光纤通信实验报告
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第1篇一、前言随着信息技术的飞速发展,光纤通信技术因其高速、稳定、安全的特点,已成为现代社会信息传输的主要方式。
为了深入了解光纤通信技术的原理和应用,我们开展了为期一个月的光纤实践项目。
本次实践旨在通过实际操作,加深对光纤通信技术的理解,提升动手能力和工程实践能力。
以下是本次实践总结报告。
二、项目背景与目标1. 项目背景光纤通信技术自20世纪60年代诞生以来,凭借其优越的性能,逐渐取代了传统的铜线通信方式,成为现代通信的主要手段。
我国在光纤通信领域取得了举世瞩目的成就,但仍有很大的发展空间。
2. 项目目标(1)掌握光纤通信的基本原理和关键技术;(2)了解光纤通信系统的组成和结构;(3)提高动手能力,学会光纤通信设备的安装、调试和维护;(4)培养团队协作精神和创新意识。
三、实践内容与过程1. 光纤通信基本原理学习(1)光纤的类型与特性:本次实践主要学习了单模光纤和多模光纤的特点、应用场景等;(2)光纤传输原理:深入了解了光纤的传输机理,包括全反射、色散、损耗等;(3)光纤通信系统组成:学习了光纤通信系统的各个组成部分,如发射机、光纤、接收机等。
2. 光纤通信设备安装与调试(1)光纤熔接机操作:学习了光纤熔接机的使用方法,掌握了光纤熔接技术;(2)光纤跳线制作:学会了光纤跳线的制作方法,包括剥皮、清洗、熔接等;(3)光纤通信系统调试:对光纤通信系统进行了调试,确保其正常运行。
3. 光纤通信系统维护与故障排除(1)光纤通信系统日常维护:了解了光纤通信系统的日常维护方法,包括清洁、检查、更换等;(2)故障排除:针对光纤通信系统可能出现的故障,学习了故障排除方法,如查找故障点、更换设备等。
四、实践成果与体会1. 实践成果(1)掌握了光纤通信的基本原理和关键技术;(2)熟悉了光纤通信设备的安装、调试和维护;(3)提高了动手能力和团队协作精神;(4)培养了创新意识和工程实践能力。
2. 实践体会(1)理论知识与实践操作相结合的重要性:通过本次实践,深刻体会到理论知识与实践操作相结合的重要性,只有将所学知识应用于实际,才能真正掌握技能;(2)团队协作精神的重要性:在实践过程中,团队成员分工合作,共同解决问题,体现了团队协作精神的重要性;(3)创新意识的重要性:在实践过程中,我们不断尝试新的方法和技术,培养了创新意识。
XX学号时间地点实验题目半导体激光器P-I特性测试实验一、实验目的1、学习半导体激光器发光原理和光纤通信中激光光源工作原理2、了解半导体激光器平均输出光功率与注入驱动电流的关系3、掌握半导体激光器P(平均发送光功率)-I(注入电流)曲线的测试方法二、实验内容1、测量半导体激光器输出功率和注入电流,并画出P-I关系曲线2、根据P-I特性曲线,找出半导体激光器阈值电流,计算半导体激光器斜率效率三、实验仪器1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱1台2、FC接口光功率计1台3、FC-FC单模光跳线 1根4、万用表1台5、连接导线 20根四、实验步骤1、用导线连接电终端模块T68(M)和T94(13_DIN)。
2、将开关BM1拨为1310nm,将开关K43拨为“数字”,将电位器W44逆时针旋转到最小。
3、旋开光发端机光纤输出端口(1310nm T)防尘帽,用FC-FC光纤跳线将半导体激光器与光功率计输入端连接起来,并将光功率计测量波长调整到1310nm档。
4、用万用表测量T97(TV+)和T98(TV-)之间的电阻值(电阻焊接在PCB板的反面),找出所测电压与半导体激光器驱动电流之间的关系(V=IR110)。
5、将电位器W46(阈值电流调节)逆时针旋转到底。
