小光信号的非线性失真；一般来说，半导体激光器很少用于模拟信号的直接调制；本实验通过完成各种不同模拟信号的LED光纤传输（；在LD模拟信号调制实验中，采用预失真补偿电路对模；T10接线口输出为1KHz的正弦波；五、实验步骤；1、用连接线连接模拟信号源模块1的T10（正弦波；2、用FC-FC光纤跳线将1310nm光发端机（；3、将开关BM1拨为1310nm,将开
小光信号的非线性失真。电路实现上，LED的模拟信号调制较为简单，利用其P-I的线性关系，可以直接利用电流放大电路进行调制，实验箱模拟信号调制电路如图2-3所示。
一般来说，半导体激光器很少用于模拟信号的直接调制，半导体激光器模拟调制要求光源线性度很高。而且要求提高光接收机的信噪比比较高。与发光二极管相比，半导体激光器的V-I线性区较小，直接进行模拟调制难度加大，采用图2-3调制电路，会产生非线性失真。
本实验通过完成各种不同模拟信号的LED光纤传输（如正弦波，三角波，外输入音乐信号），了解模拟信号的调制过程及调制系统组成。模拟信号光纤通信系统组成如图2-2所示。半导体激光器的模拟调制，直接利用图2-3所示电路进行调制，比较LED直接模拟调制与LD直接模拟调制的区别。
在LD模拟信号调制实验中，采用预失真补偿电路对模拟信号波形进行失真补偿，观察补偿后的传输效果与补偿前的效果。
T10接线口输出为1KHz的正弦波。电位器W3 用于调节输出的正弦波和三角波的幅度，是其输出信号的幅度从0～+5V可调。
五、实验步骤
1、用连接线连接模拟信号源模块1的T10（正弦波）和T96(13_AIN)。 注释：T10（正弦波）的频率为1KHz。
2、用FC-FC光纤跳线将1310nm光发端机（1310nmT）与1310nm光收端机（1310nmR）连接起来。
3、将开关BM1拨为1310nm,将开关K43拨为“模拟”，将开关BM2拨为1310nm,将开关K30拨为“通信”，将电位器W44逆时针旋转到最小。
4、打开交流电源开关，电源指示二极管D4，D5，D6，D7，D8亮。
5、用双踪示波器测量T10处的波形，同时调节“幅度调节”电位器，使得正弦波的峰-峰值为4V。
6、顺时针调节电位器W9（模拟驱动调节）和W45（幅值调节），使得测试钩TP114处的波形幅度为2V且无明显失真。
7、用双踪示波器的两个探头同时测量TP108（LT）和TP114(13_OUT)处的波形，分别调节电位器W9（模拟驱动调节）和W45（幅值调节），观察模拟信号调制的过程。
8、将模拟信号源的T10换成T7（三角波）和T96(13_AIN)连接，按照以上步骤5-7做实验观察三角波信号光纤传输时调制过程。
9、根据以上实验设计2K正弦波和三角波的传输实验，2K的正弦波和三角波由模拟信号源模块2产生。
10、根据以上调制过程和LD模拟调制的原理，设计LED模拟信号调制实验。 11、实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将所有的开关拨向下，将实验箱还原。
以正弦波为例T10、TP108、TP114波形
六、实验测试点说明
T10（正弦波）
1K正弦波信号输出端
T96(13_AIN)
1310光端机模拟信号输入端 T7（三角波）
1K三角波信号输出端
TP108（LT）
激光器的发射信号输出端
TP114（13_OUT）
探测器的接收信号测试端
七、实验报告
1、记录并画出各模拟信号的波形，对模拟信号光传输前后的波形进行比较。 2、简述模拟信号光纤传输过程；比较LD与LED模拟信号调制的效果。 3、对实验结果以及实验结果的分析正确。
八、思考题
1、光纤传输系统能否传输数字信号，为什么？
2、分析和比较LD模拟信号调制与LED模拟信号调制的异同点，并指出其优缺点。
实验三 数字光纤通信系统线路码型CMI 编译码实验
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码的编译码过程以及电路实现原理
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、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 2、20MHz双踪模拟示波器
