光纤通信实训报告new

1、光纤通信技术实训报告专 业： 班 级： 姓 名： 指导教师： 年 月 日目 录第一章 引 言页码第二章 实训内容 页码2.1 实验一：语音信号光纤传输实验页码2.2 实验二：模拟电话光纤传输系统实验页码2.3 实验三：数字信号光纤传输实验页码2.4 实验四：模拟信号光纤传输实验页码2.5 实验五：数字电话光纤传输系统实验页码2.6 实验六：数字光纤通信系统接口码型变换实验页码2.7 实验七：数字光纤通信系统综合实验页码2.8 实验八：SDH传输网实训页码第三章 实训总结页码参考文献第一章 引 言光通信实训 是通信工程专业本科教学中的一门实践环节课。通过实践学习有关光通信的知识，增强实践经验以补

2、充课堂教学的不足；使学生掌握光纤通信原理的基础上，掌握光传输设备的使用和维护技能，为学生从事光纤通信技术工作提供帮助，为学生进入工作岗位打下良好的基础。以通信基础知识、数字通信原理基础知识、通信工程安装工艺方面的基础知识、计算机的网络基础知识、通信网络组网优化等知识, 蕴含在通信实训的教学设备之中, 设计规划实训基地应该对学生的知识应用要求有所渗透和表现。这些内容对通信技术专业知识要求应该是必备的。在光通信实训中渗透专业基础知识, 在动手中增强学生的实践能力, 在实训中提高学生的专业知识和逻辑思维。通过光通信实训，掌握光纤通信实验箱和华为光传输设备的基本工作原理；掌握EBRIDGE平台的使用方

3、法；培养分析、解决问题的能力；提高工程实践能力；深化理论知识，增强理论联系实际的能力，同时获得从事专业实际工作和进行科学研究的初步能力。通过传输网实训，掌握SDH基本网络结构、SDH环自愈环网以及SDH链的工作原理，包括正常和故障两种情况；掌握华为光传输设备结构及工作原理；掌握EBRIDGE平台的使用和业务配置操作过程；利用EBRIDGE平台完成SDH环的配置，具有自愈功能，并完成各相邻节点之间1个2M业务的；对系统进行调试并分析实验结果。第二章实训内容2.1实验一：语音信号光纤传输实验一、实验目的1、了解模拟信号光纤系统的通信原理2、了解完整的模拟信号光纤通信系统的基本结构3、熟悉语音信号处

4、理模块二、实验内容1、各种模拟信号LD模拟调制：语音信号（外输入语音信号）三、实验仪器1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱 1台2、20MHz双踪模拟示波器1台3、万用表1台4、FC/PC-FC/PC单模光跳线 1根5、音频线（可选）1根6、语音信号、外输入语音信号源（可选收音机，手机，PC机等）1套7、连接导线 8根四、实验原理语音信号光纤传输系统主要有以下几部分组成，如图3-1所以：图11 语音信号光纤传输系统框图五、注意事项1、光源、光跳线等光学仪器件的插头属易损件，应轻拿轻放，使用时切忌用力过大。2、不可带电拔插光电器件，要拔插光电器件，须先关闭电源后进行。六、实验步骤

5、1、连接导线：将T251与T261相连接，测试是否有语音信号，如果有，再将T251与T111连接，T121与T261连接。2、用FC-FC光纤跳线将1310nm光发端机（1310nmT）与1310nm光收端机（1310nmR）连接起来。3、将拨码开关BM1、BM2和BM3分别拨到模拟、1310nm和1310nm档。K121拨下。4、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K01，K02，五个发光二极管全亮。5、打开语音信号处理模块电源开关，调节音量（W261），判断光纤传输音乐信号效果（用示波器观察各测试点波形）。6、用万用表监控R110两端电压（红表笔插T103，黑表笔插T104），调节半