6、打开交流电源,此时指示灯D4、D5、D6、D7、D8亮7、用万用表测量T97(TV+)和T98(TV-)两端电压(红表笔插T97,黑表笔插T98)。
8、慢慢调节电位器W44(数字驱动调节),使所测得的电压为下表中数值,依次测量对应的光功率值,并将测得的数据填入表格中,精确到0.1uW。
9、做完实验后先关闭交流电开关。
10、拆下光跳线与光功率计,用防尘帽盖住实验箱半导体激光器光纤输出端口,将实验箱还原。
五、实验报告结果1、根据测试结果,算出半导体激光器驱动电流,画出相应的光功率与注入电流的关系曲线。
2、根据所画的P-I特性曲线,找出半导体激光器阈值电流的大小。
光纤通信实验报告实验1.1了解和掌握了光纤的结构、分类和特性参数.能够快速准确的区分单模或者多模类型的光纤。
实验1.21.关闭系统电源.将光跳线分别连接TX1550、RX1550两法兰接口(选择工作波长为1550nm的光信道).注意收集好器件的防尘帽。
2.打开系统电源.液晶菜单选择“码型变换实验—CMI码PN”。
确认.即在P101铆孔输出32KHZ的15位m序列。
3.示波器测试P101铆孔波形.确认有相应的波形输出。
4.用信号连接线连接P101、P203两铆孔.示波器A通道测试TX1550测试点.确认有相应的波形输出.调节 W205 即改变送入光发端机信号(TX1550)幅度.最大不超过5V。
即将m序列电信号送入1550nm光发端机.并转换成光信号从TX1550法兰接口输出。
5.示波器B通道测试光收端机输出电信号的P204试点.看是否有与TX1550测试点一样或类似的信号波形。
6.按“返回”键.选择“码型变换实验—CMI码设置”并确认。
改变SW101拨码器设置(往上为1.往下为0).以同样的方法测试.验证P204和TX1550测试点波形是否跟着变化。
7.轻轻拧下TX1550或RX1550法兰接口的光跳线.观测P204测试点的示波器B通道是否还有信号波形?重新接好.此时是否出现信号波形。
8.以上实验都是在同一台实验箱上自环测试.如果要求两实验箱间进行双工通信.如何设计连接关系.设计出实验方案.并进行实验。
9.关闭系统电源.拆除各光器件并套好防尘帽。
实验2.11.关闭系统电源.按照图2.1.1将1550nm光发射端机的TX1550法兰接口、FC-FC单模尾纤、光功率计连接好(TX1550通过尾纤接到光功率计).注意收集好器件的防尘帽。
2.打开系统电源.液晶菜单选择“码型变换实验-- CMI码设置” 确认.即在P101铆孔输出32KHZ的SW101拨码器设置的8比特周期性序列.如10001000。
3.示波器测试P101铆孔波形.确认有相应的波形输出。
光纤通信实验报告实验报告:光纤通信技术引言:光纤通信技术是一种基于光传输原理的高速、大容量、低损耗的通信方式。
光纤通信以其优异的性能和广泛的应用领域受到了广泛的关注。
本次实验旨在探究光纤通信的基本原理和实验方法,以及光纤通信的特点和应用。
一、光纤通信的基本原理1.光纤通信的原理光纤通信是利用光纤作为传输介质,将光信号转换为电信号进行传输。
它主要包括光信号的产生、调制、传输和接收等过程。
光信号通过激光器发射端发出,经过光纤传输到接收端,然后通过光电转换器将光信号转换为电信号。
2.光纤的工作原理光纤是一种具有高折射率的细长光导纤维,主要由芯层、包层和包住层组成。
光信号在传输过程中会发生多次反射,利用全内反射原理将光信号在光纤内损耗尽可能小地传播。
二、光纤通信实验的步骤1.光信号的产生通过激光器发射端发出激光光束,光纤接收端接收光信号。
2.光信号的调制利用调制器对光信号进行调制,使其携带有用信息。
3.光信号的传输利用光纤的高折射率和全内反射的特点,将光信号传输到接收端。
