实验1固定及变速率时分复用2012年

1、光电综合实验实验简介 光电综合实验光电综合实验课程是光电信息工程专业的课程是光电信息工程专业的一门重要专业课程，它把围绕光通信技术的多门一门重要专业课程，它把围绕光通信技术的多门专业课程中过去所设置的单独实验经过有机的筛专业课程中过去所设置的单独实验经过有机的筛选与综合，形成一门综合性实验课程，涵盖光路选与综合，形成一门综合性实验课程，涵盖光路器件特性与参数测试、光端机原理、结构及调试、器件特性与参数测试、光端机原理、结构及调试、光传输特性测量等各个方面，同时相对其它专业光传输特性测量等各个方面，同时相对其它专业增加了光电定向，报警系统设计与搭建等光电综增加了光电定向，报警系统设计与搭建等光电

2、综合实验。合实验。实验内容n1.1.固定及变速率时分复用、解复用实验固定及变速率时分复用、解复用实验 n2.2.数字光发送机接口指标测试实验、光纤传输损耗特性与数字光发送机接口指标测试实验、光纤传输损耗特性与参数测试参数测试 n3.3.光纤通信线路编光纤通信线路编/ /解码解码 n4.4.数字光接收机接口指标测试实验数字光接收机接口指标测试实验 n5.5.模拟图象、模拟话音信号光通信实验模拟图象、模拟话音信号光通信实验 n6.6.光通信光通信WDMWDM原理及模、数双向混合传输光通信实验原理及模、数双向混合传输光通信实验 n7.7.线阵线阵CCDCCD像传感器的驱动原理实验及光电定向实验像传感

3、器的驱动原理实验及光电定向实验 n8.8.光电报警系统设计实验光电报警系统设计实验 实验预习及撰写实验报告注意事项实验预习及撰写实验报告注意事项1 1、实验报告一律采用、实验报告一律采用学校统一规格的报告本学校统一规格的报告本，用其他练习本或纸张上交，用其他练习本或纸张上交的报告不算成绩。实验报告应包括的内容以的报告不算成绩。实验报告应包括的内容以课堂上的布置为准课堂上的布置为准。2 2、实验预习是一个必不可少的重要环节，要求在每次实验课前先做好预、实验预习是一个必不可少的重要环节，要求在每次实验课前先做好预习工作，实验课上进行检查。未做实验预习将影响平时成绩（现场操作分）。习工作，实验课上进

4、行检查。未做实验预习将影响平时成绩（现场操作分）。3 3、实验预习的要求是：在实验报告本上抄录实验讲义中有关下次实验的、实验预习的要求是：在实验报告本上抄录实验讲义中有关下次实验的实验目的、内容、仪器、步骤四项，并根据自己的理解简要归纳说明实验基实验目的、内容、仪器、步骤四项，并根据自己的理解简要归纳说明实验基本原理（不要完全抄录讲义）。本原理（不要完全抄录讲义）。4 4、每次实验结束后有原始数据记录，教师在原始数据记录上签字后，并、每次实验结束后有原始数据记录，教师在原始数据记录上签字后，并审查仪器使用记录本后学生方可离开教室，否则本次实验成绩无效。审查仪器使用记录本后学生方可离开教室，否则

5、本次实验成绩无效。5 5、光电综合实验课的实验报告，在每个实验做完后的下次课上提交。、光电综合实验课的实验报告，在每个实验做完后的下次课上提交。6 6、学期总成绩由现场操作分和实验报告分综合后评定。、学期总成绩由现场操作分和实验报告分综合后评定。实验操作及安全注意事项实验操作及安全注意事项 1 1、该实验设备系采用元件表面贴装方式制造，、该实验设备系采用元件表面贴装方式制造，务必注意不能让务必注意不能让金属导电物体掉落在电路板上（特别注意示波器地线夹）金属导电物体掉落在电路板上（特别注意示波器地线夹） ，否则极，否则极易烧毁设备。易烧毁设备。2 2、进行接线操作前、进行接线操作前必须先关闭电源

6、（在箱体外部右侧），必须先关闭电源（在箱体外部右侧），接线接线操作完成后检查无误再打开电源，不可带电插拔各类导线。操作完成后检查无误再打开电源，不可带电插拔各类导线。3 3、如遇到实验设备故障要及时向指导老师反映，不要私自跨组、如遇到实验设备故障要及时向指导老师反映，不要私自跨组换用设备或部件，以免使管理产生混乱，影响其他组同学的正常实换用设备或部件，以免使管理产生混乱，影响其他组同学的正常实验。验。4 4、夹示波器的地线夹时要注意看清、夹示波器的地线夹时要注意看清GNDGND地线标识，地线标识，有的测试接有的测试接线端子外形与地线端子相同线端子外形与地线端子相同，要谨防夹错。要谨防夹错。R2

