Ex(nx,ny)=besselj(m,U/a*r)/besselj(m,U)*cos(m*sita);
else
Ex(nx,ny)=besselk(m,U/a*r)/besselk(m,W)*cos(m*sita);
end
end
end
figure;surf(xx,yy,abs(Ex));
参考文献:
陈明阳.MATLAB在光纤通信课程教学中的应用[J],计算机教育,2007(),229-230.
实验1-21310/1550波长合波器测量实验
实验内容
1.了解光波分复用器的各种特性
2.熟悉光波分复用器的应用方法
一、实验目的
1.深入了解光波分复用器的各种特性
2.熟悉光波分复用器的应用方法
二、实验电路工作原理与测量方法
使用光波分复用器的主要目的是提高光纤传输线路的传输容量。
在本实验系统中,波分复用器是一个重要的器件,本实验系统的每一个光传输过程都经过了光波分复用器和解复用器,合波过程的线路连接示意图如图19-1所示:
Tx1
1550光发射机
1310光发射机
1310+1550
1310/1550WDM
Tw
Tx2
光功率计
图19-1波分复用器合波的连接示意图
1、测量波分复用器的插入损耗
(1)用光功率计测量光源(1310)Tx1输出的光功率,记为P1,送入波分复用器后(此时1550波长光源断开),用光功率计测量输出线路上“Tw”点的光功率,记为Pw。
记录测量结果,填入表格表19-1,计算波分复用器在1310波长时的插入损耗。
(2)断开1310波长光源,用光功率计测量光源(1550)Tx2输出的光功率,记为P2,送入波分复用器,用光功率计测量输出线路上“Tw”点的光功率,记为Pw。
记录测量结果,填入表格表19-1,计算波分复用器在1550波长时的插入损耗。
表19-1
输入功率(dBm)
输出功率(dBm)
插入损耗(dB)
P1(1310nm):
Pw(1310nm):
P2(1550nm):
Pw(1550nm):
实验2-1NRZ码、CMI码的码型变换
实验内容
1.光纤通信采用的线路码型及CMI码的特点
2.CMI码的编解码实现方法
3.分析CMI编解码的电路及各测量点波形
一、实验目的
1.了解光纤通信采用的线路码型
2.掌握CMI码的特点及编解码实现方法
二、实验电路工作原理
1.线路码型
数字光纤通信与数字电缆通信一样,在其传输信道中,通常不直接传送终端机(例如PCM终端机)输出的数字信号,而需要经过码型变换,使之变换成为适合于传输信道传输的码型,称之为线路码型.在数字电缆通信中,电缆中传输的线路码型通常为三电平的“三阶高密度双极性码”,即HDB3码,它是一种传号以正负极性交替发送的码型。
在数字光纤通信中由于光源不可能发射负的光脉冲,因而不能采用HDB3码,只能采用“0”“1”二电平码。
但简单的二电平码的直流基线会随着信息流中“0”“1”的不同的组合情况而随机起伏,而直流基线的起伏对接收端判决不利,因此需要进行线路编码以适应光纤线路传输的要求。
线路编码还有另外两个作用:
其一是消除随机数字码流中的长连“0”和长连“1”码,以便于接收端时钟的提取。
其二是按一定规则进行编码后,也便于在运行中进行误码监测,以及在中继器上进行误码遥测。
由于本实验系统所用的光纤收发模块是单模光纤,因此对模拟信号是不能传送的,只能传送数字信号,所以HDB3码在本实验系统中是不能传送的。
下面对数字信号CMI码进行分析和讨论。
数字光纤通信传输信道中,对于低速率系统采用CMI(CodedMarkInversion)码,传号翻转码,即“1”码交替地用“00”和“11”表示,而“0”码则固定用“01”表示,因此在1个时钟周期内,CMI编码器输入1bit的时间内输出变为2bit。
CMI码属于二电平的不归零(NRZ)的1B2B码型,图6-1为CMI码与NRZ的关系,这种码的特点是:
(1)不出现连续4个以上的“0”码或“1”,易于定时提取。
(2)电路简单,易于实现。
(3)有一定的纠错能力。
当编码规则被破坏后,即意味着误码产生,便于中继监测。