4.光信号的接收通过光电转换器将光信号转换为电信号,进而进行信号处理,如放大、滤波等。
三、光纤通信的特点和应用1.高速传输光纤通信具有高传输速率和大容量的优势,可以满足现代通信的高速要求。
2.低损耗光纤通信中光信号的传输损耗非常小,可以远距离传输无衰减。
3.安全性强光信号在传输过程中不容易被窃听或干扰,保证了通信的安全性。
4.应用广泛结论:通过本次实验,我们深入了解了光纤通信的基本原理和实验方法。
光纤通信具有高速传输、低损耗、安全性强和应用广泛等特点,是现代通信领域的重要技术。
光纤通信的发展势头迅猛,未来有望取代传统的铜线通信,成为主流的通信技术。
光纤通信实验报告光纤通信是一种使用光信号传输数据的通信技术,它利用了光的高速传输和大带宽的特性,成为了现代通信领域的重要技术之一。
在本次实验中,我们对光纤通信的原理和实验验证进行了深入研究。
实验一: 光的传播特性我们首先对光的传播特性进行了研究。
选择了一根直径较细的光纤,并采用了迎射法和反射法进行传导实验。
通过在纤芯中投射光线,并观察传导的情况,我们验证了光在光纤中的传播路径并没有明显偏向,光线能够相对直线传播。
实验二: 光纤的损耗与色散在光纤通信中,损耗和色散是不可避免的问题。
我们通过实验对光纤中损耗和色散的影响进行了测试。
损耗实验中,我们通过分析在不同长度光纤中传输的光强度,发现随着距离的增加,光强度会逐渐减弱。
这是由于光纤中存在材料吸收和散射等因素造成的。
为了减小损耗,优化光纤的材料和结构是很重要的。
色散实验中,我们将不同波长的光信号通过光纤传输,并测量到达另一端的时间。
实验结果显示,不同波长的光信号到达时间存在差异。
这是由于光纤中折射率随波长变化而引起的色散效应。
为了减小色散,需要采用更先进的技术,如光纤衍生波导和光纤增益等手段。
实验三: 单模光纤与多模光纤光纤通信中,单模光纤和多模光纤是常用的两种类型。
通过实验,我们对这两种光纤的传输特性进行了研究。
我们首先测试了单模光纤。
结果显示,在单模光纤中,光信号会以单一光波传播,因此具有较低的色散和损耗,适用于远距离传输和高速通信。
然后我们进行了多模光纤的实验。
实验结果显示,多模光纤中存在多个模式的光信号传播,由于不同模式间的传播速度不同,会导致严重的色散和损耗问题。
因此,多模光纤适用于近距离传输和低速通信。
结论通过本次光纤通信实验,我们对光纤通信的原理和实际应用有了更深入的了解。
我们发现光纤通信具有高速率、低损耗和大带宽等优势,而不同类型的光纤对于不同的通信需求有着不同的适应性。
然而,我们也看到了光纤通信中存在的一些问题,如损耗、色散和设备成本等。
光通信实验报告实验一:测量光纤耦合效率【实验简介】:光线主要用于通信、光纤传感、图像传送以及光能传递等方面。
由于光纤制造技术的不断进步,光线内部的损耗越来越小,因此在实际应用中提高光源与光纤之间的耦合效率是提高系统传输效率的重要技术之一。
【实验目的】:1.了解光纤特性,种类2.掌握光纤耦合的基本技巧及提高耦合效率的手段3.熟悉常用的耦合方法【实验装置示意图】:【实验数据】:光纤输出光功率:0.78mW光纤输入光功率:1.9mW耦合效率为:0.78/1.9*100%=41.1%【实验思考总结】耦合时,因为起始的光强较弱,用探测器检测效果不明显。
可以先用目测法,观察输出光斑的亮度。
等到达到一定的亮度之后,在接入探测器,观察示数。
调节时,首先调节高度,然后调节俯仰角,最后在调节左右对准度与旋转方向。
实验二:测量光纤损耗【实验目的】:通过测量单模光纤的衰减值,了解测量光纤损耗的常用方法:插入法(实际测量中很多器件的插损、损耗都使用这种方法)。
【实验原理】:光源发出的光通过光的注入系统输入到短光纤中,并通过光纤活动连接器与光功率计接通。
