数字光纤通信系统线路编译码实验

1、太原理工大学学生实验报告学院名称信息工程学院专业班级信息0802实验成绩学生姓名学号实验日期2011.12课程名称光纤通信实验题目数字光纤通信系统线路编译码实验一、实验目的1、了解线路码型在光纤传输系统中的作用2、掌握线路码型CMI码的编译码过程以及电路实现原理二、实验仪器1、ZY12OFCom23BH1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-FC单模光跳线 1根4、连接导线 20根三、实验原理接口码型HDB3码虽然有很多优点，如功率谱中无直流分量，高低频成分少，定时信息丰富，有利于定时提取等，但它不能在光纤中传输，当通过接口码型变换电路将其变换为PCM码后，虽然

2、能在数字光纤通信系统中传输，但在实际的数字光纤通信系统中并不采用这种码型。本实验阐述了适合数字光纤通信系统所采用的三种线路码型：伪双极性码；mBnB码；附加奇偶位码。还说明了线路码相对于接口码型的优点，并将一基带信号NRZ码变换为有利于数字光纤通信系统传输的线路码型：伪双极性码、mBnB码。由于 CMI 码有很多优点，它既为我国数字通信标准制式所规定的两种接口码型之一，又是数字光纤通信系统中所采用的线路码型，它既属于伪双极性码又属于 mBnB 码（1B2B 码）。所以，本实验中的线路码型就采用 CMI 码。CMI 码为信号反转码（Code Mark Inversion），是一种二电平不归零码，

3、是 PCM 四次群的线路传输码型，也就是四次群数字光纤通信设备与四次群 PCM 设备之间的接口码型。1、CMI 码的特点A. CMI 码编译电路简单，便于设计与调试。B. CMI 码的最大连“0”和连“1”都是 3 个C. 具有误码监测能力，当其编码规则被破坏，就表示有误码产生，便于线路传输中的误码监测。D. CMI码功率谱中的直流分量恒定，低频分量小，fr（变换前的码速率）频率处有限谱，频带较宽，便于定时提取。E. CMI 码的速率是编码前信号速率的两倍。2、CMI 码的编码规则A. 对于二进制“0”被编码成为前后得A1和A2（A1为“0”电平，A2为“1”电平）两种幅值的电平，每种幅值占单

4、位时间间隔的一半（T/2），即在CMI码中为“01”码。B. 对于二进制“1”用幅值电平A1和A2来编码。A1或A2都占满了一个单位时间间隔（T），即在CMI码流中为“00”或“11”码；对于相继的二进制“1”，这两个电平相互交替。这也就是前一个二进制“1”编为A1，（即“00”）则后一个二进制“1”就编A2，反之，前一个二进制“1”编为A2，（即“11”）则后一个二进制“1”就编A1，即在CMI码流中以“00”和“11”信号相互交替。3、CMI 码编码电路的方式。CMI编码电路比较简单，CMI 码的编码规则是将二值码 NRZ 序列中的“1”和“0”状态进行分离，然后按各自的编码规则进行编码，

5、最后由这两种状态的编码合成输出就成为CMI 码。4、CMI 译码电路CMI 译码不采用 CMI 编码逆变换，而是采用延时 CMI 码 T/2（即半比特时间）然后相加，时钟读出的方法。5、mBnB 码和伪双极性码mBnB 码是将输入的 m 比特(Bit)一组码作为一个码字，按变换表，在同样长的时间间隔内，变换成 n 比特一组的输出码字，因此又称为字变换码。这里 m，n 均为正整数，且 nm。伪双极性码（CMI 和 DMI）也是一种字变换码，也可以认为它们是 1B2B 码，这种码保留了电缆数字传输中常用的双极性码（常称 AMI 码）的优点，如表 16.2 所示。用两个比特数字脉冲表示 AMI 码中

6、的一个码字，“1”码时以“00”和“11”相互交替（对应于 AMI 码中“1”码以“”和“”电平相互交替），从而使码流中“0”和“1”均等，消除直流基线的影响，连“0”整数和连“1”整数被限制在 2 或 3，同时也可以自检误码。但这种码型的缺点是冗余度大，仅在基群和二次群系统中使用。表2.1 AMI 码和伪双极性码的变换规则AMI CMI DMI+ 11 110 01 01 在“”之后，10 在“”之后 00 00表2.2 二电平码变为 CMI 和 DMI 码的规则实验中线路编码将数字基带信号 NRZ 码变换为适合数字光纤通信系统传输的线路码型CMI 码，CMI 码经光纤传输后，再经线路译码变

7、换为基带信号 NRZ 码。实验方框图如图 2-1所示。观察各点波形以理解 CMI 编译码规则图2-1 CMI编译码实验框图四、实验内容1、验证符合光纤传输系统的线路码型2、观察线路码型的编译码过程五、实验步骤1、连接导线：数字基带信号产生模块T504与CMI编译码模块T701连接，T502与T702连接，T703与T151连接，T751与T161连接，T752与T502连接2、用FC-FC广信跳线将1550nmT与1550nmR连接，组成1550nm光纤传输系统3、连接好实验箱电源，先开交流电源开关，再开直流电源开关，即按下K01，K02 (电源模块)4、接通数字信号源（K50）、CMI编译码

8、模块(K70)和发光模块（K15）的直流电源。5用示波器观察TP502、TP504、TP703、TP161、TP753波形 TP502波形 TP504波形 TP703波形 TP161波形 TP753波形6、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线光学器 件，将实验箱还原六、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，若不一致分析其原因七、注意事项1. CMI 编码输出波形与原 NRZ 码相位相差 1 个码元。2. CMI 译码输出波形与原 NRZ 码相位相差 2 个码元。3. T504 的波形由拔码开关 K501，K502，K503 控制，波形不

9、一定与示意图中相同。八、思考题1、为什么实际的数字光纤通信系统一般不直接采用PCM码型？PCM码型，是最初的由模拟信号调制过去的一种数字信号。但是现在的数据量来说，不像以前数据量很小的单纯的点到点传输，单单一个PCM信号是解决不了这么大的数据和传输问题的，所以就必须采用各种机制来复用PCM码型，例如E1信号再到PDH信号，再到现在的SDH信号，这些都是传输网上的机制，只有这样，才能携带更多PCM信号和把信号传到传的更远和更快，而且在PCM信息上加上一些管理的字段的话，方便对信息的管理。2、CMI作为数字光纤通信系统的线路码型有哪些优点？ 1、CMI码编译电路简单，便以设计与调试。 2、具有误码检测能力，当期编码规则被破坏，就表示有误码产生，便于线路传输中的误码监测。3、CMI码功率谱中直流分量恒定，低频分量小，频带较宽，便于定时提取。4、编码速率是前信号的两倍。九、实验感想 实验中，本着坚持不懈的决心认真完成实验，尽管遇到一些问题，例如一个虚拟的平台，它能够对各种测试结果进行准确的分析实在是太神奇了；而测量技术则是测试技术的一个必不可少的前提，所以我觉得虚拟仪器对测试技术的起到