性11良好的电磁兼容性可让实验系统在做高速数字信号和模拟视频信号混合传输时，不产生任何干扰。12采用标准E1接口，既可与程控交换实验系统级联，模拟PSTN网络模型，又可与实际局用交换机的2M中继接口互联，可直接引入电信2M信号，融入国家光纤传输主干网。13丰富了光无源器件认知，并配备多种光缆及剥缆工具，使学生充分了解其内部构造。利用绕模器以达到稳态模分布，可完成在传统实验系统中难以完成的多模光纤衰减测试实验。14实验系统自身可以实现程控交换电话系统架构。15加入了电话拨号功能，可完成呼叫接续全过程的状态显示，更可实时对多种信令信号波形进行观测。二、系统组成u 光功率计及误码测试仪模块：光功率计技术指标参数单位指标探测器类型InGaAs波长范围nm10001700测量波长nm1310、1550测量范围dBm-50+5测量精度5%显示单位dBm/Watt光接口FC型适配器分辨率dB0.01工作温度060储存温度2070尺寸mm320023090误码仪技术指标测试码型： 24-1， 26-1， 28-1， 210-1测试速率： 64K，128K， 256K， 2.048M输出电平： TTL 可扩展成HDB3误码率测试范围： 110-9插入方式： 单个插入显示状态： 误码、失锁、无数据u 光收发模块：1、1310nm光发模块：技术参数：中心波长131020nm；光谱密度5nm；工作电流35mA；输出功率0.20.6mW；光纤特性：单模FC型接口。电路组成：包含模拟光调制和数字光调制两部分。模拟光调制模块包括光电流检测电路；数字光调制模块包括自动功率控制电路（APC）、无光检测电路、光器件寿命检测电路；可调节参数有光发射电流、激光器寿命检测灵敏度、PD增益调节、APC人工偏流调节和输入模拟信号衰减。2、1550nm光发模块：技术参数：中心波长155020nm；光谱密度5nm；工作电流35mA；输出功率0.20.6mW；光纤特性：单模FC型接口。电路组成：包含模拟光调制和数字光调制两部分。模拟光调制模块包括光电流检测电路；数字光调制模块包括自动功率控制电路（APC）、无光检测电路、光器件寿命检测电路；可调节参数有光发射电流、激光器寿命检测灵敏度、PD增益调节、APC人工偏流调节和输入模拟信号衰减。3、1310nm、1550nm光收模块完成光电转换、信号的放大以及将模拟信号转化为数字信号等功能。包含如下模块：光检测电路、二级放大电路、门限判决电路。其中可调节的部分有，接收机的灵敏度和判决门限。光检测器的工作波长是：1100nm1650nm，光检测器的响应时间可以到0.5ns。u 固定速率时分复用/解复用模块：1、数字信号源模块：此模块产生四路码速率为128K的单极性不归零码（NRZ），其中一路作为帧同步码，其他三路为数字信号，每路8位，可通过拨码开关任意改变码型。2、固定速率时分复用模块：此模块将数字信号源模块产生的四路NRZ码复用成一路串行信号，该信号由32位信息码组成，码速率为128K，其中24为数字信息码，另外8位作为帧同步码。3、固定速率时分复用解复用模块：此模块是将固定速率时分复用模块产生的信号分接，还原成与数字信号源相一致的数据信息，并通过发光二极管显示出来。u 变速率时分复用/解复用模块变速率时分复用模块：将四路基群数字信号按位复接成一路高速串行信号。解复用模块：将一路高速串行信号还原成四路基群数字信号。输入信号速率：0128Kbps复用后信号速率：2.048MHz接口码型：NRZ，RS232等对输入的数字信号（码速率2048Kbps）进行HDB3编码、译码，u 2M接口模块2M接口模块主要完成电平变换和电平反变换的功能。电平变换是将两路NRZ码变换成三阶高密度双极性码（HDB3码）。电平反变换是将三阶高密度双极性码（HDB3码）变换成两路NRZ码。u 加扰、解扰模块 加扰模块：将输入的数字信号加扰。解扰模块：将输入的扰码进行解扰。u CMI编译码模块 编码模块：将输入的数字信号进行CMI编码。译码模块：将CMI码进行译码。u PCM编译码模块 此模块采用专用芯片(TP3067)来实现PCM编译码工作。u PCM时分复用及解复用模块 复用模块：将两路PCM编码后的信号复用成一路E1数据。 解复用模块：将输入的E1信号解复用为两路PCM数据。u 模拟信号源模块 含有1K、2K的幅度可调的方波、正弦波、三角波。u 眼图模块 用来观测信号经的眼图。u 电话接口模块 此模块为独立的电话输入接口、输出接口，通过AM79R70接口芯片实现语音的全双工通信、自带馈电电源。u RS232接口模块计算机接口模块一二提供了4个计算机RS232接口。其中OUT表示计算机输出的数据，IN表示输入到计算机的数据。u USB接口模块USB接口模块一、二提供了两个计算机USB接口。u 视频接口模块用来输入模拟的图象信号，然后通过光纤进行传输。u 液晶显示模块光功率计与误码仪数据显示三、实验内容光器件认识实验光纤与光缆*光纤损耗特性测量*光纤活动连接器光耦合器*光隔离器和光环行器*光衰减器*光开关*激光器与光检测器光发射机与光接收机实验光发射机的组成自动温度控制原理自动光功率控制电路无光告警和寿命告警电路光源的P-I特性测试光发射机消光比测试光发射机平均光功率的测试光接收机的组成光接收机主要技术指标测量及眼图观测光纤中继距离估测实验模拟信号光纤传输系统实验模拟信号光纤传输系统电话语音光纤传输系统图像光纤传输系统*数字信号光纤传输系统实验PN序列光纤传输实验CMI编译码原理及CMI码光纤传加扰和解扰原理及扰码光纤传输PCM编译码及数字电话光纤传输局内数字程控交换实验呼叫处理与线路信号传输过程光纤综合传输系统实验波分复用光纤传输系统（WDM）*HDB3编译码原理及实现数字锁相环DPLL原理及实现固定速率时分复用原理及实现解固定速率时分复用原理及实现变速率时分复用原理及实现解变速率时分复用原理及实现2套实验系统局间数字交换光纤传输实验4路数据2路电话光纤传输系统*4路数据3台计算机1路图像/语音全双工光纤综合传输系统*2套实验系统+6台计算机2路图像/语音全双工光纤综合传输系统*二次开发实验pn序列程序设计CMI编译码程序设计5B6B码程序设计4B1P和4B1C程序设计HDB3编译码程序设计扰码、解扰码程序设计数字锁相环（DPLL）程序设计固定速率时分复用程序设计解变速率时分复用程序设计注：除带“*”号实验需配置相应选配附件方可完成外，其他实验标准配置均可完成。四、光纤通信原理综合实验实配置方案1、光纤通信原理实验室标准配置设备名称规格型号数量单价小计备注光纤通信原理综合实验箱LTE-