首先测量短光纤的输出功率P1,然后通过光纤连接器接入被测光纤,测量长光纤的输出功率P2,则光纤的总损耗为被测光纤的长度为L,则光纤的损耗系数为【实验装置示意图】:【实验数据】:光纤长度L:6km波长为1310nm的数据电流(mA)22.5 17.0 7.3P1(dBm) -7.1 -9.9 -13.2 P2(dBm) -9.2 -12.8 -15.5 损耗A(dB) 2.1 2.9 2.5 损耗系数0.44 0.41 0.383 (dB/km)波长为1550nm的数据电流(mA)25.4 16.2 13.6 P1(dBm) -6.9 -10.0 -11.1 P2(dBm) -8.7 -11.9 -12.9 损耗A(dB) 1.8 1.9 1.8 损耗系数0.30 0.32 0.30 (dB/km)实验三:测量光纤的数值孔径【实验简介】:光纤的数值孔径大小与纤芯折射率、纤芯-包层相对折射率差有关。
光纤传输实验报告(共8篇)
1. 实验目的
通过本次实验,我们的目的是了解光纤传输的基本原理、结构和特点,并熟悉光纤通信系统的构成,掌握光纤传输实验的基本操作和注意事项。
2. 实验器材和材料
主要器材有:激光器、偏振器、光纤发射机、光纤接收机、光功率计、光纤、电缆等。
主要材料有:测试记录表格、实验手册等。
3. 实验原理
光纤传输是指利用光纤作为信号传输中介的通信方式。
光纤是一种用玻璃、塑料、石英等物质制成的细长、柔韧可弯曲的导光体,通过对光的全内反射来实现信号的传输。
在光纤传输中,激光作为载荷被发射机转换成光信号,经过光纤的传播和干扰、衰减和扩散、噪声和失真等影响后,到达接收机进行解码并转换为电信号输出。
4. 实验步骤
(1)接通设备并拟定实验计划:先接通激光器、光纤发射机和光纤接收机等设备,确定实验计划和实验要求。
(2)调整偏振器和测试光功率:首先需要调整偏振器并测量测试光功率,确保光信号的输出和传输。
(3)连接光纤并测试网络质量:将光纤连接到发射机或接收机并测试网络质量,计算信号的传输速度和误码率等参数。
(4)记录数据并分析结果:将实验过程中的数据记录下来,并进行数据分析和统计,得出结论并进行总结。
5. 实验注意事项
(1)实验操作时需严格遵守操作规程和安全规范,避免任何不必要的事故和安全隐患。
(2)实验时需认真检查设备连接,确保连接正确和稳定,以免出现信号的传输失败和误差。
(3)实验过程中需注意环境干扰和噪声干扰,以免影响实验结果和数据测量的准确性。
(4)实验结束后需及时关闭设备并整理实验器材、材料、记录表格等,保持实验室的整洁和安全。
课程名称:光纤通信实验名称:实验3 接收机灵敏度和动态范围测量实验姓名:班级:学号:实验时间:指导教师:得分:一、实验目的1、了解和掌握光收端机灵敏度的指标要求和测试方法。
2、掌握误码仪的使用方法。
二、实验器材主控&信号源模块25 号光收发模块23 号光功率计 & 误码仪模块三、实验原理光接收机的性能指标主要包括灵敏度和动态范围。
(1)灵敏度灵敏度是光端机的重要特性指标之一,它表示了光接收机接收微弱信号的能力,是系统设计的重要依据。
光接收机灵敏度的定义是:在给定误码率或信噪比条件下,光接收机所能接收的最小平均光功率。
在测灵敏度时应注意 3 点:1、在测量光接收机灵敏度时,首先要确定系统所要求的误码率指标。
对不同长度和不同应用的光纤数字通信系统,其误码率指标是不一样的。
例如,在短距离光纤数字通信系统中,要求误码率一般为,而在 420km 数字段中,则要求每个中继器的误码率为。
对同一个光接收机来说,当要求的误码率指标不同时,其接收机的灵敏度也就不同。
要求误码率越小,则灵敏度就越低,即要求接收的光功率就越大。
因此,必须明确,对某一接收机来说,灵敏度不是一个固定不变的值,它与误码率的要求有关。
测量时,首先要确定系统设计要求的误码率,然后再测该误码率条件下的光接收机灵敏度的数值。
