光纤通信系统线路码型CMI编译码实验.doc

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； 3、了解光纤传输线路码型的选择主要考虑的因素。二、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。三、实验仪器 1、ZY120FCom23BH1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根四、实验原理线路码型变换电路主要是适应数字光纤通信传输的需要而设置的，因此，数字光纤通信传输过程的前后必须有线路码型变换与反变换电路。线路码型是指信道码型，它是将二进制的数字串变换为适合于特定传输媒介的形式。因此，对于不同的媒介，有不同类型的线路码型。对于光纤数字传输系统，不仅要考虑其传输媒介光纤的特性，还要考虑光电转换器件即光源器件和光检测器件的特性，例如光纤线路的带宽（色散）特性影响着对线路码型速率变化的选择，光源器件的非线性影响着对线路码型是单极性还是多极性的选择，一般说来，对光纤传输线路码型的选择主要考虑如下要求：（1）比特序列独立性（2）能提供足够的定时信息（3）减小功率谱密度中的高低频分量（4）误码倍增小（5）便于实现不中断业务的误码监测（6）易于在传送主信息（业务信息）的同时，传送监控、公务、数据等维护管理信息，以及区间通信等辅助信号（7）易于实现线路码型的分类以应用场合来分，有用于金属缆线的线路码型（又可细分为同轴电缆用的、对称电缆用的码型等等），无线系统用的线路码型，用于光缆传输系统的码型等。本实验介绍的CMI线路码型是光线路码型。以传输信道（或者说调制方式）来分，有基带信道的线路码型和承载（载波）信道的线路码型。目前光纤传输系统大多采用基带直接调制光信号，对线路码型而言，仍输入基带码型。以线路码型的电平数来分，有两电平码、三电平码、四电平码以及多电平码。在光纤传输系统的线路码型一般选用两电平码。光线路码型应该是两电平、基带、连续运行、固定长度组码。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，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、对于二级制“0”被编码成为A1和A2（A1为“0”电平，A2为“1”电平）两种幅值的电平，每种幅值宽度占二进制码宽的一半（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和A2都占满一个二进制码宽（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。见表1。电平码CMI DMI模式1模式2模式1模式2001010110（连“0”）模式不变100110011表1 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，再经线路译码变换为基带信号NRZ码。实验方框图如图1所示。观测各点波形以理解CMI编译规则。 图1 CMI编译码实验框图五、实验步骤 1、用导线连接电终端模块T66(C_O)和光终端模块 T81(C_I)，T65(D_O)和T82(D_I)；连接电终端模块T71(C_I) 和光终端模块T85(C_O)，T69(D_I)和T86(D_O)；连接数字信号源模块T79（D1_O）和T67（D1_I），T78（D2_O）和T64（D2_I），T8（D3_O）和T63（D3_I）；连接电终端模块与数字终端模块的T70（D1_O）和T88（D1_I），T72