6、导体激光 器驱动电流（W112），使之小于25mA。七、实验总结2.2 实验二：模拟电话光纤传输系统实验一、实验目的1、了解电话及语音信号通过光纤传输的全过程2、掌握模拟电话光纤传输的工作原理二、实验内容1、模拟电话光纤传输系统实验三、实验仪器1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱1台2、20MHz双踪模拟示波器1台3、FC/PC-FC/PC单模光跳线1根4、电话机2部5、万用表1台6、连接导线 8根四、实验原理对于局间通信来说，电话语音通信具有举足轻重的作用。以电话通信网络为载体，各种模拟（或数字）信号的传输系统已经商业化。如电话、传真、拨号网络通信等业务都是在局间电话网上实现

7、的。 图2-1 电话模拟光纤传输模拟电话光纤传输，即电话用户接口输出的模拟信号直接送入光纤模拟信号传输信道，从而实现两部电话的通话（由于模拟信号无法直接进行时分复用，因此模拟电话光纤传输只能传输一路电话语音信号，另一路电话语音信号直接用连接导线代替光纤），实验方框图如图2-1所示。五、实验步骤1、调节电位器，使1310nm光纤通信系统能够正常传输模拟信号。2、连接导线：电话用户接口模块T401与光发模块T111连接，T412与T121连接， T402与T411连接，并在电话甲、电话乙口分别接上电话机。3、用FC-FC光纤跳线将1310nm光发端机（1310nmT）与1310nm光收端机（131

8、0nmR）连接起来，组成1310nm光纤传输系统。4、将拨码开关BM1、BM2和BM3分别拨到模拟、1310nm和1310nm。5、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K01，K02，五个发光二极管全亮。6、接通电话用户接口模块(K40，K41)、光发模块(K10)的直流电源。7、用万用表监控R110两端电压（红表笔插T103，黑表笔插T104），调节半导体激光器驱动电流（W101），使驱动电流小于25mA。8、用示波器测试话音信号的波形（由于话音信号的波形比较复杂，所以可选用双音多频信号的按键音来观察测试点的波形），并做记录。注释：若模拟电话光纤传输时有噪声，可根据模拟信号光纤传输步骤

9、进行调试，使系统传输2K正弦波，当输出（T121）幅度为1V且无明显失真时即可。9、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还原。六、实验报告1、记录实验过程中各点的波形。2、对实验结果和误差分析正确七、思考题1、能否用一根光纤传输两路模拟信号，如果可以，如何实现？如果不行，说明理由。23实验三：数字信号光纤传输实验一、实验目的1、了解数字信号光纤传输系统的通信原理2、掌握完整数字光纤通信系统的基本结构二、实验内容1、观察各种数字信号在LD（1310nm/1550nm）光纤传输系统中的波形三、实验仪器1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱1台2、20MHz

10、双踪模拟示波器1台3、万用表 1台4、FC/PC-FC/PC单模光跳线1根5、连接导线 8根四、实验原理数字光纤通信近几年来正以惊人的速度向越来越广泛的应用领域和更高级阶段发展。大容量、长距离的数字光纤通信传输系统正在逐步取代传统的电缆传输通信系统，同时，数字光纤长途干线通信正在向标准同步数字系列的方向发展。随着程控数字交换的发展，交换与传输的数字化，又使竖子光纤通信向用户系统发展。数字光纤通信之所以发展得如此迅速，是因为数字光纤通信与传统的电缆传输通信相比具有明显的优势。如传输带宽很宽，通信容量大，中继距离长，保密性很好，投资少，见效快，管理维护方便等许多优点。图3-1 数字光纤通信传输的基

11、本原理图IthIbImIP图3-2 LD P-I特性曲线、调制波形数字光纤通信的基本原理是将数字通信中的数据传输信号首先经过电光变换成光脉冲数字信号，然后通过光纤光缆传输到数字通信的对方，最后再经过光电变换、放大、均衡与定时再生成数据传输信号，这一变换如图3-1所示，图中的光发送机完成电光变换后由光源器件（激光器LD或者发光二极管LED）发射光脉冲信号。光接收机完成光电变换，即由光检测器把光信号变换成电信号！数字信号的光源驱动电路与模拟驱动电路原理有一定的区别。半导体激光器是利用其在有源区中受激发射的器件，只有在工作电流超过阈值电流的情况下，才会输出激光（相干光），因而是有阈值的器件。图3-2

