实验三数字光纤通信系统接口码型变换实验

1、实验三 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、 实验仪器1. ZY12OFCom13BG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 20根三、 实验原理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数字通信的线路传输码型，但是HDB3码不能用作光纤数字通信的线路码型，因此在

2、光发机模块必须要有接口码型变换电路。HDB3码是三阶高密度双极性码（High Density Bipolar Codes）的简称。所谓三阶，即最大允许连“0”数为3个。这种码型为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15-1。数字基带信号HDB3编码HDB3译码传输信道图15-1 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

3、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

4、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”， “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码编码电路破点形成电路B脉冲添补电路H

5、DB3NRZCP“B”图15-2 HDB3码编码电路原理框图传号交替反转码形成电路V脉冲插入与B脉冲形成电路根据 HDB3码的编码规则可知HDB3编码电路原理框图如图15-2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空号的第一个空号位上，因此它就是准备添补到HDB3码码中的“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”

6、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。、 HDB3码译码电路NRZ信号合成电路图15-3 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HDB3码译码是其编码的反变换，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-

7、3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。四、 实验内容1. 学习了解HDB3编码规则2. 观察接口码型的编译码过程五、 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

8、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：TP502TP504TP803 TP8535. 拨动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。7. 依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，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，如果不一致分析其原因。3. 简要叙述HDB3码的编码规则。七、 注意事项1. HDB3编码输出波形与原NRZ码相位相差4