2、要注意光接收机灵敏度定义中的光功率是指最小平均光功率,而不是指任何一个在达到系统要求的误码率时所对应的光功率。
因此,要特别注意“最小”的概念。
所谓“最小”,就是指当接收的光功率只要小于此值,误码率立即增加而达不到要求。
应该指出,对某一接收机来说,光功率只要在它的动态范围内变化,都能保证系统要求的误码率。
但灵敏度只有一个,即接收机所能接收的最小光功率。
3、灵敏度指的是平均光功率,而不是光脉冲的峰值功率。
这样,光接收机的灵敏度就与传输信号的码型有关。
码型不同,占空比不同,平均光功率也不同,即灵敏度不同。
在光纤数字传输系统中常用的 2 种码型 NRZ 码和 RZ 码的占空比分别为100%和 50%。
光纤通信实验报告
实验目的:通过实际操作,了解光纤通信的基本原理和技术特点,
掌握光纤通信系统的组成和工作过程,以及光纤连接的方法。
实验仪器:光纤通信实验箱、光纤收发器、光纤跳线、示波器、光
功率计等。
实验步骤:
1. 搭建光纤通信实验箱,将光纤收发器连接至实验箱主机。
2. 用光纤跳线将实验箱主机与光功率计连接,以便实时监测光功率
的变化。
3. 调节实验箱主机的光发射功率和接收灵敏度,使其达到最佳状态。
4. 在示波器上观察传输信号的波形,分析信号的稳定性和传输质量。
5. 采用不同的光纤连接方法,比较它们对信号传输的影响,验证光
纤连接的重要性。
实验结果与分析:
经过实验操作,我们可以明显地感受到光纤通信系统的高速传输、
低损耗、抗干扰等优点。
同时,我们也发现光纤连接的质量对信号传
输有着至关重要的影响,需要谨慎处理光纤的清洁、固定和连接方式,以确保信号传输的稳定性和可靠性。
实验总结:
通过本次实验,我们深入了解了光纤通信的基本原理和技术特点,掌握了光纤通信系统的组成和工作过程,以及光纤连接的方法。
同时也加深了对光纤通信技术在现代通信领域中的广泛应用和重要性的认识,为我们今后的学习和研究打下了坚实的基础。
希望通过持续的实践和探索,我们能够进一步提升对光纤通信技术的理解和应用水平,为推动通信技术的发展做出更大的贡献。
光纤通信实验报告全一、实验目的1. 学习光纤通信的基本原理;2. 掌握光纤通信实验的基本步骤和方法;3. 熟悉光纤通信系统所需的主要元器件。
二、实验原理1. 光纤通信的基本原理光纤通信是指利用光纤作为传输介质,将信号进行传输和接收的通信方式。
它的原理基于光的全反射和光纤的全内反射,将光信号从一端传输到另一端。
光纤通信和其他传输方式相比,具有传输速度快、传输距离远、容量大等特点。
2. 光纤通信的主要元器件光纤通信系统的主要元器件有:光源、光纤、光学耦合器、接收器等。
其中,光源是产生光信号的元器件;光纤是光信号传输的介质;光学耦合器是将光源产生的光信号耦合到光纤中的元器件;接收器是将光纤中传输的光信号转换成电信号的元器件。
三、实验步骤1. 实验前准备先检查实验中所需的仪器设备是否齐全,包括光源、光纤、光学耦合器、接收器等。
接着,将实验仪器逐一放置在实验室桌面上,并保证其正常工作。
2. 测试单模光纤的传输性能选用单模光纤,将光源输出的光信号通过光学耦合器输入到光纤中,然后将光纤输出端的光信号转换成电信号进行检测并记录。
在实验中,可以通过检测光信号的衰减程度、频率响应等参数,测试单模光纤的传输性能。
4. 测试光纤模式发射器的输出功率和频率特性5. 测试光纤接收器的灵敏度和非线性特点四、实验结果在实验中,我们通过测试单模光纤和多模光纤的传输性能,以及光纤模式发射器和光纤接收器的性能特点,得到了丰富的实验数据。
通过对实验数据的分析,我们得出了以下结论:1. 单模光纤相比于多模光纤,具有更小的光信号衰减和更高的频率响应;2. 光纤模式发射器的输出功率和频率特性较为稳定,可以满足长距离信号传输的需求;3. 光纤接收器的灵敏度和非线性特点对于信号传输的质量影响较大,应予以重视。