3、FC-FC单模光跳线
4、连接导线
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（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。
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3-1所示。观察各点波形以理解CMI编译码规则。
图3-1 CMI编译码实验框图
以下是原理图分析：
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6、将电位器W46（阈值电流调节）逆时针旋转到底。
7、慢慢调节电位器W44（数字驱动调节），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），使之为25mV。
8、将光功率计调至1310波长档，用光功率计测量此时光发端机的光功率，即为光发端机的输出光功率。
9、拆除导线T68(M)和T94(13_DIN)，其余连线和设置不变，连接导线T79(D1_O)与T94(13_DIN)，将数字信号源模块的拨码开关K36拨为全“1”，测得此时光功率为P1，将拨码开关K36拨为全“0”，测得此时光功率为P0。
10、将P1，P0代入公式12-1式即得1310nm数字光纤传输系统消光比。
11、重复6-9步，调节电位器W44，调节驱动电流大小为下表中数值时，测得的输出光功率及消光比填入下表。 12
T97（V+）、T98（V-）
激光器的数字驱动电流测试端
TP108（LT）
激光器的输出信号测试端 T92（15_DIN）
1550光端机的数据输入端 T94（13_DIN)
1310光端机的数据输入端
电终端256K伪随机信号输出端
七、实验报告
1、记录光发端机的输出光功率，通过实验数据计算光发端机的消光比
2、比较不同驱动电流下的输出光功率及消光比，确定驱动电流取多大时，1310nm光发送系统更符合传输要求 3、比较850nm、1310nm及1550nm数字光发送系统输出光功率及消光比，并分析系统性能指标 4、对实验结果以及误差分析正确
八、思考题
1、输出光功率大小对光纤通信系统有何影响？ 2、消光比大小对光纤通信系统传输特性有何影响？ 3、如何确定数字光纤通信系统的驱动电流？
模拟信号光纤传输实验
一、实验目的
1、了解模拟信号光纤系统的通信原理
2、了解完整的模拟信号光纤通信系统的基本结构
二、实验内容
1、各种模拟信号LED模拟调制：三角波，正弦波 2、各种模拟信号LD模拟调制：三角波，正弦波
三、实验仪器
1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱
2、20MHz双踪模拟示波器
1台 3、万用表
4、FC-FC单模光跳线
1根 5、850nm光发端机和光收端机（可选）
1套 6、ST/PC-ST/PC多模光跳线（可选）
1根 7、连接导线
四、实验原理
根据系统传输信号不同，光纤通信系统可分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统。由于发光二极管和半导体激光器的输出光功率（对激光器来说，是指阈值电流以上线性部分）基本上与注入电流成正比，而且电流的变化转换为光频调制呈线性，所以可以直接调制。对于半导体激光器和发光二极管来说，具有简单、经济和容易实现等优点。进行发光二极管及半导体激光器调制时采用的就是直接调制。
从调制信号的形式来看，光调制可分为模拟信号调制和数字信号调制。模拟信号调制直接用连续的模拟信号（如话音、模拟图像信号等）对光源进行调制。图16-1
就是对发光二极管进行模拟调制的原理图。
连续的模拟信号电流叠加在直流偏置电流上，适当地选择直流偏置电流的大小，可以减小光信号的非线性失真。
电路实现上，LED的模拟信号调制较为简单，利用其P-I的线性关系，可以直接利用电流放大电路进行调制，实验箱模拟信号调制电路如图21-3所示。
一般来说，半导体激光器很少用于模拟信号的直接调制，半导体激光器模拟调制要求光源线性度很高。而且要求提高光接收机的信噪比比较高。与发光二极管相比，半导体激光器的V-I线性区较小，直接进行模拟调制难度加大，采用图16-3调制电路，会产生非线性失真。