12、为LD的P-I特性曲线及调制波形，图中的为LD的阈值电流。由图可见调制LD光源器件发光必须是直流偏置电流和信号电流（即调制电流）的共同作用。本实验利用光纤对各种数字信号进行传输，以了解和熟悉光纤传输数字信号系统的组成。用双踪示波器观察光发模块与光接收模块各点的波形，并进行比较。数字信号有脉冲信号、NRZ码，CMI码。在电路驱动上，数字驱动电路采用射极耦合驱动电路。所有数字信号先经过电平转换，进行直流偏置后直接幅度调制到激光器中。其驱动电路如图3-4所示。测试端口图3-3 数字信号光纤传输系统组成框图原始信号信号处理单元光发端机光收端机信号处理单元编码译码光纤数字信号光纤传输系统组成框图如图3-

13、3所示，对原始数字信号产生模块的信号进行各种不同方式的编码和译码，然后通过光纤传输，在测试端口观测输出端的信号波形，并且比较发光二极管的数字驱动与半导体激光器数字驱动效果的异同。以下是原理图分析 图3-4 半导体激光器射级耦合数字驱动电路该种驱动电路由双管驱动，名为射极耦合点流开关电路。其开关转换时间短，相对于单管而言响应速度快，应用非常普遍。五、注意事项1、光源、光跳线等光学仪器件的插头属易损件，应轻拿轻放，使用时切忌用力过大。2、不可带电拔插光电器件，要拔插光电器件，须先关闭电源后进行。六、实验步骤LD数字信号调制实验1、用FC-FC光纤跳线将1310nm光发端机（1310nmT）与131

14、0nm光收端机（1310nmR）连接起来，组成1310nm光纤传输系统。2、连接导线：数字信号源T504与光发模块T101连接，将数字信号源模块K511拨到上面。注释：拨上面，则码型速率为64K；拨下面，则码型速率为256K。3、将拨码开关BM1、BM2和BM3分别拨到数字、1310nm和1310nm。4、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K01，K02，五个发光二极管全亮。5、接通数字信号源模块(K50)、光发模块(K10)的直流电源。6、用万用表监控R110两端电压（红表笔插T103，黑表笔插T104），调节半导体激光器驱动电流（W101），使之小于25mA。注释：万用表的读数就是

15、激光器的驱动电流。7、调节电位器W121，使得TP121处波形幅度大于3.5V，用示波器观察TP101，TP102和TP121波形，观察数字信号光纤传输调制过程。8、将数字信号源模块K511拨到下面，观察各点波形变化。注释：拨下面，则码型速率为64K；拨上面，则码型速率为256K。9、改变数字信号源模块拨码开关状态，观察各测试点波形变化。TP101TP102TP121图3-5 以方波为例TP101、TP102、TP121各点的波形10、改用实验箱中其他码型的数字信号进行上述步骤，观察各种码型的波形（PCM编码信号，CMI编码信号，脉冲信号等）。11、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除

16、各光学器件，将实验箱还原。12、可选用1550nm光发射接收机重复以上实验。七、实验报告1、记录并画出LD（1310nm/1550nm）数字信号调制过程中各测试点波形2、对实验结果以及误差的分析正确八、思考题1、画出光纤传输数字信号实验框图，并简述数字信号光纤传输过程。2.4 实验四：模拟信号光纤传输实验一、实验目的1、了解模拟信号光纤系统的通信原理2、了解完整的模拟信号光纤通信系统的基本结构二、实验内容1、各种模拟信号LD模拟调制：三角波，正弦波三、实验仪器1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱 1台2、20MHz双踪模拟示波器1台3、万用表1台4、FC/PC-FC/PC单模光