通过本次实验,我们更深入地了解了光纤通信的原理和应用,掌握了基本的光纤通信实验技能和方法。
在实验中,我们也发现了光纤通信系统所需的主要元器件,以及它们的性能特点和应用范围。
六、实验结果1.记录实验中得到的数据和波形,标上必要的实验说明。
P106扰码数据序列码为11001100与理论一致,P103为加扰信号P103对应的加扰信号、P2025与P201波形一致2.长连“0”、长连“1”的数字信号不利于接收端的位同步提取,扰码是怎样解决这个问题。
答:伪随机序列会减少连0、1的长度,而且随着M序列的长度的增加,这种概率变得很小。
实验2.2 光纤信道眼图观察(a) 二进制系统 (b) 随机数据输入后的二进制系统图6.5.4 实验室理想状态下的眼图四、实验步骤1.关闭系统电源,按照图6.5.1将1310nm光发射端机的TX1310法兰接口、FC-FC单模尾纤、1310nm 光接收端机的RX1310法兰接口连接好。
注意收集好器件的防尘帽。
2.打开系统电源,在液晶菜单选择“码型变换实验-扰码PN”的子菜单,确认; P101测试点观测菜单选择的基带数据序列。
3.用信号连接线连接P103、P201两铆孔,示波器A通道测试TP201测试点,确认有相应的波形输出。
注意插好KO1、KO2、KO3跳线器。
连接P202、P111两铆孔,即将光电转换信号送入数据接收单元。
信号转换过程如图6.5.14.对照加扰规则,观测P103测试点的加扰后序列信号,是否符合其规则。
看波形码型时可用其时钟进行同步。
P102为数据对应的时钟,P106为扰码数据。
5.示波器B通道测试P202测试点,看是否有与TP201测试点一样或类似的信号波形。
注意看K05插入右侧,测试P115译码输出测试点,看是否跟发端设置的基带数据P101测试点一样或类似的信号波形。
6.连接P202、P112,即1310nm光接收端机光电转换加扰后数据自动送往均衡滤波器电路。
示波器A 通道(触发TRTIGGER档)测试P102测试点(与码元同步的时钟T),示波器B通道测试TP106测试点(均衡滤波器输出波形)7.调节调整示波器的扫描周期(=nT),使TP106的升余弦波波形的余辉反复重叠(即与码元的周期同步),则可观察到n只并排的眼图波形。
眼图上面的一根水平线由连1引起的持续正电平产生,下面的一根水平线由连0码引起的持续的负电平产生,中间部分过零点波形由1、0交替码产生。
8.调整W901直到TP106点波形出现过零点波形重合、线条细且清晰的眼图波形(即无码间串扰、无噪声时的眼图)。
在调整W901过程中,可发现眼图过零点波形重合时W901的位置不是唯一的,它正好验证了无码间串扰的传输特性不唯一。
9.关闭系统电源,拆除各光器件并套好防尘帽。
五、测量点说明P101:菜单设置的数字序列输出序列波形测试点。
P102:P101对应的码元时钟测试点。
P103:对应的加扰后信号。
P106:扰码数据序列。
P111:数据接收单元的电信号接收铆孔。
P112:均衡滤波器的信号输入铆孔。
P115:解扰输出。
P201:光发射端机的外部电信号输入铆孔。
TP201:输入1310nm光发射端机的电信号测试点。
P202: 1310nm光接收端机输出的数字信号。
TP106:通过均衡滤波器输出波形,眼图观测点。
六、实验结果1.绘出实验观察到的几种情况下的升余弦波形及眼图形状,标上必要的实验说明。
2.叙述眼图的产生原理以及它的作用。
答:眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形,它包含了丰富的信息,从眼图上可以观察出码间串扰和噪声的影响,体现了数字信号整体的特征,从而估计系统优劣程度,因而眼图分析是高速互连系统信号完整性分析的核心。
