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实验七时分复用数字基带通信系统一、实验目的1.掌握时分复用数字基带通信系统的基本原理及数字信号传输过程。
2.掌握位同步信号抖动、帧同步信号错位对数字信号传输的影响。
3.掌握位同步信号、帧同步信号在数字分接中的作用。
二、实验内容1.用数字信源模块、数字终端模块、位同步模块及帧同步模块连成一个理想信道时分复用数字基带通信系统，使系统正常工作。
2.观察位同步信号抖动对数字信号传输的影响。
3.观察帧同步信号错位对数字信号传输的影响。
4.用示波器观察分接后的数据信号、用于数据分接的帧同步信号、位同步信号。
三、基本原理本实验要使用数字终端模块。
1. 数字终端模块工作原理：原理框图如图7-1所示，电原理图如图7-2所示(见附录)。
它输入单极性非归零信号、位同步信号和帧同步信号，把两路数据信号从时分复用信号中分离出来，输出两路串行数据信号和两个8位的并行数据信号。
两个并行信号驱动16个发光二极管，左边8个发光二极管显示第一路数据，右边8个发光二极管显示第二路数据，二极管亮状态表示“1”，熄灭状态表示“0”。
两个串行数据信号码速率为数字源输出信号码速率的1/3。
在数字终端模块中，有以下测试点及输入输出点：• S-IN 时分复用基带信号输入点• SD 抽样判后的时分复用信号测试点• BD 延迟后的位同步信号测试点• FD 整形后的帧同步信号测试点• D1 分接后的第一路数字信号测试点• B1 第一路位同步信号测试点• F1 第一路帧同步信号测试点• D2 分接后的第二路数字信号测试点• B2 第二路位同步信号测试点• F2 第二路帧同步信号测试点图7-1 数字终端原理方框图图7-1中各单元与电路板上元器件对的应关系如下：•延迟1 U63：单稳态多谐振荡器4528•延迟2 U62:A：D触发器4013•整形U64:A：单稳态多谐振荡器4528；U62:B：D触发器4013•延迟3 U67、U68、U69：移位寄存器40174•÷3 U72：内藏译码器的二进制寄存器4017•串/并变换U65、U70：八级移位寄存器4094•并/串变换 U66、U71：八级移位寄存器4014(或4021)•显示三极管9013；发光二极管延迟1、延迟2、延迟3、整形及÷3等5个单元可使串/并变换器和并/串变换器的输入信号SD、位同步信号及帧同步信号满足正确的相位关系，如图7-3所示。
一、实验目的1. 理解时分复用的基本概念和原理；2. 掌握时分复用系统的组成和实现方法；3. 熟悉实验仪器的使用和操作；4. 分析实验数据，验证时分复用系统的性能。
二、实验原理时分复用（Time Division Multiplexing，TDM）是一种将多个信号在时间上进行分割，通过同一传输介质进行传输的技术。
在时分复用系统中，每个信号占用一段固定的时间，称为时隙。
在传输过程中，各信号按照一定的顺序依次传输，接收端根据时隙顺序进行信号分离。
时分复用系统的原理如下：1. 时分复用器（Multiplexer）：将多个信号按照时隙顺序进行复用，形成一个复用信号；2. 传输介质：将复用信号传输到接收端；3. 解复用器（Demultiplexer）：将复用信号按照时隙顺序进行解复用，还原出各个原始信号。
三、实验仪器与设备1. 时分复用实验平台；2. 示波器；3. 信号发生器；4. 信号分析仪。
四、实验步骤1. 将时分复用实验平台连接好，确保各设备正常工作；2. 设置信号发生器，生成多个原始信号，分别为信号1、信号2、信号3；3. 将信号1、信号2、信号3分别输入时分复用器的输入端；4. 设置时分复用器，使信号1、信号2、信号3依次占用时隙；5. 观察示波器，观察复用信号的波形；6. 将复用信号输入解复用器，观察解复用后的信号波形；7. 比较原始信号和解复用信号的波形，分析实验结果。
五、实验数据与分析1. 实验数据：（1）原始信号1：频率为1kHz，幅度为1V；（2）原始信号2：频率为2kHz，幅度为1V；（3）原始信号3：频率为3kHz，幅度为1V；（4）复用信号：频率为3kHz，幅度为3V；（5）解复用信号1：频率为1kHz，幅度为1V；（6）解复用信号2：频率为2kHz，幅度为1V；（7）解复用信号3：频率为3kHz，幅度为1V。