本实验通过完成各种不同模拟信号的LED光纤传输（如正弦波，三角波，外输入音乐信号），了解模拟信号的调制过程及调制系统组成。模拟信号光纤通信系统组成如图16-2所示。半导体激光器的模拟调制，直接利用 图16-3 所示电路进行调制，比较LED直接模拟调制与LD直接模拟调制的区别。
在LD模拟信号调制实验中，采用预失真补偿电路对模拟信号波形进行失真补偿，观察补偿后的传输效果与补偿前的效果。
模拟信号光纤传输系统原理框图图16-2所示
整个驱动电路采用射极跟随器。W43用于调节信号的幅度，W9用于调节驱动电流的大小。
模拟信号的产生电路如图16-4所示：
其中1KHz的方波是由CPLD通过分频得到，其中T7接线口输出为频率1KHz
的三角波，T10接线口输出为1KHz的正弦波。电位器W3 用于调节输出的正弦波和三角波的幅度，是其输出信号的幅度从0～+5V可调。
五、实验步骤
1、用连接线连接模拟信号源模块1的T10（正弦波）和T96(13_AIN)。
注释：T10（正弦波）的频率为1KHz。
2、用FC-FC光纤跳线将1310nm光发端机（1310nmT）与1310nm光收端机（1310nmR）连接起来。
3、将开关BM1拨为1310nm,将开关K43拨为“模拟”，将开关BM2拨为1310nm,将开关K30拨为“通信”，将电位器W44逆时针旋转到最小。
4、打开交流电源开关，电源指示二极管D4，D5，D6，D7，D8亮。
5、用双踪示波器测量T10处的波形，同时调节“幅度调节”电位器，使得正弦波幅度在4V以下。
6、顺时针调节电位器W9（模拟驱动调节）和W45（幅值调节），使得测试钩TP114处的波形幅度为20V且无明显失真。
7、用双踪示波器的两个探头同时测量TP108和TP108（LT）处的波形，分别调节电位器W9（模拟驱动调节）和W45（幅值调节），观察模拟信号调制的过程。
8、将模拟信号源的T10换成T7（三角波）和T96(13_AIN)连接，按照以上步骤6、7做实验观察三角波信号光纤传输时调制过程。
9、根据以上实验设计2K正弦波和三角波的传输实验，2K的正弦波和三角波由模拟信号源模块2产生。
10、根据以上调制过程和LD模拟调制的原理，设计LED模拟信号调制实验。
11、实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将所有的开关拨向下，将实验箱还原。
六、实验测试点说明
T10（正弦波）
1K正弦波信号输出端
T96(13_AIN)
1310光端机模拟信号输入端 T7（三角波）
1K三角波信号输出端
TP108（LT）
激光器的发射信号输出端
TP114（13OUT）
探测器的接收信号测试端
七、实验报告
1、记录并画出各模拟信号的波形，对模拟信号光传输前后的波形进行比较。
2、简述模拟信号光纤传输过程；比较LD与LED模拟信号调制的效果。
3、对实验结果以及实验结果的分析正确。
八、思考题
1、光纤传输系统能否传输数字信号，为什么？
2、分析和比较LD模拟信号调制与LED模拟信号调制的异同点，并指出其优缺点。
三亿文库包含各类专业文献、各类资格考试、中学教育、幼儿教育、小学教育、光纤复习题10等内容。　
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光信号的调制
通信专业实务：传输与接入_光信号的调制
1.5.2 光信号的调制　　光信号的调制方法分为直接调制和间接调制，间接调制又称为外调制。　　1.直接调制　　直接调制是光纤通信中简单、经济而又容易实现的调制方式，此时输出光功率的变化能够响应注入电流信号的高速变化，只须通过改变注入电流就可实现光强度调制。　　（1）模拟调制。所谓模拟信号的直接调制，就是让LED或LD的注入电流跟随反映语音或图像等模拟莆变化，从而使LED或LD的输出光功率跟随模拟佶号变化，如图1-24所示。　　（2）数字调制。数字信号的直接调制原理，根据数字编码后的“1”,“0”码直接调制光信号输出的有、无或光功率的高低。　　2.间接调制　　随..
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