另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整,以减小码间串扰,改善系统的传输性能。
用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端,然后调整示波器扫描周期,使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步,这时示波器屏幕上看到的图形就称为眼图。
示波器一般测量的信号是一些位或某一段时间的波形,更多的反映的是细节信息,而眼图则反映的是链路上传输的所有数字信号的整体特征,如下图所示实验3 模拟/数字电话光纤传输系统实验一、实验目的1.了解电话接口电路组成;2.了解电话呼叫接续过程;3.掌握电话呼叫时的各种可闻信号音的特征;4.了解记发器的工作过程;5.掌握PCM编译码原理;6.了解双光纤全双工通信的组成结构。
二、实验仪器1.光纤通信实验箱2.20M双踪示波器3.FC-FC单模光跳线 2根5.铆孔连接线 若干三、基本原理本实验系统主要由两大部分组成:电端机部分、光信道部分。
电端机由电话用户接口电路A 、PCM 编译码A 、记发器电路、PCM 编译码B 、电话用户接口电路B 等组成,光信道为双光纤通信结构。
电话语音信号的光纤传输,可以有多种方式,一种是原始语音信号,经过光纤直接进行传输;另一种方式是先把话音信号数字化,然后再经过光纤传输,目前使用最多的是PCM 编译码方式。
下面先介绍本实验平台上两路电话电路接口示意图。
图7.1.1 电话用户A 、B 结构示意图图7.1.2 电话用户A 、B 模拟光传输结构示意图(A 到B 单工)P601 用户A用户BP804激光/探测P201P205PCM 编码 PCM译码TP801/802P801P802P804用户B :49P803PCM 编码 PCM译码P601P602P603P604TP601用户A :48图7.1.3数字电话光纤通信基本组成结构示意图(一)电话接口电路原理介绍用户电路也可称为用户线接口电路(Subscriber Line Interface Circuit —SLIC )。
任何交换机都具有用户线接口电路。
根据用户电话机的不同类型,用户线接口电路(SLIC )分为模拟用户接口电路和数字用户接口电路两种。
模拟用户线接口电路在实现上的最大压力是应能承受馈电、铃流和外界干扰等高压大电流的冲击,过去都是采用晶体管、变压器(或混合线圈)、继电器等分立元件构成。
在实际中,基于实现和应用上的考虑,通常将BORSHCT 功能中过压保护由外接元器件完成,编解码器部分另单成一体,集成为编解码器(CODEC ),其余功能由集成模拟SLIC 完成。
在布控交换机中,向用户馈电,向用户振铃等功能都是在绳路中实现的,馈电电压一般是-60V ,用户的馈电电流一般是20mA ~30mA ,铃流是25Hz,90V 左右,而在程控交换机中,由于交换网络处理的是数字信息,无法向用户馈电、振铃等,所以向用户馈电、振铃等任务就由用户线接口电路来承担完成,再加上其它一些要求,程控交换机中的用户线接口电路一般要具有B (馈电),R (振铃)、S (监视)、C (编译码)、H (混合)、T (测试)、O (过压保护)七项功能。
图7.1.4为模拟用户线接口功能框图。
模拟用户线接口电路的功能可以归纳为BORSCHT 七种功能,具体含义是:(1)馈电(B-Battery feeling )向用户话机送直流电流。
通常要求馈电电压为—48伏或—24伏,环路电流不小于18m A.(2)过压保护(O —Overvoltage protection )防止过压过流冲击和损坏电路、设备。