2. 实验分析：（1）在时分复用过程中，原始信号1、信号2、信号3依次占用时隙，形成复用信号。
一、实验名称：时分复用实验二、实验目的：1. 理解时分复用的基本概念和原理。
2. 掌握时分复用系统的组成和信号传输过程。
3. 通过实验加深对时分复用技术在通信系统中的应用理解。
三、实验原理：时分复用（Time Division Multiplexing，TDM）是一种将多个信号在相同传输媒介上按时间顺序依次传输的技术。
它将时间分割成若干个时隙，每个时隙分配给一个信号进行传输，从而实现多个信号在同一信道上的传输。
四、实验器材：1. 时分复用实验装置2. 示波器3. 信号发生器4. 信号分析仪5. 计算器五、实验步骤：1. 连接实验装置：按照实验指导书的要求，正确连接时分复用实验装置、示波器、信号发生器和信号分析仪。
2. 设置实验参数：根据实验要求，设置信号发生器的频率、幅度和相位等参数，确保信号符合实验要求。
3. 发送端信号生成：在发送端，使用信号发生器产生多个信号，并通过时分复用器进行复用。
观察示波器上显示的复用信号。
4. 复用信号传输：将复用信号传输到接收端。
5. 接收端信号解复用：在接收端，使用时分复用器对复用信号进行解复用，恢复出原始信号。
观察示波器上显示的解复用信号。
6. 信号分析：使用信号分析仪对发送端和接收端的信号进行对比分析，验证时分复用系统的性能。
六、实验数据记录与分析：1. 记录实验参数：记录信号发生器的频率、幅度和相位等参数，以及时分复用器的工作状态。
2. 观察信号变化：观察示波器上显示的复用信号和解复用信号，分析信号的传输过程和性能。
3. 分析实验结果：对比发送端和接收端的信号，分析时分复用系统的误码率、信号衰减等性能指标。
七、实验结论：1. 时分复用技术能够有效实现多个信号在同一信道上的传输，提高信道的利用率。
2. 通过实验验证，时分复用系统能够较好地恢复原始信号，保证信号的传输质量。
3. 时分复用技术在通信系统中具有广泛的应用前景。
八、实验讨论：1. 分析时分复用系统的优缺点。
1. 理解时分复用（Time Division Multiplexing，TDM）的基本原理和过程。
2. 掌握光纤传输系统中时分复用与解复用的实现方法。
3. 通过实验验证时分复用技术在光纤通信中的应用效果。
二、实验原理时分复用是一种数字通信技术，它将多个信号源的数据流按照一定的时间间隔分别传输。
在发送端，将多个数据流分别编码后，按顺序发送到光纤上。
在接收端，根据每个数据流的时间顺序，对信号进行解码，从而恢复出原始数据。
时分复用系统主要由以下几个部分组成：1. 数据源：产生需要传输的数据流。
2. 编码器：将数据流转换为适合传输的信号。
3. 时钟同步：保证发送端和接收端的时间同步。
4. 发送器：将编码后的信号发送到光纤上。
5. 光纤：传输信号。
6. 接收器：从光纤上接收信号。
7. 解码器：将接收到的信号解码，恢复出原始数据。
三、实验设备1. 光纤通信实验箱2. 光纤发射机3. 光纤接收机4. 光纤跳线5. 示波器6. 信号发生器7. 信号分析仪1. 连接实验设备：按照实验要求连接光纤通信实验箱、光纤发射机、光纤接收机、光纤跳线等设备。
2. 设置实验参数：根据实验要求设置光纤发射机和接收机的参数，如波长、功率、调制方式等。
3. 发送端测试：a. 使用信号发生器产生多个数据流。
b. 使用编码器将数据流转换为适合传输的信号。
c. 将编码后的信号发送到光纤上。
4. 接收端测试：a. 使用光纤接收机接收从光纤上传输的信号。
b. 使用解码器将接收到的信号解码，恢复出原始数据。
c. 使用示波器观察接收到的信号波形，分析信号质量。
5. 实验结果分析：根据实验数据，分析时分复用技术在光纤通信中的应用效果。
五、实验结果与分析1. 实验结果：实验成功实现了多个数据流的光纤时分复用传输，接收端恢复出的原始数据与发送端数据一致。
2. 实验分析：a. 时分复用技术在光纤通信中具有很高的效率，可以充分利用光纤的带宽资源。
b. 时分复用系统对时钟同步要求较高，否则会导致信号错位。
