《光纤通信》实验指导书(试用)Lab Tech长江大学电信学院通信课程组武汉凌特电子技术有限公司2006
1 《光纤通信》实验指导书 （试 用） 长江大学电信学院通信课程组 武汉凌特电子技术有限公司 2006
实验系统概述实验系统的整体框图如下：电源模块1310nm实验注意事项1310nm光发模块光纤盘纤区光纤盘纤区光收模块1550nm1550nm光端FPGA光发模块光收模块FPGA数字信号源数字信号源程序下载模块及固定速率2M接口2M接口终端及解固时分复用模模块一模块二定速率时分电端FPGA块复用模块计算机通信计算机通信PCM编码模块PCM编码模块二接口模块接口模块电话甲路电话控制模块电话乙路一～四五～八下面对各个模块进行详细的说明：一、1310nm光发模块：完成电信号到光的转换，包括对数字信号和模拟信号的调制。对数字信号调制的模块中还包括：自动光功率控制电路、无光检测电路、光器件寿命检测电路等。各部件功能说明：P100、P101：数字信号输入口，输入信号0～5V。P104、P102：模拟信号输入口，输入信号-5V~5V。J101：模拟信号传输和数字信号传输切换开关。在电路板上已经标明了模拟信号调制和数字信号调制的切换方式。J100：拨码开关第一位是控制数字光调制的通和断，第二位是控制自动光功率控制电流补偿的通和断。拨码开关拨上为通，拨下为断。TP100、TP101、TP102：这三个测试点是用来测量激光器的电流和自动光功率控制的补偿电流，具体的使用方法见实验九。TP103：输入数字信号测试点。TP104：光检测器经光电转换后电流的大小。TP105：输入的数字信号和固定参考电压进行比较后的输出。TP106：TP104和TP105的电压经过比较后的输出。具体的电路见实验八。2
2 实验系统概述 实验系统的整体框图如下： 1310nm 光发模块 光纤盘纤区 实验注意事项 光纤盘纤区 电源模块 1310nm 光收模块 1550nm 光发模块 光端 FPGA 1550nm 光收模块 数字信号源 及固定速率 时分复用模 块 2M 接口 模块－ FPGA 程序下载模块 2M 接口 模块二 数字信号源 终端及解固 定速率时分 复用模块 电端 FPGA 计算机通信 接口模块 一～四 PCM 编码模块一 PCM 编码模块二 计算机通信 接口模块 五～八 电话甲路 电话控制模块 电话乙路 下面对各个模块进行详细的说明： 一、1310nm 光发模块： 完成电信号到光的转换，包括对数字信号和模拟信号的调制。对数字信号调制的模块中 还包括：自动光功率控制电路、无光检测电路、光器件寿命检测电路等。 各部件功能说明： P100、P101：数字信号输入口，输入信号 0～5V。 P104、P102：模拟信号输入口，输入信号-5V～5V。 J101：模拟信号传输和数字信号传输切换开关。在电路板上已经标明了模拟信号调制和 数字信号调制的切换方式。 J100：拨码开关第一位是控制数字光调制的通和断，第二位是控制自动光功率控制电流 补偿的通和断。拨码开关拨上为通，拨下为断。 TP100、TP101、TP102：这三个测试点是用来测量激光器的电流和自动光功率控制的补 偿电流，具体的使用方法见实验九。 TP103：输入数字信号测试点。 TP104：光检测器经光电转换后电流的大小。 TP105：输入的数字信号和固定参考电压进行比较后的输出。 TP106：TP104 和 TP105 的电压经过比较后的输出。具体的电路见实验八
RP100：调节数字信号光调制的调制强度。RP101：调节寿命告警电路的门限电压的大小。RP102：调节无光告警电路的门限电压的大小。RP103：调节自动光功率控制的强度。RP104：输入模拟信号衰减，使模拟光调制达到比较理想的效果。二、1550mm光发模块：同1310nm光发模块有同样的功能，其中各部件的功能与1310nm光发模块也是对应。例如，1550nm中的测试点TP200与1310nm中的测试点TP100的功能一样，RP100同RP200的作用一样。三、1310nm光收模块：主要完成光电信号的转换，小信号的检测与信号的恢复放大等功能。包括预放大电路、主放大电路和电平判决电路。各部件功能说明：P103、P105：模拟信号输出口。P106、P107：数字信号输出口。TP108：模拟信号输出测试点。TP109：数字信号输出测试点。RP106:调节接收的灵敏度。RP107:调节模拟信号失真度。TechRP108:调节电平判决电路的判决电平四、1550nm光收模块同1310nm光收模块有同样的功能，其中各部件的功能与1310nm光收模块也是对应。例如，1550nm中的测试点P203与1310nm中的测试点P103的功能一样，RP106同RP206的作用一样。五、数字信号源及固定速率时分复用模块数字信号源模块作用是产生四路128Kbit/s的NRZ码。固定速率时分复用模块是将四路数字信号用固定速率时分复用的方式复用成一路NRZ码。1、各部件功能说明：3
