数字光纤通信系统线路编译码实验Word格式文档下载.docx
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实验二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：
①伪双极性码；
②mBnB码；
③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（CodeMarkInversion），是一种二电平不归零码，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，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n>
m。
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2.1二电平码变为CMI和DMI码的规则
表2.2AMI码和伪双极性码的变换规则
AMI
CMI
DMI
+
11
01
01在“＋”之后，10在“—”之后
﹣
00
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2-1CMI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
TP161波形
TP504波形
TP703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、实验心得
这次试验，尽管遇到一些问题，但在同学和老师的帮助下，努力得以解决。
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非常重要的作用。
本次得到的数据还需要一些实际情况的修正。
还有需提到的是本次设计未涉及到具体的施工以及天线部分具体的架设，网络传输系统的具体结构以及线路的铺设上。
最后再次我深深体会到科研的艰苦，理论上虽然成功，但实践不一定能成功，心中不由自主的对我国广大的科研人员生出无限的敬佩之情。
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