17、跳线 1根5、连接导线 8根四、实验原理根据系统传输信号不同，光纤通信系统可分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统。由于发光二极管和半导体激光器的输出光功率（对激光器来说，是指阈值电流以上线性部分）基本上与注入电流成正比，而且电流的变化转换为光频调制呈线性，所以可以直接调制。对于半导体激光器和发光二极管来说，具有简单、经济和容易实现等优点。进行发光二极管及半导体激光器调制时采用的就是直接调制。从调制信号的形式来看，光调制可分为模拟信号调制和数字信号调制。模拟信号调制直接用连续的模拟信号（如正弦波等信号）对光源进行调制。连续的模拟信号电流叠加在直流偏置电流上，适当地选择直流偏置电流的大小，可以减

18、小光信号的非线性失真。一般来说，半导体激光器很少用于模拟信号的直接调制，半导体激光器模拟调制要求光源线性度很高。而且要求提高光接收机的信噪比比较高。与发光二极管相比，半导体激光器的V-I线性区较小，直接进行模拟调制难度加大，会产生非线性失真。本实验通过完成各种不同模拟信号的LD光纤传输（如正弦波，三角波，外输入音乐信号），了解模拟信号的调制过程及调制系统组成。模拟信号光纤通信系统组成如图4-1所示。测试端口图4-1 模拟信号光纤传输系统框图模拟信号源信号处理单元光发送器件光接收器件信号处理单元光纤在LD模拟信号调制实验中，采用预失真补偿电路对模拟信号波形进行失真补偿，观察补偿后的传输效果与补偿

19、前的效果。以下是原理图分析：整个驱动电路采用射极跟随器。W111用于调节信号的幅度，W112用于调节驱动电流的大小。下图2-2所示为模拟信号源的电路原理图。其采用集成函数发生器8038来产生正弦波、三角波、方波。具体的芯片资料参见模电书或者相关资料。 W301用于调节恒流源电流输出，W304用于调节频率，W302、W303用于正弦波线性调节，W305、W306、W307用于调节输出波形的幅度。五、注意事项1、光源、光跳线等光学仪器件的插头属易损件，应轻拿轻放，使用时切忌用力过大。2、不可带电拔插光电器件，要拔插光电器件，须先关闭电源后进行。六、实验步骤LD模拟信号调制实验1、连接导线：模拟信号

20、源模块T303与光发模块T111连接。2、用FC-FC光纤跳线将1310nm光发端机（1310nmT）与1310nm光收端机（1310nmR）连接起来。3、将拨码开关BM1、BM2和BM3分别拨到模拟、1310nm和1310nm档。K121拨下。4、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K01，K02，五个发光二极管全亮。5、打开模拟信号源模块(K60)、光发模块(K10)的直流电源。6、调节模拟信号源模块电位器W306，使TP303波形幅度为2V。7、用万用表监控R110两端电压（红表笔插T103，黑表笔插T104），调节半导体激光 器驱动电流（W112），使之小于25mA。R110=1

21、.28、调节电位器W111，W112和W121，使得TP121处波形幅度为1V且无明显失真，用示波器观察TP111，TP112和TP121波形，观察模拟信号光纤传输调制过程。9、根据实验三失真补偿步骤，观察经过失真补偿电路的模拟信号传输。10、将T303换成T302（三角波）或T301（方波），观察各测试点波形效果。11、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还原。TP111TP112TP121图43 以正弦波为例TP111、TP112、TP1221波形注释：正弦波TP303是用方波通过带通滤波生成的，所以TP304的频率必须在2KHz/s左右（可以通过调节W304来