3 RP100：调节数字信号光调制的调制强度。 RP101：调节寿命告警电路的门限电压的大小。 RP102：调节无光告警电路的门限电压的大小。 RP103：调节自动光功率控制的强度。 RP104：输入模拟信号衰减，使模拟光调制达到比较理想的效果。 二、1550nm 光发模块： 同 1310nm 光发模块有同样的功能，其中各部件的功能与 1310nm 光发模块也是对应。例 如，1550nm 中的测试点 TP200 与 1310nm 中的测试点 TP100 的功能一样，RP100 同 RP200 的作用一样。 三、1310nm 光收模块： 主要完成光电信号的转换，小信号的检测与信号的恢复放大等功能。包括预放大电路、 主放大电路和电平判决电路。 各部件功能说明： P103、P105：模拟信号输出口。 P106、P107：数字信号输出口。 TP108：模拟信号输出测试点。 TP109：数字信号输出测试点。 RP106：调节接收的灵敏度。 RP107：调节模拟信号失真度。 RP108：调节电平判决电路的判决电平。 四、1550nm 光收模块 同 1310nm 光收模块有同样的功能，其中各部件的功能与 1310nm 光收模块也是对应。例 如，1550nm 中的测试点 P203 与 1310nm 中的测试点 P103 的功能一样，RP106 同 RP206 的作 用一样。 五、数字信号源及固定速率时分复用模块 数字信号源模块作用是产生四路 128Kbit/s 的 NRZ 码。固定速率时分复用模块是将四路 数字信号用固定速率时分复用的方式复用成一路 NRZ 码。 1、各部件功能说明：
U300、U301、U302、U303：四个十位的光条，其中每个光条的前八位分别代表每一路NRZ码的八位，每个光条的最后两位无效。光条亮代表"1”，熄代表"0"。U311、U312、U313、U314：四个八位的拨码开关，可以改变四路NRZ码的值，拨码开关拨上为"0"，拨下为"1"。P300、P301、P302、P304：四路八位的NRZ输出，TTL电平输出。TP300、TP301、TP302、TP303：四路NRZ码的观测点。P738、P739、P740、P741：固定速率时分复用模块四路数字信号输入口。TTL电平输入。P742：固定速率时分复用模块复用信号输出口。TTL电平输出。TP743：四路NRZ码及复用信号的位时钟观测点。六、数字信号源终端及解固定速率时分复用模块解固定速率时分复用模块的作用是将经过固定速率时分复用的一路NRZ码分解成四路NRZ码。数字信号源终端是将分解后的NRZ码显示在光条上，因为顿同步码不显示，因此只显示了三路NRZ码。各部件功能说明：U304、U305、U306：三个十位的光条，其中每个光条的前八位分别代表每一路NTZ码的八位，每个光条的最后两位无效。光条亮代表”1，熄代表"0”P745:解固定速率时分复用模块NRZ码输入口。TTL电平输入。P744:位时钟提取输入口。TTL电平输入。解固定速率时分复用模块NRZ码输入测试点。TP745:echTP744：位时钟提取NRZ码输入测试点。TP746:位时钟提取模块输出的位时钟信号测试点。七、2M接口模块一和2M接口模块二2M接口模块主要完成电平变换和电平反变换的功能。电平变换是将两路NRZ码变换成三阶高密度双极性码（HDB3码）。电平反变换是将三阶高密度双极性码（HDB3码）变换成两路NRZ码。各部件功能说明：P800、P802（P900、P902)：电平变换的两路NRZ码输入。TTL电平输入。P801、P806（P901、P906)：电平变换后的三阶高密度双极性码（HDB3码）输出。TP800、TP802（TP900、TP902）：输入的两路NRZ码观测点。4
4 U300、U301、U302、U303：四个十位的光条，其中每个光条的前八位分别代表每一路 NRZ 码的八位，每个光条的最后两位无效。光条亮代表”1”，熄代表”0”。 U311、U312、U313、U314：四个八位的拨码开关，可以改变四路 NRZ 码的值，拨码开 关拨上为”0”，拨下为”1”。 P300、P301、P302、P304： 四路八位的 NRZ 输出，TTL 电平输出。 TP300、TP301、TP302、TP303：四路 NRZ 码的观测点。 P738、P739、P740、P741：固定速率时分复用模块四路数字信号输入口。TTL 电平输入。 P742：固定速率时分复用模块复用信号输出口。TTL 电平输出。 TP743：四路 NRZ 码及复用信号的位时钟观测点。 六、数字信号源终端及解固定速率时分复用模块 解固定速率时分复用模块的作用是将经过固定速率时分复用的一路 NRZ 码分解成四路 NRZ 码。