光纤通信系统实验指导书31页word文档Word格式.docx
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中继距离:
£
10km
长波长光纤通信系统
1000nm~1600nm;
>
100km
超长波长光纤通信系统
³
2000nm;
1000km;
采用非石英光纤
(2)按光纤特点划分
多模光纤通信系统
传输容量:
100Mbit/s;
传输损耗:
较高
单模光纤通信系统
140Mbit/s;
较低
(3)按传输信号形式划分
数字光纤通信系统
传输信号:
数字;
抗干扰;
可中继
模拟光纤通信系统
传输信号;
模拟;
短距离;
成本低
(4)按光调制的方式划分
强度调制直接检测系统
简单、经济、但通信容量受到限制
外差光纤通信系统
技术难度大,传输容量大
(5)其它
相干光纤通信系统
光接收灵敏度高;
光频率选择性好;
设备复杂
光波分复用通信系统
一根光纤中传送多个单/双向波长;
超大容量,经济效益好
光时分复用通信系统
可实现超高速传输;
技术先进
全光通信系统
传送过程无光电变换;
具有光交换功能;
通信质量高
副截波复用光纤通信系统
数模混传;
频带宽,成本低;
对光源线性度要求高
光孤子通信系统
传输速率高,中继距离长;
设计复杂
量子光通信系统
量子信息论在光通信中的应用
一、实验目的
1、理解利用光承载电信号的原理,设计数字光纤通信传输测试系统。
2、了解线路码型在光纤传输系统中的作用
3、掌握线路码型CMI码的编译码过程以及电路实现原理
4、掌握光纤通信系统接收的灵敏度测量。
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
3、测试数字光纤通信系统光接收机的灵敏度
三、实验仪器及使用
1、光调制解调模块和数字信源模块及帧同步/终端模块
2、60MHz双踪模拟示波器
3、FC-FC单模光跳线
4、光衰减器
5、光功率计
●光纤衰减器是完成对光信号的衰减控制,用它可实现对传输信道长度的模拟,具有dB功率衰减显示。
●光功率计是完成对光功率的测试,具有测试波长选择,采用dBm和mW、uW、nW功率读数显示。
●光接收电路完成经传输后光信号的接收和转换,使光信号恢复为电信号。
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的码型,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,对于不同的传输媒介,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,还需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
在介绍常用线路码型之前,先介绍一下线路码型的分类,如果从泛指的线路码型来讲,可以从不同角度来分,现简述如下。
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。
电平码
CMI
DMIDMI
模式1
模式2
01
10(连“0”模式不变)
1
00
11
表4-1二电平码变为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27-1所示。
观察各点波形以理解CMI编译码规则。
图4-2CMI编译码实验框图
以下是原理图分析:
图4-3CMI编码电路
根据CMI的编码规则,“1”交替编为“00”“11”;
“0”编为“01”。
将所有的“0”求反,再与BS相乘,则将所有的“0”编为了“01”。
然后,根据JK触发器的特点,其碰到“1”则翻转;
碰到“0”则保持的特点,将所有的“1”交替编为“00”和“11”。
最后,合成输出。
图4-4CMI译码电路
对于译码电路,首先要进行位同步提取。
这一步,在CPLD模块内实现。
得到与输入的CMI码同步的BS之后,进行如上图所示的电路变换。
将CMI码的前半位与后半位取同或,相同则译为“1”,不同则译为“0”。
六、实验步骤
1.熟悉数字信源模块及帧同步/终端模块和CMI码编译码原理。
2.调整直流电源输出分别为+12V,-12V。
3.用导线连接各模块并用示波器观察各模块上的各种波形。
(1)电支路连线
连接电终端模块(信源模块)和光调制解调模块的T14(1024K时钟)--T1(CLKIN);
T20(单极性非归零码)--T2(DATAIN)。
连接电终端模块(帧同步/终端模块)和光调制解调模块的T1(时钟输入)--T6(CLKOUT);
T2(码元输入--T7(DATAOUT)。
连接电终端模块(帧同步/终端模块)的T3(时钟输出)—T6(时钟输入);
T4(码元输出)--T9(码元输入);
T5(帧同步输出)--T7(帧同步输入);
(2)光支路连线
旋开光发发射端和接收端的光纤输出输入端口(1310nmT)防尘帽,用FC-FC光纤跳线将半导体激光器与光接收端(1310nmR)连接起来。
(连接光纤跳线时请注意看老师正确操作,小心连接)。
(3)观察并记录以下各测试点波形
将数字信源模块的码元值拨为“01110010”“11110000”“10101010”“11001100”,记录信源模块T20(单极性非归零码),光调制解调模块T4(CMI-code)和T5(CMI-CLK)波形,以及解调输出T7(DATAOUT)点波形。
4.测试光发射功率。
5.测试接收灵敏度。
七、设计报告
1、报告测试数据及相关信号波形。
2、计算系统接收灵敏度。
3、思考光纤通信系统的传输距离主要受那些因素影响。
实验二SDH点对点组网2M配置实验
通过本实验了解2M业务在点对点组网方式时候的配置。
二、实验器材
1、OPTIX2500+SDH传输设备2套,组成一点对点SDH2.5G传输设备。
2、实验用维护终端40台。
三、实验内容说明
采用点对点组网方式时,以上两种组网均需要两套SDH设备。
