实验三 数字光纤通信系统接口码型变换实验.
hdb3码型变换实验实验报告
hdb3码型变换实验实验报告
HDB3码型变换实验实验报告
实验目的：
本实验旨在通过实际操作，掌握HDB3码型变换的原理和方法，加深对数字通信中编码技术的理解。
实验内容：
1. 确定HDB3编码规则：根据HDB3编码规则，对给定的数字信号进行编码。
2. 实验设备：使用数字通信实验箱和示波器等设备进行实验。
3. 实验步骤：
a. 将数字信号输入到实验箱中。
b. 根据HDB3编码规则，对数字信号进行编码。
c. 通过示波器观察编码后的信号波形。
实验结果：
经过实验操作，成功实现了HDB3码型变换。
观察示波器上的波形，可以清晰地看到经过编码后的信号波形，符合HDB3编码规则。
通过实验，加深了对HDB3编码的理解，掌握了HDB3码型变换的原理和方法。
实验结论：
本实验通过实际操作，使实验者对HDB3码型变换有了更深入的了解，掌握了HDB3编码的原理和方法。
同时，也加深了对数字通信中编码技术的认识，为今后的学习和实践奠定了基础。
总结：
HDB3码型变换实验是数字通信中重要的实验之一，通过实验操作，能够加深
对HDB3编码的理解，提高实验者对数字通信编码技术的掌握能力。
希望今后能够继续深入学习和实践，不断提高自己的专业技能。
通信原理 码型变换 实验报告
学校代码： 10128学号：内蒙古工业大学信息工程学院实验报告课程名称：通信原理实验名称：_______码型变换实验______实验类型：验证性□综合性□设计性□实验室名称：格物楼B座通信实验室102班级：电子09-1班学号：姓名：组别：同组人：成绩：实验日期： 2012/5/30预习报告一、实验目的1．了解几种常见的数字基带信号。
2．掌握常用数字基带传输码型的编码规则。
二、实验内容1．观察NRZ码、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码的波形。
2．观察全0码或全1码时各码型波形。
3．观察HDB3码、AMI码、BNRZ码正、负极性波形。
4．观察NRZ码、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码经过码型反变换后的输出波形。
三、实验器材1．信号源模块2．码型变换模块3．20M双踪示波器一台4．频率计（可选）一台5．连接线若干实验报告一、实验目的5．了解几种常见的数字基带信号。
6．掌握常用数字基带传输码型的编码规则。
二、实验内容3．观察NRZ码、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码的波形。
4．观察全0码或全1码时各码型波形。
7．观察HDB3码、AMI码、BNRZ码正、负极性波形。
8．观察NRZ码、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码经过码型反变换后的输出波形。
三、实验器材6．信号源模块7．码型变换模块8．20M双踪示波器一台9．频率计（可选）一台10．连接线若干四、实验原理1．编码规则①NRZ码NRZ码的全称是单极性不归零码，在这种二元码中用高电平和低电平（这里为零电平）分别表示二进制信息“1”和“0”，在整个码元期间电平保持不变。
例如：②RZ码RZ码的全称是单极性归零码，与NRZ码不同的是，发送“1”时在整个码元期间高电平只持续一段时间，在码元的其余时间内则返回到零电平。
5b6b 实验指导
实验三5B6B码型变换实验一、实验目的1、熟悉5B6B线路码型的特点及适用场合2、掌握5B6B线路码型的编码、译码的基本原理3、熟悉5B6B线路码型收端码组同步的调整原理4、了解误码识别的原理及误码扩散的机理二、实验仪器1、J H5002型光纤通信原理综合实验系统2、20MHz双踪示波器（最好使用数字存储示波器）3、J H9001型误码测试仪三、实验原理和电路说明5B6B线路码型是国际电报电话咨询委员会（CCITT）推荐的一种国际通用光纤通信系统中采用的线路码型，也是光纤数字传输系统中最常用的线路码型。