(3)振铃控制(R —Ringing Control )向用户话机馈送铃流,通常为25Hz/90Vrms 正弦波。
(4)监视(S-Supervision )监视用户线的状态,检测话机摘机、挂机与拨号脉冲等信号以送往控制网络和交换网络。
(5)编解码与滤波(C-CODEC/Filter )在数字交换中,它完成模拟话音与数字码间的转换。
通常采用PCM 编码器(Coder )与解码器(Decoder)来完成,,统称为CODEC 。
相应的防混叠与平滑低通滤波器占有话路(300Hz-3400Hz )带宽,编码速率为64kb/s 。
(6)混合(H —Hyhird )完成二线与四线的转换功能,即实现模拟二线双向信号与PCM 发送,接收数字四线单向信号之间的连接。
过去这种功能由混合线圈实现,现在改为集成电路,因此称为“混合电路”。
(7)测试(T —Test )对用户电路进行测试。
光纤 1310nmLD+单模 PCM 编 译 码光 电电 光 光发射 光接收P201P202光纤1550nmLD+单模电 光光 电 光接收 光发射PCM 编 译 码P204P203电话用户 接口A电话 用户 接口BPBL 387 10 TP3067铃流发生器馈电电源模拟用户线过压保护电路测试开关振铃继电器馈电电路混合电路编码器解码器低通平衡低通a b号之外,还需要传送相反方向的信号,如交换机要向用户传送关于交换机设备状况,以及被叫用户状态的信号。
由此可见,一个完整电话通信系统,除了交换系统和传输系统外,还应有信令系统。
用户向电信局交换机发送的信号有用户状态信号(一般为直流信号)和号码信号(地址信号)。
交换机向用户发送的信号有各种可闻信号和振铃信号(铃流)两种。
在本实验系统中,电话呼叫接续时的各种可闻信号音由CPLD 可编程逻辑器件EPM240产生,在记发器的控制下,将相应的信号音送给电话用户。
A .各种可闻信号:一般采用频率为500Hz 的交流信号,例如:拨号音:(Dial tone )连续发送的500Hz 信号。
回铃音:(Echo tone )1秒送,4秒断的5秒断续的500Hz 信号。
忙音: (busy tone )0.35秒送,0.35秒断的0.7秒断续的500Hz 信号。
B .振铃信号(铃流):一般采用频率为25Hz ,幅度为75V ±15V 的交流电压,以1秒送,4秒断的5秒断续方式发送。
图7.1.8 工作原理框图记发器电路是记发器模块(CPU 主处理器)及外围电路,主要由CPU 芯片U501 (AT89C51)、CPLD 可编程器件EPM240、锁存器74HC573等组成,它们在系统软件的作用下,完成对话机状态的监视、信号音及铃流输出的控制、电话号码的识别、交换命令发送等功能。
见图7.1.9,具体叙述如下:1.用户状态检测电路:接收各个用户线接口电路输出的用户状态检测信号DETX (X 是话路的序号),可以是A 、B ,例如DETA 是电话A话路的用户状态检测信号(下面文字说明中标号的X 含义与此处相同),信号直接送入CPU 的P1口,以识别主、被叫用户摘挂机状态。
2.信号音控制电路:主要由单片机U501及4066的电子开关组成,由CPU 经EPM240口输出的拨号音控制信号(SELA1)、忙音控制信号(SELA2)、回铃音控制信号(SELA3)的作用下,分别分时地将上述三种信号通过电子开关送入主叫用户的电话收端(听筒)。
3.铃流控制电路:由上述的单片机U501、EPM240和用户线接口芯片PBL 38710的有关电路等组成。
自动交换时,在单片机U501控制作用下,EPM240口输出的振铃音信号(RING ),铃流音控制信号(CA)送给PBL38710,RING 信号由PBL38710提升功率后,使其有效值达到75V 左右,在CA 的控制下送往电话机,驱动振铃。