22、实现）。各模拟信号传输前应先将其幅值调到1V左右。如果光纤在传输模拟信号时的波形不理想或接收不到信号，可用下面的方法调试系统。（1）将模拟信号源模块中的TP304与光发模块中的TP111 连接，并接通各直流电源，使各模块工作。（2）将模拟信号源中的三角波（TP101），正弦波（TP102，TP103）的幅值调到VP-P=1V左右。（3）调节W111，使TP112 处波形的幅值VP-P=0.4V左右。（4）调节W121，使TP121的幅值VP-P=1V左右。六、实验报告要求：1、记录并画出各模拟信号的波形，对模拟信号光传输前后的波形进行比较。2、对实验结果以及实验结果的分析正确七、思考题1、根据

23、电路图，分析W111，W112，W121的作用，并用实验验证。2、光纤传输系统能否传输数字信号，为什么？ - 10 - 图4-2 模拟信号源222.5 实验五 ：数字电话光纤传输系统实验一、实验目的1、了解电话及语音信号通过光纤传输的全过程2、掌握数字电话光纤传输的工作原理二、实验内容1、数字电话光纤传输系统实验三、实验仪器1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱1台2、20MHz双踪模拟示波器1台3、FC/PC-FC/PC单模光跳线1根4、电话机2部5、万用表1台6、连接导线 8根四、实验原理对于局间通信来说，电话语音通信具有举足轻重的作用。以电话通信网络为载体，各种模拟（或数字

24、）信号的传输系统已经商业化。如电话、传真、拨号网络通信等业务都是在局间电话网上实现的。图5-1 电话数字光纤传输图5-2 PCM编码帧结构示意图电话语音信号的光纤传输分为两种方式：一种方式为模拟电话光纤传输（实验二已经讲过）、另一种方式为数字电话光纤传输在数字传输系统中，几乎所有业务均以一定的格式出现，因而在信道上对各种业务传输之前要对业务的数据进行包装。信道上对业务数据包装的过程称之为帧组装。不同的系统、信道设备帧组装的格式、过程不一样。时分复用制的数字通信系统，在国际上已逐渐建立起标准并广泛使用。时分复用（TDM）的主要特点是在一个信道上利用不同的时隙来传递各路（语音、数据或图像）不同信号

25、。各路信号独立、互不干扰。实际的电话业务共有32个时隙，其中30个时隙用于话音业务。第一个时隙为定位时隙，用于做帧同步提取用。第二到第十六个时隙传输话音业务，第十七个时隙用于信令信号传输，以实现信令的接续。 在我们的实验箱中，电话用户接口输出的两路模拟信号经过PCM编码以后，利用时分复用的方式，将两路信号数字调制成一路信号，然后送入光发端机中进行光纤传输，光收端机接收的信号通过时分解复用，实现信号的分离，分别送入两个电话用户接口电路中，实现两部电话的全双工通话，其方框图如图6-1所示。在PCM编译码中，帧同步信号为8KHz，一帧信号分为四个时隙，分别为时隙0、时隙1、时隙2和时隙3；时隙0为帧

26、同步信号，其同步码为固定的码流“0 1 1 1 0 0 1 0”，时隙1和时隙2分别为两路电话语音调制数据，时隙3为空时隙，在本实验中没有用到（用低电平表示），TP621为PCM 编码输出测试点，图5-2为PCM编码一帧的结构示意图。五、注意事项1、光源、光跳线等光学仪器件的插头属易损件，应轻拿轻放，使用时切忌用力过大。2、不可带电拔插光电器件，要拔插光电器件，须先关闭电源后进行。六、实验步骤数字电话光纤传输系统实验1、连接导线：电话用户接口模块T401与PCM编译码模块T601连接，T411与T611连接，T412与T603连接，T402与T613连接，T621与T101连接，T631与T1

27、21连接，在电话甲、电话乙口分别接上电话单机。2、将K601，K602，K603拨到上面。注释：拨到上面，则选择本地时钟，若拨到下面，则需外输入时钟。3、用FC-FC光纤跳线将1310nm光发端机（1310nmT）与1310nm光收端机（1310nmR）连接起来，组成1310nm光纤传输系统。4、将拨码开关BM1、BM2和BM3分别拨到数字、1310nm和1310nm。5、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K01，K02，五个发光二极管全亮。6、接通电话用户接口模块(K40，K41)、PCM编译码模块（K60）和光发模块(K10)的直流电源。7、用万用表监控R110两端电压（红表笔插T