5B6B线路码型有很多优点：码率提高的不多、便于在不中断业务情况下进行误码监测、码型变换电路简单，它是我国及世界各国四次、五次群光纤数字传输系统最常采用的一种码型。
采用5B6B线路码型的光纤通信系统中，设置在发端的5B6B编码器，将要传输的二进制数字信号码流变换为5B6B 编码格式的信号码流；设置在收端的5B6B译码器，将接收到的5B6B线路码型信号还原成原二进制数字信号。
通常，编、译码器由码型变换电路、时序控制电路、码组同步电路以及误码监测电路几部分组成。
（一）5B6B码型编码器1、编码规则及码表选择5B6B线路码型编码是将二进制数据流每5bit划分为—个字组，然后在相同时间段内按一个确定的规律编码为6bit码组代替原5bit码组输出。
原5bit二进制码组有25共32种不同组合，而6bit二进制码组有26共64种不同组合。
6bit码组的64种组合中码组数字和d值分布情况是：d＝0的码组有C63 =20个d＝±2的码组有C62 + C64=30个d＝±4的码组有C61 +C65 =12个d＝±6的码组有C60 +C66 =2个选择6bit码组的原则是使线路码型的功率谱密度中无直流分量，最大相同码元连码和小，定时信息丰富，编码器、译码器和判决电路简单且造价低廉等等。
据此原则选择6bit 码组的方法为：d＝±4、d＝±6的6bit码组舍去（共14种），作为禁止码组（或称“禁字”）处理。
光纤通信实验报告全
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2.13.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），记录信号电平值。
即将拨码器设置序列电信号送入1550nm 光发端机，并转换成光信号从 TX1550法兰接口输出。
5.6.拨码器设置其它序列组合，W205 保持不变，记录码型和对应的输出光功率，得出你的结论。
hdb3码型变换实验报告
hdb3码型变换实验报告HDB3码型变换实验报告引言：HDB3码型是一种高密度双极性三零码，广泛应用于数字通信系统中的信号编码。
本实验旨在通过对HDB3码型的变换过程进行实际操作，深入理解其原理和应用。
一、实验目的本实验的主要目的是通过实际操作，掌握HDB3码型的变换过程，并了解其在数字通信系统中的应用。
二、实验原理HDB3码型是一种基于双极性三零码的信号编码方式。
它的原理是通过对信号进行特定规则的变换，将原始数据转换为HDB3码型。
在HDB3码型中，每个数据位通过特定规则的变换后，可以表示为正脉冲、负脉冲或无脉冲。
这种编码方式可以有效地降低传输线上的直流成分，并提高传输效率。
三、实验步骤1. 准备实验设备：计算机、信号发生器、示波器等。
2. 连接信号发生器和示波器，并设置合适的参数。
3. 打开计算机上的信号发生器软件，并选择HDB3码型。
4. 输入原始数据，并观察示波器上的信号波形。
5. 分析示波器上的波形，观察HDB3码型的变换规律。
6. 记录实验数据，并进行数据分析。
四、实验结果与分析通过实验操作，我们成功地将原始数据转换为HDB3码型，并观察到了信号波形的变化。
根据实验数据和示波器上的波形，我们可以得出以下结论：1. HDB3码型的变换规律：根据HDB3码型的规则，连续两个零位之间的脉冲数目不能超过三个。
当连续两个零位之间的脉冲数目为偶数时，HDB3码型中会插入一个反向脉冲，以保持脉冲数目为偶数；当连续两个零位之间的脉冲数目为奇数时，HDB3码型中会插入一个反向脉冲，并使其后的一个脉冲变为无脉冲，以保持脉冲数目为偶数。
2. HDB3码型的优点：HDB3码型通过特定的编码规则，使得信号波形中的直流成分降低，从而提高了传输效率。
同时，HDB3码型具有较好的抗噪声性能，能够有效地减少传输过程中的误码率。
3. HDB3码型的应用：HDB3码型广泛应用于数字通信系统中，特别是在高速传输环境下。
它可以用于数字电话网络、数字广播、数字电视等领域，有效地提高信号传输的可靠性和稳定性。