以上实验均以上下2M业务为主。
OPTIX2500+点对点实际组网连接图如下:
ODF光纤配线架连接图示意图如下:
四、实验步骤
注意:
1、实验前为避免引起不必要的冲突,参与实验的学生均在实验指导老师的安排
下,采用不同的用户名登陆。
具体如下:
学生终端号
登陆名
密码
21
31
2
12
22
32
3
13
23
33
4
14
24
34
5
15
25
35
6
16
26
36
7
17
27
37
8
18
28
38
9
19
29
39
10
20
30
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
2、做本实验之前,参与实验学生应对SDH的原理、命令行有比较深刻的了解。
以下泛例是1号用户(密码为nesoft)所配置的配置命令行
本实验要求:
在SDH1的PD12M板的1~`8端口和SDH2的PD12M板的1~8端口之间有2M业务连通;
SDH1配置文件如下:
#1:
login:
1,"
nesoft"
;
//登陆ID号为1的网元
:
per-set-endtime:
15m&
24h,1990-0-0,0*0;
//停止性能监视
cfg-init<
sysall>
//初始化所有系统
cfg-set-nepara:
nename="
NE1-2500"
device=sbs2500+:
bp_type=enhance:
gne=true;
//网元设备属性
cfg-create-lgcsys:
sys1;
//创建逻辑系统
cfg-set-sysname<
sys1>
"
实验2.5G-1"
//逻辑系统名称
cfg-create-board:
1,pd1:
2,et1:
7,xcs:
9&
10,sl4;
//创建板位
cfg-set-ohppara:
tel=1&
101:
meet=999:
snetlen=1:
reqt=5;
//配置公务电话号码
rax=sys1;
//允许通话逻辑系统
cfg-set-stgpara:
syncclass=sets;
//配置时钟等级
cfg-set-attrib<
622:
tm:
nopr:
bi:
line:
2f;
//配置逻辑设备属性
cfg-set-gutumap<
g1wall,10,sl4,1;
//逻辑设备到物理设备的映射
t1p1,1,pd1,0;
//配置支路板及属性
t2p1,2,et1,0;
cfg-set-tupara:
iu1,1&
&
32,np;
iu2,1&
48,np;
cfg-create-vc12:
sys1,g1w1,1&
8,sys1,t1p1,1&
8;
//ne1-ne2业务
sys1,t1p1,1&
8,sys1,g1w1,1&
cfg-checkout;
//配置校验下发
cfg-get-nestate;
:
//查看网元状态
将以上命令行编辑成一个文本文件:
如附件SDH1.txt
SDH2配置文件如下:
#2:
(语句解释和SDH1类似,本配置文件省略)
NE2-2500"
gne=false;
实验2.5G-2"
102:
syncclass=sl7p1&
sets;
g1wall,9,sl4,1;
//ne2-ne1业务
如附件SDH2.Txt
通过EB平台对SDH进行配置(注:
老师先启动SDH服务器的验证模式)
1、在Windows2000的桌面上双击
快捷图标,成功启动Ebridge软件后,出现如图一所示的界面。
2.单击“确认”,进入如下图界面。
3、选择你所需要登陆的SDH网元站点:
输入用户名和密码(用户名、密码都为学生终端编号加10),按“OK”键。
4、输入“用户ID和密码”后,系统会提示用户登入成功,点击“确定”,SERVER服务器端会对登陆操作请求自动进行排队,分配上机时间。
5、当学生终端占用操作席位后,即可输入命令行。
可以单条执行,也可以执行批处理,单条执行时候,在“命令输入行”输入命令。
6、采用批处理命令执行时候,点击右下角“导入文本文件”,选择需要执行的文件,然后点击“打开”窗口。
7、选择好文件之后,用鼠标点击“点击批处理”,软件就自动执行命令。
也可以用鼠标双击所要选中的指令,这样指令就会进入输入窗口,按回车逐条执行。
以上配置完成后,根据组网图连接好物理链路就可以对数据进行验证了。
1、用Ebridge软件运行SDH1.txt和SDH2.txt两个文本文件。
2、在OPTIX2500+运行后,用误码仪进行测试传输性能。
2M测试方法如下:
将其中一套SDH一端的2M环起来,另外一套SDH对应连通的的2M接误码测试仪。
连接示意图如下:
用误码仪测试误码,正常情况下,5分钟内误码应为0,同时可以用SDH-1上的电话打SDH-2的电话,SDH-1的电话为101,SDH-2的电话为102.
误码仪的使用方法详见误码仪《产品使用说明书》,这里不再做详细介绍。
实验三SDH链型组网配置实验
1、通过本实验了解2M业务在链型组网方式时候的配置。
1、OPTIX2500+SDH(METRO3000)传输设备若2套。
2、OPTIX155/622(METRO1000)
3、实验用维护终端40台。
采用链形组网方式时,需要3套SDH设备。
注:
做本实验时,要求SDH2必须做透穿使用,启用ADM。
网络拓扑结构放在SDH1、SDH3传输设备之间。
以上实验均以上下2M、以太网业务为主。
实际连接方式如下图:
ODF光纤配线架架连接示意图如下:
学生终端号
2、做本实验之前,参与实验学生应对SDH的原理、命令行有比较深刻的了解。
以下泛例是1号用户(密码为NESOFT)所配置的配置命令行
链形传输实验
在SDH1、SDH2之间的PD12M板的1-8端口上下2M业务。
在SDH1的ET1板1~8以太网端口和SDH3的ET1板的1~4以太网端口连通。
SDH1配置:
snetlen=1
- 配套讲稿:
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