数字时分复接系统光通信实验一、实验目的1.掌握数字时分复用/解复用的概念和原理。
2.掌握数字时分复接光通信系统的结构。
3.掌握同步复接的帧结构二、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4法兰式可调衰减器5.光分路器6.小型电话单机 27.计算机串口线8.铆孔连接线若干三、基本原理在数字通信中，为扩大传输容量和提高传输效率，通常需要把若干低速的数据码流按一定格式合并为高速数据码流，以满足上述需要。
数字复接就是依据时分复用基本原理完成数码合并的一种技术。
在时分复用中，把时间划分为若干时隙，各路信号在时间上占有各自的时隙，即多路信号在不同的时间内被传送，各路信号在时域中互不重叠。
把两个或两个以上的支路数字信号按时分复用方式合并成单一的合路数字信号的过程称为数字复接，其实现设备称为数字复接器。
在接收端把一路复合数字信号分离成各路信号的过程称为数字分接，其实现设备称为数字分接器。
数字复接器、数字分接器和传输信道共同构成数字复接系统。
本实验平台中，数据发送单元模块的U101内集成了数字复接器，数据接收单元的U105内集成了数字分接器，连接好光传输信道即构成了一个完整的数字复接系统。
数字复接的方法主要有按位复接、按字复接和按帧复接三种；按照复接时各路信号时钟的情况，复接方式可分为同步复接、异步复接与准同步复接三种。
本实验中选择了按字复接的方法和准同步复接的方式。
本实验中数字复接系统方框图，如下图7.3.1：定时单元给设备提供一个统一的基准时钟。
码速调整单元把速率不同的各支路信号，调整成与复接设备定时完全同步的数字信号，以便由复接单元把各支路信号复接成一个数字流。
本实验中，码速调整单元将PCM1编码数据、PCM2编码数据、PC 机数据和地址开关（拨码器）设置的8BIT 数据都调整成速率为512KHZ 的码元，然后复接进同一个数据码流中。
并在第1路时隙中加入帧同步信号，在第7路时隙中加入的有关数据信息的信令。
实验七时分复用数字信号接收实验08电科(1)班第5组舜080702130一、实验目的1.掌握时分复用数字基带通信系统的基本原理及数字信号传输过程。
2.掌握位同步信号、帧同步信号在数字分接中的作用。
二、实验内容1.用数字基带信号、位同步信号、帧同步信号组成一个理想信道的时分复用数字基带通信系统，使系统正常工作。
2.用示波器观察分接后的数据信号、用于数据分接的帧同步信号、位同步信号。
3.观察位同步信号抖动对数字信号传输的影响。
4.观察帧同步信号错位对数字信号传输的影响。
三、实验原理（具体见指导书）图TP11-TP12图TP11-TP12双踪，信号一为TP11为时分复用信号，波形由信号源的拨码开关控制（拨码开关设置为11110000 11110000 00000000）信号二为TP12是位同步信号，频率为170.5KHZ，占空比为50%的方波图TP11-TP13图TP11-TP13双踪，信号一为TP11，信号二TP13为帧同步信号，频率为7.5KHZ，占空比为33%的方波图TP11-TP14图TP11-TP14双踪，信号一为TP11，信号二为TP14抽样判决后的时分复用信号拨码开关设置为：11110000 11110000 00000000图TP17-TP18设置为11110000），信号二TP18为位同步信号图TP17-TP18(2)图TP17-TP18(2)为通过改变SW001为111101000后的波形图TP17-TP19图TP17-TP19两信号双踪，信号一为TP17是分接后的第一路数字信号（SW001为111101000），信号二为TP19是第一路帧同步信号图TP20-TP21为：11110000），信号二TP21为第二路位同步信号图TP20-TP21（2）图TP20-TP21（2）为SW002改变为11110010后的波形图TP20-TP22图TP20-TP22两信号双踪，信号一TP20为分接后的第二路数字信号（SW002设为：11110010），信号二TP22为第二路帧步信号。
固定及变速率时分复用、解复用实验第一部分固定速率时分复用/解复用实验一、实验目的1.掌握固定速率时分复用/解复用的同步复接/分接原理。