5b6b 实验指导
实验三5B6B码型变换实验一、实验目的1、熟悉5B6B线路码型的特点及适用场合2、掌握5B6B线路码型的编码、译码的基本原理3、熟悉5B6B线路码型收端码组同步的调整原理4、了解误码识别的原理及误码扩散的机理二、实验仪器1、J H5002型光纤通信原理综合实验系统2、20MHz双踪示波器（最好使用数字存储示波器）3、J H9001型误码测试仪三、实验原理和电路说明5B6B线路码型是国际电报电话咨询委员会（CCITT）推荐的一种国际通用光纤通信系统中采用的线路码型，也是光纤数字传输系统中最常用的线路码型。
5B6B线路码型有很多优点：码率提高的不多、便于在不中断业务情况下进行误码监测、码型变换电路简单，它是我国及世界各国四次、五次群光纤数字传输系统最常采用的一种码型。
采用5B6B线路码型的光纤通信系统中，设置在发端的5B6B编码器，将要传输的二进制数字信号码流变换为5B6B 编码格式的信号码流；设置在收端的5B6B译码器，将接收到的5B6B线路码型信号还原成原二进制数字信号。
通常，编、译码器由码型变换电路、时序控制电路、码组同步电路以及误码监测电路几部分组成。
（一）5B6B码型编码器1、编码规则及码表选择5B6B线路码型编码是将二进制数据流每5bit划分为—个字组，然后在相同时间段内按一个确定的规律编码为6bit码组代替原5bit码组输出。
原5bit二进制码组有25共32种不同组合，而6bit二进制码组有26共64种不同组合。
6bit码组的64种组合中码组数字和d值分布情况是：d＝0的码组有C63 =20个d＝±2的码组有C62 + C64=30个d＝±4的码组有C61 +C65 =12个d＝±6的码组有C60 +C66 =2个选择6bit码组的原则是使线路码型的功率谱密度中无直流分量，最大相同码元连码和小，定时信息丰富，编码器、译码器和判决电路简单且造价低廉等等。
据此原则选择6bit 码组的方法为：d＝±4、d＝±6的6bit码组舍去（共14种），作为禁止码组（或称“禁字”）处理。
实验三 数字光纤通信系统接口码型变换实验
实验三数字光纤通信系统接口码型变换实验一、实验目的1.了解接口码型在光纤传输中的作用2.了解HDB3码编译电路实现原理3.掌握HDB3码的编译码规则及编译码过程二、实验仪器1.ZY12OFCom13BG型光纤通信原理实验箱1台2.20MHz双踪模拟示波器1台3.连接导线20根三、实验原理接口码型变换电路包括输入接口码型变换和输出接口码型变换两部分内容。
这种变换电路完全是为了适应数字传输的需要而设置的，接口码型从我国所采用的数字通信标准制式来看有两种，即HDB3码型和CMI码型，这两种接口码型也就是数字通信的线路传输码型，但是HDB3码不能用作光纤数字通信的线路码型，因此在光发机模块必须要有接口码型变换电路。
HDB3码是三阶高密度双极性码（High Density Bipolar Codes）的简称。
所谓三阶，即最大允许连“0”数为3个。
这种码型为PCM一次群、二次群和三次群的电线路传输码型。
在数字光纤通信系统中，HDB3码就是相应的PCM设备与数字光纤通信设备之间的接口码型。
输入接口码型变换电路就是将HDB3码变换为PCM码，此PCM码经过光纤传输后再经输出接口码型变换电路进行码反变换，得到HDB3码。
实验系统方框图如15-1。
图15-1 HDB3编译码实验框图1、HDB3码有如下特点：一、HDB3码的功率谱中无直流分量，高低频成分少，定时信息丰富，有利于定时提取。
二、HDB3码是伪三进制码，它的状态用B+，B-，和0表示。
三、HDB3码的最大连0数等于3四、HDB3码中任意两个相邻“V”脉冲（破坏点）之间的传号“B”脉冲数目（不包括“V”脉冲本身）为奇数。
五、HDB3码可以利用其破坏点规则检测线路传输中产生的误码。
2、HDB3码编码HDB3码的编码规则：二进制中的传号，在HDB3码中编成交替反转码。
当二进制信号为全“1”码时，HDB3码与一般的AMI码相同。