(4)有恒定的直流分量,且低频分量小,频带较宽。
(5)传输速率为编码前的2倍,适用于低速率的光纤传输系统。
定时
(CLK)
11101001
NRZ
1100110100010111
CMI
图6-1CMI码与NRZ码的转换关系原理说明图
2.CMI编码电路
(1)CMI编码电路的功能
CMI编码电路的方框图见图6-2。
它接收来自伪随机码产生器产生的15位的伪随机码,把它变换为CMI码送至光发送单元。
伪随机码产生器及CMI编码电路均由CPLD可编程逻辑器件EPM7128编程组成。
TP409
PN码
可编程信号发生器CMI编码电路
64KHz时钟
TP402
CMI码
TP401
图6-2可编程信号发生器CMI编码电路方框图
123456789101112131415
TP402:
64KHzCMI码时钟
TP409:
111100010011010PN码
TP401:
CMI码
图6-3CMI编码电路的输入输出波形
(2)CMI编码电路的输入输出波形
CMI编码电路输入的伪随机码、32KHz时钟、输出的CMI码可分别在TP04、TP06、TP05测量,其波形见图6-3所示。
3.CMI解码电路
(1)CMI解码电路的功能
CMI解码器将光收端机送来的CMI码还原为单极性非归零码,在本实验中为15位伪随机码。
图6-4为CMI解码电路方框图。
(2)电路组成
CMI的解码由CPLD可编程器件EPM7064(U501)编程完成。
它的设计思路是采用串并变换电路把串行码变成并行码,即把CMI码的每一组00、11、或01码中的奇数码与偶数码分离开来,变成奇偶分列的、时序一致的码序列,再用判决电路逐一加以比较,判决输出传号还是空号,从而解出单极性信码。
CMI码
CMI解码输出
TP401
可编程信号发生器CMI解码电路
64KHz时钟
TP201
图6-4CMI解码电路方框图
(3)工作过程
当一序列64Kb/s的CMI码进入解码器后,根据CMI码的编解码规则解码:
奇偶数码相同者判为传号、相反者判为空号。
输出一序列64Kb/s的单极性码,本实验为15位伪随机码。
(可从TP201测量),图6-5为CMI解码波形图。
TP401
001100110101010001011100011101
TP201111100010011010
图6-5CMI解码波形图
三、实验内容
1.了解光纤通信采用的线路码型及CMI码的特点
2.了解CMI码的编解码实现方法
3.分析CMI编解码器电路的各个测量点的波形
4.比较CLK时钟、NRZ码及CMI码的异同
四、实验步骤及注意事项
1.将J701、J901跳线设置在“CMI”位置,J702、J902跳线设置在“CMI”位置。
2.用示波器测出TP409的波形,为PN码波形
3.用示波器观察TP201点的波形,为CMI编解码输出波形,应与TP409的波形一致。
五、测量点说明
TP201:
CMI解码输出波形
六、实验报告要求
1.为什么要进行线路编码,什么叫做线路码型。
2.比较CLK时钟、NRZ码及CMI码的异同。
3.CMI码的编码规则是怎样的,CMI编解码器输入信码与输出信码码型、码速各是怎样的。
4.分析本实验的CMI编解码电路的工作过程,画出各测量点的工作波形。
实验2-2码型变换(CMI)软件设计实验
1、实验目的
(1)掌握用MATLAB编写程序的方法;
(2)掌握CMI的编码实现方法。
2、实验仪器
计算机1台(安装MATLAB软件)。
3、实验步骤
(1)分析CMI的编码原理,画出流程图;
(2)利用MATLAB语言编写CMI的编解码程序;
(3)在MATLAB界面中调试;
(4)观察CMI波形。
4、测量结果
程序调试通后,输入不同的NRZ码,观察并分析得到的CMI码,画出波形图;再输入不同的CMI码,观察并分析得到的NRZ码,画出波形图。
5、实验报告
(1)实验目的;
(2)实验原理;
(3)设计软件流程图;
(4)实验结果及分析;
(5)附MATLAB软件清单。
6、思考题
1、光纤能否传HDB3码?