7、59R260R242R257寿命告警阈值寿命告警阈值监测电路增益监测电路增益R266人工偏流调节人工偏流调节放大增益调节放大增益调节波形基线移动波形基线移动发发收收实验箱简介实验箱简介BC-GT-系统图片及结构框图系统图片及结构框图 实验一 准备知识 时分复用的概念n 为了提高信道利用率，使多个信号沿同一为了提高信道利用率，使多个信号沿同一信道传输而互相不干扰，称多路复用。信道传输而互相不干扰，称多路复用。n主要的复用技术：主要的复用技术： （1）频分复用）频分复用FDM （2）时分复用）时分复用TDM （3）码分复用）码分复用CDMn时分多路复用用于数字通信，例如时分多路复用用于数字通信，例

8、如PCM通通信。信。 所以，所以，PCM复用即是时分复用。复用即是时分复用。时分复用通信中的同步技术n时分复用通信中的同步技术包括：时分复用通信中的同步技术包括：位同步位同步(时钟同步时钟同步)帧同步帧同步n位同步是最基本的同步，是实现帧同步的位同步是最基本的同步，是实现帧同步的前提。前提。位同步n位同步的基本含义是收、发两端机的时钟频率必位同步的基本含义是收、发两端机的时钟频率必须同频、同相，这样接收端才能正确接收和判决须同频、同相，这样接收端才能正确接收和判决发送端送来的每一个码元。发送端送来的每一个码元。n为了达到收、发端频率同频、同相，在设计传输为了达到收、发端频率同频、同相，在设计传

9、输码型时，一般要考虑传输的码型中应含有发送端码型时，一般要考虑传输的码型中应含有发送端 的时钟频率成分。这样，接收端从接收到的时钟频率成分。这样，接收端从接收到PCM码码中提取出发端时钟频率来控制收端时钟，就可做中提取出发端时钟频率来控制收端时钟，就可做到位同步。到位同步。帧同步n帧同步可称群同步是为了保证收、发各对应的话帧同步可称群同步是为了保证收、发各对应的话路在时间上保持一致，这样接收端就能正确接收路在时间上保持一致，这样接收端就能正确接收发送端发送端 送来的每一个话路信号，当然这必须是在送来的每一个话路信号，当然这必须是在位同步的前提下实现。位同步的前提下实现。 n为了建立收、发系统的

10、帧同步，需要在每一帧为了建立收、发系统的帧同步，需要在每一帧(或或几帧几帧)中的固定位置插入具有特定码型的帧中的固定位置插入具有特定码型的帧 同步同步码。这样，只要收端能正确识别出这些帧同步码，码。这样，只要收端能正确识别出这些帧同步码，就能正确辨别出每一帧的首尾，从而就能正确辨别出每一帧的首尾，从而 能正确区分能正确区分出发端送来的各路信号。出发端送来的各路信号。n本实验中采用的帧同步码是：本实验中采用的帧同步码是：01110010 PCM复用与数字复接复用与数字复接n在时分复用数字通信系统中，为了扩大传输容量在时分复用数字通信系统中，为了扩大传输容量和提高传输效率，常常需要将若干个低速数字

11、和提高传输效率，常常需要将若干个低速数字 信信号合并成一个高速数字信号流，以便在高速宽带号合并成一个高速数字信号流，以便在高速宽带信道中传输。数字复接技术就是解决信道中传输。数字复接技术就是解决PCM 信号由信号由低次群到高次群的合成的技术。低次群到高次群的合成的技术。n 数字复接的方法主要有按位复接、按字复接和按数字复接的方法主要有按位复接、按字复接和按帧复接三种。按位复接又叫比特复接。帧复接三种。按位复接又叫比特复接。 同步复接与异步复接n同步复接是用一个高稳定的主同步复接是用一个高稳定的主 时钟来控制被复接时钟来控制被复接的几个低次群，使这几个低次群的码速统一在主的几个低次群，使这几个低

12、次群的码速统一在主时钟的频率上，这样就达到系统同步的目的。时钟的频率上，这样就达到系统同步的目的。本实验中称：固定速率时分复用。本实验中称：固定速率时分复用。n异步复接是各低次群使用各自的时钟。这样，各异步复接是各低次群使用各自的时钟。这样，各低次群的低次群的 时钟速率就不一定相等，因而在复接时时钟速率就不一定相等，因而在复接时先要进行码速调整，使各低次群同步后再复接。先要进行码速调整，使各低次群同步后再复接。本实验中称：变速率时分复用。本实验中称：变速率时分复用。 实验一固定及变速率时分复用、解复用实验固定及变速率时分复用、解复用实验 第一部分第一部分固定速率时分复用、解复用实验固定速率时分

13、复用、解复用实验实验箱简介数字信号源数字信号源固定速率复用固定速率复用解复用模块解复用模块变速率复用解变速率复用解复用模块复用模块采用固定速率时分复用模块作为信号源采用固定速率时分复用模块作为信号源 0100111数据 2数据 1帧同步码无定义位复用器原理框图复用器原理框图 S1-S3分频器输出波形分析分频器输出波形分析S3S2S1(a)S5S4S3(b)0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11