28、103，黑表笔插T104），调节半导体激光器驱动电流（W101），使驱动电流小于25mA。8、摘机进行两人通话实验，用示波器测试并比较TP401，TP402，TP411、TP412的波形（可选用双音多频信号的按键音来观察测试点的波形），并做记录。注释：若数字电话光纤传输时有噪声，可根据数字光纤传输步骤进行调试，使系统传输普通伪随机码信号，若输出（T121）与输入波形相同，幅度大于3.5V且无误码即可。9、用示波器观察TP101、T121波形。10、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还原。七、实验报告1、记录实验过程中各点的波形。2、评估数字电话通话的质量。3、对实

29、验结果和误差分析正确思考题答案1、与模拟电话相比，数字电话有哪些优点?2.6 实验六 ：数字光纤通信系统接口码型变换实验一、实验目的1、了解接口码型在光纤传输中的作用2、了解HDB3码编译电路实现原理3、掌握HDB3码的编译码规则及编译码过程二、实验要求1、学习了解HDB3编码规则2、观察接口码型的编译码过程三、实验仪器1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱1台2、20MHz双踪模拟示波器1台3、连接导线 8根四、实验原理 为了适应数字通信和数字光纤通信系统的需要，实际上完整的数字光纤通信系统的组成如图6-1所示，他包括数字通信设备、光发送端机、光接收端机和光纤光缆传输线路（可能

30、含有中继器）。图6-1 数字光纤通信系统的组成框图接口码型变换电路包括输入接口码型变换和输出接口码型变换两部分内容。这种变换电路完全是为了适应数字传输的需要而设置的，接口码型从我国所采用的数字通信标准制式来看有两种，即HDB3码型和CMI码型，这两种接口码型也就是电缆数字通信的线路传输码型。如上图所示，在PCM端机与光发收端机之间，电缆传输的是接口码型；在光发光收之间的光纤链路上传输的是线路码型。信号流程如下：PCM端机编接口码型，送出，在电缆中传输；被光发送端机接受，称输入接口码型，译码成NRZ，编成线路码形送出，在光纤链路中传输；线路码型被光接收端机接受，译码成NRZ码，在编成接口码型送出

31、；称输出接口码型，在电缆中传输，被PCM端机接受，译成NRZ码。本章重点介绍接口码型。输入接口码型变换电路的主要作用如下：1.将从PCM输出经电缆传输后衰减变形的接口码型进行均衡放大。至于在PCM输出至光端机输入之间允许插入的最大电缆损耗，ITU-T对不同的数字系列等级有不同的规定。2.将接口码型一律译码成为NRZ码型。3.适应数字光纤通信系统的需要，具有在输入信号中断的情况下维持其所在数字光纤通信系统正常运行的功能，这主要是在输入接口码型变换电路中提供与输入信号速率相同的备用时钟。在其输入信号中断时，一方面由输入信号中断检出电路发出相应的告警信号，另一方面由这一告警信号同时转换输入接口码型变

32、换电路的输出时钟，维持下游整个数字数字光纤通信系统的正常运行，并控制接口码型译码电路发出AIS信号，即告警只是信号（全“1”码）。这个信号送到本系统对端的光接收端机的输出接口码型变化电路，使其“了解”本系统上游光发送机出现了输入信号中断的故障。输出接口码型变换电路的作用基本上与输入接口码型变换电路的作用成对应关系。读者可自行分析，并查阅相关专业书籍。接口码型从我国所采用的数字通信标准制式来看有两种，即HDB3码型和CMI码型。CMI本身可以作为光纤通信的线路码型使用，将在下一实验中详述，下面将重点讲述HDB3码型。HDB3码是三阶高密度双极性码（High Density Bipolar Cod