2.掌握帧同步码的识别原理。
3.掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
二、实验内容1.搭建一个理想信道固定速率时分复用数字通信系统，使系统正常工作。
2.搭建一个理想信道固定速率时分解复用数字通信系统，使系统正常工作。
3.用示波器观察集群信号（FY_OUT）、位同步信号（BS）及帧同步信号（FS），熟悉它们的对应关系。
4.观察信号源发光管与终端发光管的显示对应关系，直接观察时分复用与解复用的实验效果。
三、实验仪器示波器，RC-GT-II型光纤通信实验系统。
四、基本原理1．同步复接/分接原理固定速率时分复用/解复用通常也称为同步复接/分接。
在实际应用中，通常总是把数字复接器和数字分接器装在一起做成一个设备，称为复接分接器(缩写为Muldex)。
图1.1 数字复接器的基本组成图 1.2 数字分接器的基本组成图数字复接器的基本组成如图1.1所示。
数字复接器的作用是把两个或两个以上的支路数字信号按时分复接方式合并成为单一的合路数字信号。
数字复接器由定时、调整和复接单元所组成。
定时单元的作用是为设备提供统一的基准时间信号，备有内部时钟，也可以由外部时钟推动。
调整单元的作用是对各输入支路数字信号进行必要的频率或相位调整，形成与本机定时信号完全同步的数字信号。
复接单元的作用是对已同步的支路信号进行时间复接以形成合路数字信号。
数字分接器的基本组成如图1.2所示。
数字分接器的作用是把一个合路数字信号分解为原来支路的数字信号。
数字分接器由同步、定时、分接和恢复单元所组成。
定时单元的作用是为分接和恢复单元提供基准时间信号，它只能由接收的时钟来推动。
同步单元的作用是为定时单元提供控制信号，使分接器的基准时间与复接器的基准时间信号保持正确的相位关系，即保持同步。
分接单元与复接单元相对应，分接单元的作用是把输入的合路数字信号(高次群)实施时间分离。
数字时分复接系统光通信实验
一、实验目的
1.掌握数字时分复用/解复用的概念和原理。
2.掌握数字时分复接光通信系统的结构。
3.掌握同步复接的帧结构
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
4法兰式可调衰减器
5.光分路器
6.小型电话单机 2
7.计算机串口线
8.铆孔连接线若干
三、基本原理
在数字通信中，为扩大传输容量和提高传输效率，通常需要把若干低速的数据码流按一定格式合并为高速数据码流，以满足上述需要。
数字复接就是依据时分复用基本原理完成数码合并的一种技术。
在时分复用中，把时间划分为若干时隙，各路信号在时间上占有各自的时隙，即多路信号在不同的时间内被传送，各路信号在时域中互不重叠。
把两个或两个以上的支路数字信号按时分复用方式合并成单一的合路数字信号的过程称为数字复接，其实现设备称为数字复接器。
在接收端把一路复合数字信号分离成各路信号的过程称为数字分接，其实现设备称为数字分接器。
数字复接器、数字分接器和传输信道共同构成数字复接系统。
本实验平台中，数据发送单元模块的U101内集成了数字复接器，数据接收单元的U105内集成了数字分接器，连接好光传输信道即构成了一个完整的数字复接系统。
数字复接的方法主要有按位复接、按字复接和按帧复接三种；按照复接时各路信号时钟的情况，复接方式可分为同步复接、异步复接与准同步复接三种。
本实验中选择了按字复接的方法和准同步复接的方式。
本实验中数字复接系统方框图，如下图7.3.1：
定时单元给设备提供一个统一的基准时钟。
码速调整单元把速率不同的各支路信号，调整成与复接设备定时完全同步的数字信号，以便由复接单元把各支路信号复接成一个数字流。
本实验中，码速调整单元将PCM1编码数据、PCM2编码数据、PC 机数据和地址开关（拨码器）设置的8BIT 数据都调整成速率为512KHZ 的码元，然后复接进同一个数据码流中。
并在第1路时隙中加入帧同步信号，在第7路时隙中加入的有关数据信息的信令。
本实验中同步复接的帧结构如图7.3.2所示。
在出厂程序中仅提供了四路数据参加复接，加上同步帧头，所以还有3路时隙空闲，可供升级。
在默认控制下，各路数据占据的时隙位置如下表7.3.1。