14、 11 11 11 11 1原始晶振：原始晶振：20.48MHz( 5)CLK1:4096KHz分频器一分频器一( 16) : 256KHz分频器二分频器二(再再 2) BS 位同步时钟位同步时钟BS: 128KHz(BS 2) S1: 64KHz(BS 4) S2: 32KHz(BS 8) S3: 16KHz分频器三分频器三S4、S5=BS 24： S5=FS：帧同步时钟：帧同步时钟位选通地址位选通地址S3 的的3分频；分频；BS的的24分频分频固定速率数字信号源复接模块产生的连续比特流固定速率数字信号源复接模块产生的连续比特流1、以三个字节代表各路原始数据，采用以三个字节代表各路原始数据，

15、采用TDM方式复用成传输码流。方式复用成传输码流。2、可用示波器观察按字节间插情况：、可用示波器观察按字节间插情况： 比特比特1-对应的红色对应的红色LED发光，波形上的时隙为高电平；发光，波形上的时隙为高电平； 比特比特0-对应的红色对应的红色LED不发光，波形上的时隙为低电平；不发光，波形上的时隙为低电平；3、注意：本实验箱设计在光路中采用反码传输，因而设置的、注意：本实验箱设计在光路中采用反码传输，因而设置的1码越多，实码越多，实测的输出光功率越小。测的输出光功率越小。在今后进行消光比实验时不要搞反。在今后进行消光比实验时不要搞反。D3FY-OUTD1D2位巴克码携带两个八位数据示意图实

16、验内容：固定速率时分复用：nD1 D-IN1，D2 D-IN2， D3 D-IN3；n用示波器探头分别接D1、D2、D3、FS、BS，测量对应关系；n用示波器探头分别接D1、D2、D3、FY_OUT，测量对应关系；n与理论相对比，作图；固定速率时分解复用：nFY-OUT FY-IN；D3设为01110010（7位巴克码）；n打开电源，观察解利用模块LED灯显示是否与数字信号源LED灯显示一致； DIN2D2DIN1D1DIN3D3FY_OUT同步复接器D2D1FY_IN同步分接器实验报告数据部分体现内容及思考题nD1、D2、D3、FS、BS、FY_OUT对应的波形图，在一张图上体现出他们的频率

17、对应关系，分析是否与理论值相对应。n7位巴克码是否只能在D3上体现？如果把D1或D2设置成帧同步码，解复用结果会是怎样的？自行试验并说明原理。实验操作及安全注意事项实验操作及安全注意事项 1、该实验设备系采用元件表面贴装方式制造，务必注意、该实验设备系采用元件表面贴装方式制造，务必注意不能让金属导电物体掉落在电路板上（特别注意示波器地线夹） ，否则极，否则极易烧毁设备。易烧毁设备。2、进行、进行接线操作前必须先关闭电源（在箱体外部右侧），接线（在箱体外部右侧），接线操作完成后检查无误再打开电源，操作完成后检查无误再打开电源，不可带电插拔各类导线。各类导线。3、如遇到实验设备故障要及时向指导老师

18、反映，、如遇到实验设备故障要及时向指导老师反映，不要私自跨组换用设备或部件，以免使管理产生混乱，影响其他组同学的正常实以免使管理产生混乱，影响其他组同学的正常实验。验。4、夹示波器的地线夹时要、夹示波器的地线夹时要注意看清GND地线标识，有的测试接，有的测试接线端子外形与地线端子相同，要谨防夹错。线端子外形与地线端子相同，要谨防夹错。实验一固定及变速率时分复用、解复用实验固定及变速率时分复用、解复用实验 第二部分变速率时分复用、解复用实验按位（比特）复接原理图按位（比特）复接原理图 各路同步时钟各路原始码流变速率复接电路组成框图正码速调整正码速调整正码速调整正码速调整2048kbs2112kb

19、ps2112kbps2112kbps位同步复接8448kbps2112kbps复接示意图线路线路编码编码AIN12048kbs线路线路编码编码AIN22048kbs线路线路编码编码AIN32048kbs线路线路编码编码AIN4线路编码正码速调整原理正码速调整原理向缓冲器写入码元时刻（原码速率，例向缓冲器写入码元时刻（原码速率，例E1=2048Kb/ps）从缓冲器读出码元时刻（使速率稍高，例：从缓冲器读出码元时刻（使速率稍高，例：2112Kb/ps，即，即E2速率的速率的1/4 ）1234567891012345678910 码元的写入、读出时刻间的相位差逐渐减小，码元的写入、读出时刻间的相位差逐渐减小，插入码的实质是重新拉大相位差。插入码的实质是重新拉大相位差。插入插入系统连接方框图D1D2D3D1FJ_A_DOUTAOUT1AOUT2AOUT3AOUT4AIN1AI