33、es）的简称。所谓三阶，即最大允许连“0”数为3个。这种码型ITU-TG.703建议规定作为PCM一次群、二次群和三次群的电线路传输码型。在数字光纤通信系统中，HDB3码就是相应的PCM设备与数字光纤通信设备之间的接口码型。输入接口码型变换电路就是将HDB3码变换为PCM码，此PCM码经过光纤传输后再经输出接口码型变换电路进行码反变换，得到HDB3码。实验系统方框图如6-2。图6-2 HDB3编译码实验框图1、HDB3码有如下特点： 一、HDB3码的功率谱中无直流分量，高低频成分少，定时信息丰富，有利于定时提取；二、HDB3码是伪三进制码，它的状态用B+，B-，和0表示；三、HDB3码的最大连

34、0数等于3； 四、HDB3码中任意两个相邻“V”脉冲（破坏点）之间的传号“B”脉冲数目（不包括“V”脉冲本身）为奇数；五、HDB3码可以利用其破坏点规则检测线路传输中产生的误码。2、HDB3码编码HDB3码的编码规则：二进制中的传号，在HDB3码中编成交替反转码。当二进制信号为全“1”码时，HDB3码与一般的AMI码相同。二进制中的空号，在HDB3码中仍编为空号，但在二进制中出现四空号串，则用以下四连“0”取代节代替，其取代节形式如下：000V或B00V。其中，V为双极性码中极性交替改变法则的破坏点，B为双极性码中极性交替改变法则中的非破坏点，0为双极性码中的0码。 同一个取代节中的“B”，“

35、V”脉冲在HDB3码中的极性相同。HDB3码中相邻字节中的“V”脉冲符合交替反转法则。用取代节中的“B”脉冲来保证HDB3码中任意两个相邻取代节的“V”脉冲之间的脉冲数目为奇数。即从二进制信号进行HDB3码编码的过程中，遇到一个四空号串，准备用取代节代替时，要视相邻前一个取代节中的“V”脉冲至准备代替四空号串的取代节中的“V”脉冲之间已有的脉冲数目，如果为奇数，用000V取代节，若为偶数，则用B00V取代节。 3、HDB3码编码电路根据 HDB3码的编码规则可知HDB3编码电路原理框图如图6-3所示。图中的V脉冲插入与B脉冲形成电路，实际上是一个逻辑电路起了两种作用，即在其输入信号序列中的空号

36、串少于4时，该电路输出为输入信号序列码。如果在输入信号序列中出现空号串等于或大于4时则第4n（n1，2，N）个空号用传号代替，即插入“V”脉冲。而这个“V”脉冲正好在该电路输出4空号串的第一个空号位上，因此它就是准备添补到HDB3码中的“B” 脉冲。然后在已经插入“V”脉冲的信号序列码中按照取代节使用的原则可以决定是否将“B”脉冲添补进去，即决定在4空号串的第一个空号位上决定是加入一个传号还是保持原有的空号，这就是图中脉冲添补电路的作用。最后通过图中的破坏点形成电路和传号交替反转码形成电路输出HDB3码序列。图6-3 HDB3码编码电路原理框图4、HDB3码译码电路HDB3码译码是其编码的反变

37、换，就是将HDB3码还原成二值NRZ码。HDB3码经双单变换后成为两路二值码信号输出，由于HDB3码中破坏点的影响，这两路二值码信号在时间上相互之间不遵循交替出现的规律，即其中一路在另一路为“0”的情况下可能连出两个脉冲信号（非连续出现）的情况。图15-4中“V”脉冲检出就是把两路二值码信号中连出两个脉冲中的第二个脉冲检测出来，这个脉冲就是“V”脉冲。也就是利用这个“V”脉冲从HDB3和-HDB3两路信号的合成输出中对 “B”和“V”扣除以后就还原成NRZ信号。实验中HDB3编译码主要利用CPLD电路实现“V”脉冲和“B”脉冲信号的处理。以观察HDB3编译码过程为主，分析HDB3编码规则。NR