二进制中的空号，在HDB3码中仍编为空号，但在二进制中出现四空号串，则用以下四连“0”取代节代替，其取代节形式如下：000V或B00V。
实验三 线路码型实验
实验三线路码型实验一、实验目的1．了解线路码型概念2．了解CMI码的编解码原理3．初步建立系统的概念二、实验原理1.测试原理CMI码为信号反转码（Code Mark Inversio），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。
CMI编码电路比较简，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。
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。
本实验系统中采用可编程逻辑器件来实现CMI的编解码。
实验框图如下。
有数字信号产生模块产生PN伪随机码，编码电路对其进行CMI编码，CMI码送入数字光发模块，经光路传输，接收后送译码电路译码。
三、实验步骤1.搭建电路2.测试数据（1）连通电路后，给系统加电（2）发送端用是示波器测试点TP201得到PN伪随机序列，测测试点TP302得到解码后的PN序列的CMI伪随机码波形（3）接收端用示波器测测试点TP609、TP612观察接收到的CMI码形，测试点TP302得到解码后的PN伪随机序列（4）将测得的信号码型进行比较分析四、实验结果1.TP201和TP601:2.TP601和TP6093.TP6019和TP6124.TP612和TP3025.TP302和TP201五、思考题TP201与TP302两端所测信号相同还是有区别？说明理由答：有区别，TP302较TP201有一点的延迟。
理由：整一个码型变换过程中，PN序列经过CPLD 还有光纤收发模块，经历过编解码和光放大，会有一定的损耗，还有时钟源并是不完全准确的原因，所以会有一定延迟。
六、实验心得：本次实验相对于前两次较复杂，再加上实验设备的问题，耗时比较多。
码型变换实验报告
码型变换实验报告码型变换实验报告摘要：码型变换是一种将数字信号转换为不同码型的技术，可以在数字通信系统中提高传输效率和抗干扰能力。
本实验通过使用不同的码型进行传输，比较它们的性能差异，并探讨其应用前景。
实验结果表明，码型变换在提高传输效率和抗干扰能力方面具有重要作用。
引言：随着数字通信技术的发展，码型变换成为了提高传输效率和抗干扰能力的重要手段。
码型是指数字信号在传输过程中的编码方式，常见的码型包括非归零码（NRZ）、归零码（RZ）、曼彻斯特码等。
不同的码型具有不同的特点和应用场景，因此研究码型变换对于优化数字通信系统具有重要意义。
实验设计：本实验使用MATLAB软件进行模拟实验。
首先，我们设计了一个基本的数字通信系统模型，包括信源、信道和接收器。
然后，我们分别使用NRZ、RZ和曼彻斯特码进行传输，并比较它们的误码率、传输效率和抗干扰能力。
实验结果与分析：1. NRZ码的特点是简单、直观，但是它的传输效率较低，容易受到噪声的干扰。
实验结果显示，NRZ码的误码率较高，且在高噪声环境下容易发生误码。
2. RZ码通过在每个位周期的中间位置加入一个归零点，使得接收器可以更准确地判断每个位的开始和结束。
实验结果显示，RZ码相比于NRZ码具有更低的误码率和较高的传输效率，但是在高噪声环境下仍然存在一定的误码问题。
3. 曼彻斯特码将每个位周期分为两个时段，通过信号的上升和下降沿来表示位的取值。
实验结果显示，曼彻斯特码具有较低的误码率和较高的抗干扰能力，但是由于每个位周期需要传输两个信号，因此其传输效率相对较低。
结论：通过对比实验结果，我们可以得出以下结论：1. 码型变换可以在一定程度上提高传输效率和抗干扰能力。
2. 不同的码型适用于不同的应用场景，需要根据具体需求进行选择。
3. 码型变换是数字通信系统中的重要技术之一，对于优化系统性能具有重要作用。
展望：随着通信技术的不断发展，码型变换将继续发挥重要作用。
未来的研究可以进一步探索更多的码型变换技术，并结合其他技术手段，进一步提高传输效率和抗干扰能力。