2、重新设计一种CMI编解码方案。
附参考程序:
clfreset
globalz;
set(gcf,'unit','normalized','position',[0.1,0.25,0.55,0.45]);
set(gcf,'defaultuicontrolunits','normalized');
set(gcf,'defaultuicontrolfontsize',9);
set(gcf,'defaultuicontrolfontname','楷书');
set(gcf,'defaultuicontrolhorizontal','left');
set(gcf,'menubar','none');
str='光纤实验--五';
set(gcf,'name',str,'numbertitle','off');
uicontrol(gcf,'Style','text','FontSize',20,'FontName','隶书','BackgroundColor',[0.790.790.79],'position',[0.3310.8200.410.08],'String','CMI码型变换实验');
uicontrol(gcf,'Style','frame','BackgroundColor',[0.790.790.79],'position',[0.100.1700.80.56]);
uicontrol(gcf,'Style','text','BackgroundColor',[0.790.790.79],'FontSize',14,'position',[0.160.400.700.15],'String','请输入"0","1"随机NRZ码或CMI码,数字间用空格或","隔开。
');
hedit1=uicontrol(gcf,'Style','edit','BackgroundColor','w','position',[0.320.400.400.07],'Callback','strtrans');
hpush12=uicontrol(get(hedit1,'Parent'),'Style','push','FontSize',12,'position',[0.250.220.150.08],'string','编码');
set(hpush12,'Callback','transform');
hpush21=uicontrol(get(hedit1,'Parent'),'Style','push','FontSize',12,'position',[0.550.220.150.08],'string','译码');
set(hpush21,'Callback','untransform');
%globalz;
y=get(gcbo,'String');
z=str2num(y);
globalz;
figure;
n=length(z);
x=0:
1:
2*n;
%x=linspace(0,2*n,2*n+1);
clk=ones(1,2*n+1)*4;
temp=1;
fori=1:
n
clk(2*i-1)=5;
NRZ(2*i-1)=z(i)+2;
NRZ(2*i)=z(i)+2;
ifz(i)==0
CMI(2*i-1)=0;
CMI(2*i)=1;
elseifz(i)==1
iftemp==1
CMI(2*i-1)=1;
CMI(2*i)=1;
temp=0;
continue;
end
iftemp==0
CMI(2*i-1)=0;
CMI(2*i)=0;
temp=1;
continue;
end
end
end
end
NRZ(2*n+1)=NRZ(2*n);
CMI(2*n+1)=CMI(2*n);
Y=zeros(2*n+1,3);
fori=1:
(2*n+1)
Y(i,1)=clk(i);
Y(i,2)=NRZ(i);
Y(i,3)=CMI(i);
end
stairs(x,Y);
xlabel('Time');
legend('CLK','NRZ','CMI');
ylim([-16]);
set(gca,'ytick',[]);
str='编码波形图';
set(gcf,'name',str,'numbertitle','off');
globalz;
figure;
n=length(z);
x=0:
1:
n;
%x=linspace(0,2*n,2*n+1);
clk=ones(1,n+1)*4;
m=uint32(n/2);
m=double(m);
temp=1;
fori=1:
m
clk(2*i-1)=5;
end
fori=1:
n
CMI(i)=z(i);
ifmod(i,2)==1
ifz(i)==0&&z(i+1)==0
NRZ(i)=3;
NRZ(i+1)=3;
end
ifz(i)==1&&z(i+1)==1
NRZ(i)=3;
NRZ(i+1)=3;
end
ifz(i)==0&&z(i+1)==1
NRZ(i)=2;
NRZ(i+1)=2;
end
ifz(i)==1&&z(i+1)==0
NRZ(i)=2;
NRZ(i+1)=2;
end
end
end
NRZ(n+1)=NRZ(n);
CMI(n+1)=CMI(n);
Y=zeros(n+1,3);
fori=1:
n+1
Y(i,1)=clk(i);
Y(i,2)=NRZ(i);
Y(i,3)=CMI(i);
end
stairs(x,Y);
xlabel('Time');
legend('CLK','NRZ','CMI');
ylim([-16]);
set(gca,'ytick',[]);
str='译码波形图';
set(gcf,'name',str,'numbertitle','off');
参考文献:
韩庆文.微波技术及光纤通信实验[M],重庆大学出版社,2005.11.