表7.3.1
数字分解器由同步、定时、分接和恢复单元组成。
同步单元的功能是从接收信码中提取与接收信码同步的码元时钟信号。
定时单元的功能是通过同步单元提取时钟信号的推动，产生分接设备所需要的各定时信号，如帧同步信号、时序信号。
分接单元的功能是 把复接信号实施分离，形成同步支路数字信号。
恢复电路的功能是把被分离的同步支路数字信号恢复成原始的支路信号。
一般情况下，帧同步提取有时会出现漏同步和假同步现象。
数据 第8路
图7.3.2 同步复接的帧结构示意图
图7.3.1 数字复接系统方框图
PCM1 PCM2 PC 机 8BIT
图7.3.3 PC机数据传输软件界面
四、实验步骤
1.关闭系统电源，按照图7.3.1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。
实验箱接口DB701连接至PC机串口（连接：P703，P702；P701，P704）。
2.电话单机A、电话单机B分别接到用户A与用户B电话接口上；
3.各路数据复接的连接：
电话A（PCM1）：连接P601、P602；P603、P109；
电话B（PCM2）：连接P801、P110；
8BIT拨码器：内部读取。
复接数据发送：连接P108、P201
4. 各路数据分接的连接：
复接数据接收：连接P202、P111
电话A（PCM1）：连接P114、P604
电话B（PCM2）：连接P113、P802；P803、P804
8BIT发光二极管显示：内部读取，可从其亮灭状态验证解复是否正确。
解复接提取同步帧头：P115
5.打开系统电源，在液晶菜单选择“光纤系统实验”的子菜单，确认；液晶将显示帧头、
PCM1、PCM2、8BIT等的默认复接时隙，详细见表7.3.1。
系统开始运作。
一旦系统开始稳定运作，8BIT发光二极管正常显示与SW101设置同，。
6. 电话A（48）呼叫电话B（49），检验其通话质量。
7.改变8BIT拨码器的数据组合，检验8BIT发光二极管的显示状态是否符合拨码器的数
据组合。
8.如图7.3.3所示，在“发送数据”窗口，如果通信信道没有误码，在“接收数据”即
可收到与“发送数据”窗口中一样的数据。
点击“比较数据”按钮，即可获得接收数据
的误码个数等传输状态报告
9.对照复接数据的帧同步矩形窄脉冲P115（收端提取），观测复接数据（稍有延时），对
照表7.3.1，检验各路数据的时隙分配情况，记录复接波形和数据。
10.断开光路，检验系统是否还工作正常。
11.在光路中串入可调衰减器，缓缓增加衰减量，检验系统是否还工作正常。
五、测量点说明
电话用户A测试点：
P601：电话A语音信号发送连接铆孔；
TP601: 电话A接收的语音信号测试点；
P602：PCM1编码的模拟信号输入铆孔。
P603：PCM1编码数据输出连接铆孔；
P604：PCM1译码数据输入连接铆孔；
电话用户B测试点：
TP801、TP802:电话B的模拟用户线上测试点
P801：PCM2编码数据输出连接铆孔
P802：PCM1译码数据输入连接铆孔；
P803：PCM2译码回复的模拟信号输出连接铆孔；
P804：电话B接收的语音信号的连接铆孔；
时分复接测试点：
P108：数字时分复接输出连接铆孔
P109：PCM1编码数据复接输入连接铆孔
P110：PCM2编码数据复接输入连接铆孔
时分分接测试点：
P111：数字时分解复接数据输入连接铆孔
P113：：PCM1译码数据解复接输出连接铆孔
P114 ：PCM2译码数据解复接输出连接铆孔
P115：提取的帧同步窄脉冲
光信道测试点说明：
TX1310：输入1310nm光发射端机的电信号测试点。
P201: 1310nm光发射端机的数字信号输入连接铆孔。
P202：1310nm光接收端机输出的数字信号输出连接铆孔。
TX1550：输入1310nm光发射端机的电信号测试点。
P203: 1550nm光发射端机的数字信号输入连接铆孔。
P204：1550nm光接收端机输出的数字信号输出连接铆孔。
六、实验结果
1.画出实验连接示意图，标上必要的实验说明。
2.设计实验方案，实现时分复接后在经过波分复用传输（另一个数据可以为其它数据），画出几实验结构框图。