通信原理实验报告3码型变换实验第6组
通信原理实验报告班级：组号：06 时间：2015/11/12成员：学号：实验三码型变换实验一、实验目的1、了解数字基带传输的常用码型。
2、掌握BPH、CMI、AMI、HDB3四种典型传输码型的编码规则。
二、实验内容1、BPH码变换与反变换。
2、CMI码变换与反变换。
3、AMI码变换与反变换。
4、HDB3码变换与反变换。
三、实验仪器1、信号源模块一块2、码型变换模块一块3、 20M双踪示波器一台四、实验步骤（若码型太长，示波器单张图片无法清晰显示，可调整至2~3张图片记录）1、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下两个模块中的电源开关，对应的发光二极管灯亮，两个模块均开始工作。
（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）2、信号源模块的NRZ码型选择SW01~SW03拨码开关依次设置成本组同学的学号尾数的二进制码，例：陈欢，陈金洪，陈景鹏同学学号尾数是1，2，3，则他们SW01~SW03拨码开关依次设置成0000 0001，0000 0010，0000 0011B。
码速率选择拨码开关SW04、SW05设置为NRZ码速率为6Kbps。
3、实验连线如下：信号源模块码型变换模块“编码输入”NRZ———————— NRZBS—————————BS2BS—————————2BS码型变换模块“编码输出”码型变换模块“解码输入”单极性码————————单极性码位同步—————————位同步双极性码————————双极性码4、BPH码变换与反变换（1）码型变换模块的“码型选择”拨码开关SW01拨为1000（BPH）。
（2）示波器双踪观测编码输入“NRZ”与编码输出“单极性码”测试点，并记录图片为图1。
（3）示波器双踪观测编码输入“NRZ”与解码输出“NRZ”，并记录图片为图2。
5、CMI码变换与反变换（1）码型变换模块的“码型选择”拨码开关SW01拨为0100（CMI）。
实验三CMI编译码及其光纤传输实验
实验三CMI编译码及其光纤传输实验一、实验目的1、了解CMI码的码型特点。
2、掌握CMI码的编码规则。
3、了解CMI码编码电路的工作原理。
4、了解CMI码译码电路的工作原理。
二、实验内容1、用示波器观察CMI码与NRZ码的对应关系2、在了解CMI编译码电路的原理基础上设计出另外一种编译码电路三、基本原理本实验使用的电路模块为CMI编译码电路，共有两个编码译码电路组成，可同时完成两路信号的编码译码工作。
该电路模块采用CPLD来实现的，其原理图如图CMI编码电路原理图3-3、3-4和CMI译码电路原理图3-5所示。
电路组成：CMI码即为传号翻转码，NRZ的“1”交替地用CMI的“00”和“11”来表示，而“0”则固定用“01”来表示，因此把信号从1位（bit）变成了2位（bit），属于二电平的NRZ 的1B2B码型，这种码的特点是有一定的纠错能力，并且易于实现，易于定时提取，因此在低速的系统中选为传输码型，图3-1为CMI码与NRZ码的对应关系。
在本实验系统中，CLK采用16.38MHz晶振二分频，这样CMI编码信号中对应NRZ 的“0”电平，信号频率应该是8.19MHz左右，对应NRZ信号的“1”电平，信号频率应该是4.09MHz左右。
即一个NRZ高电平对应CMI编码信号是12对“1100”，一个NRZ低电平对应CMI编码信号是24对“10”。
图3-1 CMI码与NRZ码的对应关系（1）CMI编码电路编码电路用来接收来自信号源的单极性非归零码（NRZ）码，并把这种码型变换为CMI码送至光发送单元，其框图如图3-2所示，电路原理图如图3-3所示。
图3-2 CMI编码框图单极性码输入该模块后首先用CLK同步，例如输入若是传号（1），则翻转输出，如果是空号（0）则打开门开关，使时钟信号取反后输出，本实验所用的NRZ码是从数字信号源输出的NRZ信号，该信号为24位PN码，其输入的信码序列可用K1～K3开关随意改变，如图3-6所示。