38、Z信号合成电路图6-4 HDB3 码译码电路原理框图B，V脉冲扣除电路-HDB3+HDB3V脉冲检出电路五、注意事项1、光源、光跳线等光学仪器件的插头属易损件，应轻拿轻放，使用时切忌用力过大。2、不可带电拔插光电器件，要拔插光电器件，须先关闭电源后进行。六、实验步骤1、连接导线：数字信号源模块T504与HDB3编译码模块T801连接，T502与T802连接，T803与T851连接，T852与T502连接。2、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K01，K02，五个发光二极管全亮。3、接通数字信号源模块(K50)、HDB3编译码模块(K80)的直流电源。4、用示波器观察各点的波形：5、拨动

39、数字信号源模块中的K501、K502、K503，使之产生不同的伪随机码。6、用示波器观察上述测试点波形的变化，并加以分析，看是否满足HDB3编码规则。注释：HDB3编码输出波形与原NRZ码相位相差4个码元。7、HDB3译码输出波形与原NRZ码相位相差8个码元。8、TP504的波形由拔码开关K401，K402，K403控制，波形不一定与示意图中相同。9、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，将实验箱还原。 七、实验报告1、记录实验中各点的波形。2、分析各点的波形，比较实验所观察到的波形与理论波形是否一致，如果不一致分析其原因。3、简要叙述HDB3码的编码规则。八、思考题1、为什么HDB3码不能

40、在数字光纤传输系统中传输？2.7 实验七 ：数字光纤通信系统综合实验一、实验目的1、了解数字光纤通信系统的组成原理2、掌握各个模块在整个系统中的作用二、实验内容1、数字信号在光纤通信系统中的编译码过程三、实验仪器1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱 1台2、20MHz双踪模拟示波器 1台3、FC/PC-FC/PC单模光跳线 1根4、连接导线 8根四、实验原理数字光纤通信系统比模拟光纤通信系统具有更多的优点，也更能适应社会对通信能力和通信质量越来越高的要求。数字通信系统用参数取值离散的信号（脉冲的有与无、电平的高与低）代表信息，强调的是信号与信息之间的一一对应关系。20世纪70年

41、代光纤通信的应用和80年代计算机的普及，为数字通信的发展创造了极其有利的条件。本实验为了适应数字光纤通信的需要，让学生了解数字光纤通信系统的完整硬件组成而设计的。实际完整的数字光纤通信系统的硬件组成，包括接口码型变换电路、线路码型变换电路、光接口变换电路。同时本实验还模拟了实际PCM通信系统与数字光纤通信系统整个过程传输码型的变换，从而让学生对这两个实际通信系统之间信息码的变换有更深入和全面的理解。首先将模拟信号（包括语音信号）进行PCM编码，在实际的PCM通信系统中传输的并不是PCM码，而是有很多优点的HDB3码，所以还要对其进行HDB3编码，此HDB3码就是PCM通信系统中实际传输的码型，

42、同时也是本实验中的接口码型。在局间通信中此部分表现为用户与电信局间的通信线路码型，这段距离并不是以光纤为介质进行传输的（数字光纤通信系统不能传输HDB3码），为了在数字光纤通信系统中传输，必须将接口码HDB3码变换为光纤线路码型CMI码。具体过程为：先将接口码型HDB3码还原为PCM码，再将此PCM码变换为光纤线路码型CMI码，此线路编码电路硬件采用实验箱中CMI编译码电路，光纤线路码CMI码形成后，再送入到光接口数字驱动电路进行光纤传输。光发端机按照光源器件的不同，有采用LED作光源的光发端机和采用LD作光源的光发端机两种，本实验中光发端机的光源采用中心波长为1550nm的半导体激光器光源。为了示波器观察方便，实验中采用24位伪随机码代替PCM编码进行传输。数字光纤通信系统的组成应该包括HDB3编译码，CMI编译码，光发端机和光收端机及光纤光缆等部分组成。其实验