实验3SDH基本配置操作(普通业务)
3.1实验说明
3.1.1实验目的
掌握E300网管的基本组成部分
掌握E300网管的启动步骤
掌握用E300网管创建网络的步骤
掌握如何检查配置的正确性,包括业务和时钟
掌握常见问题的处理方法
3.1.2实验项目
启动E300网管,在网管上创建一个SDH网络
3.1.3实验要求
电脑的基本操作方法
掌握SDH基本原理,了解复用映射结构
掌握ZXMPS330设备的基本结构和设备功能
3.1.4实验时长
4个学时
3.1.5实验条件
网管已经安装完成
3.2实验规划
3.2.1设备分配
每人一台电脑,进行脱机实验
3.2.2组网规划
D
H
3.2.3数据规划
网元A、B、C、D、E、F、G、H均为ZXMPS330设备;
其中ABC是155M链,DEFG是2.5G二纤环,GH是622M二纤链;
各网元间业务配置如下:
A<->B:
1个2M
A<->C:
2个34M
D<->E:
2个2M
D<->F:
2个2M
F<->H:
2个2M
E<->H:
2个34M
3.3实验步骤及记录
3.3.1启动网管
1.启动Server->启动GUI。
2.备份一个空的数据库,(名称可以参考:
“Blank0102”,指的是1月2号),备份在缺省目录下。
3.3.2创建网元
在客户端操作窗口中,单击[设备管理→创建网元]选项,或单击工具条中的
按钮,弹出创建网元对话框。
通过定义网元的名称、标识、IP地址等参数,在网管客户端创建网元。
注意问题:
(1)网元标识和网元IP地址应当怎样设置?
回答:
(2)网元状态包括在线和离线两种状态,两者有什么不同?
本次实习应选择哪种状态?
回答:
(3)查询或修改网元属性。
在客户端操作窗口的导航树或拓扑图中,选择一个网元,单击鼠标右键,在弹出的右键菜单中选择[网元属性]选项,或在客户端操作窗口中,选择网元,再单击工具条中的
按钮。
弹出网元属性对话框。
可以查询网元属性,或对网元属性做一些修改。
但不是所有的网元属性都是可以修改的,请列出创建完的网元,哪些属性可以修改?
回答:
小窍门:
如果只查询网元标识或网元IP地址,将鼠标移动至拓扑图中该网元的位置,网管弹出提示条,显示鼠标所指网元的简要信息,包括ID(即网元标识)和网元IP地址。
填写网元的信息:
网元
参数
A
B
C
D
E
F
G
H
网元名称
网元标识
网元地址
系统类型
设备类型
网元类型
速率等级
在线/离线
自动建链
配置子架
3.3.3安装单板
在客户端操作窗口中,双击拓扑图中的网元标识。
根据待安装单板的类型,在单板类型选择区单击相应的板按钮,板按钮高亮显示,同时,模拟子架区中可以安装该类型单板的空闲槽位变为亮黄色,单击某个亮黄色槽位,该单板安装完毕。
依次安装其它单板。
为取消安装按钮,点击该按钮后,槽位上的亮黄色会消失。
注意问题:
(1)可以先创建一个网元,安装单板,注意修改交叉板的属性。
“预设属性”的含义是什么?
什么时候选择这个?
回答:
(2)配置完一个网元的单板后,可以用复制的方法创建其它相同类型的网元,然后做网元属性的一些修改。
复制网元不是可以随便复制的,有哪些限制?
回答:
(3)如果单板安装出错,如何修改?
回答:
填写网元单板安装数量信息:
网元
单板
A
B
C
D
E
F
G
H
NCP
OW
CS
SC
OL16
OL4
OL1
ET1
ET3
2.3.4连接网元