数字信号源终端是将分解后的 NRZ 码显示在光条上，因为帧同步码不显示，因此 只显示了三路 NRZ 码。 各部件功能说明： U304、U305、U306：三个十位的光条，其中每个光条的前八位分别代表每一路 NTZ 码 的八位，每个光条的最后两位无效。光条亮代表”1”，熄代表”0”。 P745： 解固定速率时分复用模块 NRZ 码输入口。TTL 电平输入。 P744： 位时钟提取输入口。TTL 电平输入。 TP745：解固定速率时分复用模块 NRZ 码输入测试点。 TP744：位时钟提取 NRZ 码输入测试点。 TP746：位时钟提取模块输出的位时钟信号测试点。 七、2M 接口模块一和 2M 接口模块二 2M 接口模块主要完成电平变换和电平反变换的功能。电平变换是将两路 NRZ 码变换成 三阶高密度双极性码（HDB3 码）。电平反变换是将三阶高密度双极性码（HDB3 码）变换成 两路 NRZ 码。 各部件功能说明： P800、P802（P900、P902）：电平变换的两路 NRZ 码输入。TTL 电平输入。 P801、P806（P901、P906）：电平变换后的三阶高密度双极性码（HDB3 码）输出。 TP800、TP802（TP900、TP902）：输入的两路 NRZ 码观测点
TP801（TP901）：输出的三阶高密度双极性码（HDB3码）测试点。P803、P807（P903、P907)：电平反变换的三阶高密度双极性码（HDB3码）输入口。P804、P805（P904、P905：电平反变换的两路NRZ输出。TTL电平输出。TP803（TP903）：输入三阶高密度双极性码（HDB3码）测试点。TP804、TP805（TP904、TP905）：输出的两路NRZ码观测点。八、计算机接口模块计算机接口模块一～四提供了八个计算机RS232接口。其中DOUT表示计算机输出的数据，DIN表示输入到计算机的数据。九、PCM编译码模块此模块采用专用芯片TP3067来实现PCM编译码电路，可同时完成两路信号的编译码工作。PCM模块可以实现传输两路语音信号。各部件功能说明：P500、P512：模拟信号输入端。P502、P508：PCM编码的帧时钟。P503、P507：PCM编码后的NRZ码输出。P506、P509：PCM译码单元NRZ码输入。P505、P510：PCM译码单元位时钟输入。P504、P511：PCM译码单元顿时钟。P501、P513：PCM译码单元模拟信号输出。TechTP500、TP512：模拟信号观测点。TP502、TP508：PCM编码的帧时钟观测点。TP503、TP507：PCM编码后的NRZ码观测点。TP501、TP513：PCM译码单元模拟信号测试点。十、电话模块甲、乙此模块采用专用芯片AM79R70来完成用户接口电路（SLIC)。其中DOUT是语音信号输出，DIN是语音信号输入。十一、电话控制模块电话控制模块完成两路电话摘挂机状态检测，设置两路电话的通话、振铃、忙音、回铃5
5 TP801（TP901）：输出的三阶高密度双极性码（HDB3 码）测试点。 P803、P807（P903、P907）：电平反变换的三阶高密度双极性码（HDB3 码）输入口。 P804、P805（P904、P905）：电平反变换的两路 NRZ 输出。TTL 电平输出。 TP803（TP903）：输入三阶高密度双极性码（HDB3 码）测试点。 TP804、TP805（TP904、TP905）：输出的两路 NRZ 码观测点。 八、计算机接口模块 计算机接口模块一～四提供了八个计算机 RS232 接口。其中 DOUT 表示计算机输出的数 据，DIN 表示输入到计算机的数据。 九、PCM 编译码模块 此模块采用专用芯片 TP3067 来实现 PCM 编译码电路，可同时完成两路信号的编译码工 作。PCM 模块可以实现传输两路语音信号。 各部件功能说明： P500、P512：模拟信号输入端。 P502、P508：PCM 编码的帧时钟。 P503、P507：PCM 编码后的 NRZ 码输出。 P506、P509：PCM 译码单元 NRZ 码输入。 P505、P510：PCM 译码单元位时钟输入。 P504、P511：PCM 译码单元帧时钟。 P501、P513：PCM 译码单元模拟信号输出。 TP500、TP512：模拟信号观测点。 TP502、TP508：PCM 编码的帧时钟观测点。 TP503、TP507：PCM 编码后的 NRZ 码观测点。 TP501、TP513：PCM 译码单元模拟信号测试点。 十、电话模块甲、乙 此模块采用专用芯片 AM79R70 来完成用户接口电路（SLIC）。其中 DOUT 是语音信号输 出，DIN 是语音信号输入。 十一、电话控制模块 电话控制模块完成两路电话摘挂机状态检测，设置两路电话的通话、振铃、忙音、回铃