数字光纤通信系统综合实验
通信系统实验——数字光纤通信系统综合实验班级：学号：姓名：一、实验目的1）通过光纤通信系统的实验，加深理解光纤通信系统的基本工作原理。
2）熟悉光纤通信设备常用业务2Mbps通道的误码特性要求以及测试方法。
3）了解电话通话质量的高低与光信通信业务误码率之间的关系。
4）掌握数字光纤系统中继距离受损耗限制时的中继距离测算。
二、实验内容1）学习光纤实验系统基本原理，熟悉该系统光、电接口的连接方法及注意事项。
2）理解误码测试指标要求，完成2Mbps误码测试。
3）通过正确连接光纤实验系统，完成通话实验。
4）测试误码率变化时的通话效果，了解电话通话质量与误码率之间的关系。
5）测算数字光纤通信实验系统受损耗限制时的中继距离。
三、实验器材1）光纤数字通信实验系统1套2）A V2498A型光纤多用表1台3）A V5232C 2Mbps误码测试仪1部4）双FC法兰连接器1只5）10dB固定光衰减器1只6）2米FC/PC接头尾纤2根7）BNC同轴电缆2根8）电话机2部9）小盒子1个四、基本原理1）数字光纤通信系统面板图数字光纤实验系统面板与侧面板图分别见附图10-1与附图10-2。
2）数字光纤实验系统功能介绍该实验系统主要由音频接口单元、电信交换单元、数字复/分接单元、HDB3接口单元、线路编/译码单元及光发送/接收单元组成。
系统的功能框图见图10-3。
其中：（1）音频接口单元由二/四线转换电路和模数转换电路组成。
二/四线转换电路主要完成二、四线音频话音信号电平之间的相互转换。
模数转换电路主要完成模拟话音信号（通带：0——3.4kHz）与数字PCM编码信号之间的相互转换。
（2）电信交换单元由交换矩阵电路组成，主要完成话音信号的近端和远端交换功能。
近端指无需外部接线（如光纤连接），实验系统的两部电话通过内部交换可以拨打对方近端号码（812，814）；远端指话音转换成数字信号需要经过外部传输后，实验系统的两部电话才可以相互拨打对方的远端号码（816，818）。
通信原理实验CMI码型变换实验报告
通信原理实验CMI码型变换实验报告姓名：学号：班级：第周星期第⼤节实验名称：CMI码型变换⼀、实验⽬的1.掌握CMI编码规则。
2.掌握CMI编码和解码原理。
3.了解CMI同步原理和检错原理。
⼆、实验仪器1.ZH5001A通信原理综合实验系统2.20MHz双踪⽰波器三、实验内容1.CMI码编码规则测试(1)7位m序列输⼊，⽆加错，CMI输出。
⽤⽰波器观测如下数据：2.“1”码状态记忆测试(2)7位m序列输⼊。
⽤⽰波器观测如下数据：CMI编码输⼊数据（TPX01），1码状态记忆输出（TPX03）3.CMI码编解码波形测试⽤⽰波器观测如下数据：4.CMI码编码加错波形观测⽤⽰波器观测4个加错点加错时和不加错时的输出波形加错⽆错加错⽆错加错⽆错5.CMI码检错功能测试(1)输⼊数据为Dt，⼈为加⼊错码。
⽤⽰波器观测如下波形(2)输⼊数据为M，⼈为加⼊错码。
⽤⽰波器观测如下波形加错指⽰点（TPX06），检测错码检测点（TPY05）有些加错点对应的检错点都没有影响，说明输⼊M序列有些加错点没有6.CMI译码同步观测(1)输⼊Dt，不经过CMI编码。
错码。
⽤⽰波器观测如下波形(2)输⼊Dt，经过CMI编码。
错码。
⽤⽰波器观测如下波形检测错码检测点（TPY05）经过CMI编码后处在同步状态，因为周期的输⼊加错，所以⽰波器中出7.抗连0码性能测试(1)输⼊全0。
⽤⽰波器观测如下波形(2)看输⼊数据和输出数据是否相同。
⽤⽰波器观测如下波形CMI编码输⼊数据（TPX01），输出编码数据（TPY07）四、思考题1.简述CMI码型的特点。
不含直流有⼀定的检错能⼒易实现抗连0能⼒强2.对于AMI，HDB3和CMI长连0码，哪种码型对于定时提取更有利？CMI最有利于时钟同步，HDB3次之，⽽AMI对连0没有特殊处理，提取时钟能⼒最差。
3.CMI码收发码组是如何同步的？CMI译码器在检测到错误时（收到10序列），会扣去⼀个时钟脉冲，这样就使得序列错了1位，实现同步。
《光纤通信系统》数字光纤传输测试系统实验
《光纤通信系统》数字光纤传输测试系统实验概述光纤通信是利用光波作为载波，以光纤作为传输媒质实现信息传输，是一种最新的通信技术。
光纤是光导纤维的简称。
光纤通信是以光波为载频，以光导纤维为传输媒质的一种通信方式。
光纤通信使用的波长在近红外区，即波长800～1800nm，可分为短波长波段（850nm）和长波长波段（1310nm和1550nm），这是目前所采用的三个通信窗口。
通信发展过程是以不断提高载频频率来扩大通信容量，光是一种频率极高的电磁波（3×1014HZ），因此用光作载波进行通信容量极大，是过去通信方式的千百倍，具有极大的吸引力，是通信发展的必然方向。
光纤通信有许多优点：首先它有极宽的频带。
目前我国已完成了10Gbps的光纤通信系统，这意味着在125um的光纤中可以传输大约11万路电话。
其次，光纤的传输损耗很小，传统的同轴电缆损耗约在5dB/Km以上，站间距离不足10Km；而工作在 1.55um的光纤最低已达到0.2dB/Km的损耗，站间无中继传输可达100Km以上。
另外，光纤通信还具有抗电磁干扰、抗。
腐蚀、抗辐射等特点，它在地球上有取之不尽，用之不竭的光纤原材料—SiO2光纤通信可用于市话中继线，长途干线通信，高质量彩色电视传输，交通监控指挥，光纤局域网，有线电视网和共用天线（CATV）系统。
波分复用技术（WDM）的出现，使光纤传输技术向更高的领域发展，实现信息宽带、高速传输。
光纤通信将会在光同步数字体系（SDH）、相干光通信、光纤宽带综合业务数字网（B—ISDN）、用户光纤网、ATM及全光通信有进一步发展。
光纤通信系统主要由三部分组成：光发射机、传输光纤和光接收机。
其电/光和光/电变换的基本方式是直接强度调制和直接检波。
实现过程如下：输入电信号既可以是模拟信号（如视频信号、电话语音信号、正弦波或三角波信号），也可以是数字信号（如计算机数据、PCM编码信号、数字信号源信号）；调制器将输入的电信号转换成适合驱动光源器件的电流信号并用来驱动光源器件，对光源器件进行直接强度调制，完成电/光变换的功能；光源输出的光信号直接耦合到传输光纤中，经一定长度的光纤传输后送达接收端；在接收端，光电检测器对输入的光信号进行直接检波，将光信号转换成相应的电信号，再经过放大恢复等电信号处理过程，以弥补线路传输过程中带来的信号损伤（如损耗、波形畸变），最后输出和原始输入信号相一致的电信号，从而完成整个传送过程。
实验三 光纤通信线路码实验-2
实验三光纤通信线路码实验一、实验目的1、了解光纤通信编译码方式2、了解各种编译码方式的性能3、了解光纤线路码的选码原则4、掌握CMI编码/译码原理二、实验内容1、学习光纤通信编译码方式2、了解各种码型的性能3、掌握光纤线路码的选码原则4、观察CMI编译码的波形5、学习CMI编译码模块的使用三、实验仪器示波器，RC-GT-II型光纤通信实验系统。
四、基本原理（一）、常见光纤线路码1．mBnB码mBnB码又叫分组码(BlockCode)。
其特点是将输入的原始简单二进制码流按m比特分组，形成m比特的码字，然后将每一码字在同样长的时隙内变成n比特的码字输出(取n>1m)。
常见的有1B2B码、3B4B码、4B6B码、5B6B码、5B7B码和6B8B码等等。
由于n>m，2n个nB码字中仅有2m个与mB码字对应，其余不用的nB码字称为禁字。
通常把nB码字中“1”、“0”个数悬殊的码字作为禁字，而且把录用的“1”、“0”个数不均字分成两种模式，并使“1”多的正模式与“0”多的负模式交替出现，这样就消除了线路码的直流电平浮动。
mB码字到nB码字的变换及逆变换是按预定的码表进行的，不同的码表产生不同的线路码性能。
mBnB码中，5B6B码被认为是在编码复杂性和比特冗余度之间最合理的折衷。
它的线路码速只比原始码速增加20％，而变换、反变换电路也不太复杂。
2．mBlP码mBIP码是一类脉冲插入码。
在原始mB码字后插入1比特P码，作为前面m比特码元的奇偶校验比特。
奇偶校验控制可以是奇数性的，也可以是偶数性的。
在偶数控制时，若mB中传号个数为偶数，取P码为“0”；若mB中传号个数为奇数，则取P码为“1”。
奇数性控制可以解决长连“0”问题，使连“0”数≤2m，当阴为奇数时又能使连“1”数≤2m。
偶数性控制不能解决连“0”问题，但便于不中断业务的误码监测。
应当指出，在某些外国产品资料中，线路码的名称不够规范，易造成mBlP码与mBnB的混淆，例如，7B8B码、17B18B码实际上是7B1P码和17B1P码(如图3-1所示)。
数字光纤通信系统线路编译码实验
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、实验仪器1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 1台2、20MHz双踪模拟示波器 1台3、FC-FC单模光跳线 1根4、连接导线 20根三、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。
光纤数字基带信号CMI编码光发送光接收CMI译码图2-1 CMI编译码实验框图四、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1、连接导线：数字基带信号产生模块T504与CMI编译码模块T701连接，T502与T702连接，T703与T151连接，T751与T161连接，T752与T502连接2、用FC-FC广信跳线将1550nmT与1550nmR连接，组成1550nm光纤传输系统3、连接好实验箱电源，先开交流电源开关，再开直流电源开关，即按下K01，K02 (电源模块)4、接通数字信号源（K50）、CMI编译码模块(K70)和发光模块（K15）的直流电源。
CMI、PN码型变换实验
2.CMI码 码
1、电路组成 、 CMI码即为传号翻转码，“1”交替地用 码即为传号翻转码， 交替地用“00”和“11”表 码即为传号翻转码 交替地用 和 表 则固定用“01”表示，因此 表示， 变为2bit，故 示，而“0”则固定用 则固定用 表示 因此lbit变为 变为 ， 属于二电平的NRZ的1B2B码型，这种码的特点是有一 码型， 属于二电平的 的 码型 定的纠错能力，易于实现，易于定时提取，因此在低速 定的纠错能力，易于实现，易于定时提取， 系统中选为传输码型， 码与NR2的关系图。 的关系图。 系统中选为传输码型，图1-1为CMI码与 为 码与 的关系图
CMI编码电路各点波形图 编码电路各点波形图Βιβλιοθήκη 四.实验内容与步骤 实验内容与步骤
• 1、连接电源线，按下电源分路开关PA、 、连接电源线，按下电源分路开关 、 PB； ； • 2、按下 复位 键，使系统处于复位状态； 复位”键 使系统处于复位状态； 、按下“复位 • 3、按下 确认”键 、按下“PN”键，再按 确认 键，PN码对 键 再按“确认 码对 应的发光二极管D8闪烁，表示系统工作于 闪烁， 应的发光二极管 闪烁 PN码状态； 码状态； 码状态 • 4、用示波器测出图中各测试点（TP109、 、用示波器测出图中各测试点（ 、 TP110）的波形，并做记录。 ）的波形，并做记录。
CMI、PN码型变换实验 、 码型变换实验
实验目的 一.实验目的 实验
• 1、掌握伪随机码（PN）发生器的工作原 、掌握伪随机码（ ） 理和实现方法。 理和实现方法。 • 2、了解光纤通信采用的线路码型。 、了解光纤通信采用的线路码型。 • 3、掌握传号反转码（CMI）的特点。 、掌握传号反转码（ ）的特点。 • 4、了解CMI码的编码方法。 4、了解CMI码的编码方法 码的编码方法。
实验3线路编码
码型变换的原那么
变换后的码型便于接收端的再生定时电路 从接收到的码流中恢复出正确的位定时。 当信号中连0或连1过多时，那么等效于一 段时间没有收到脉冲，恢复位定时就很困 难，所以变换后的码型中连0或连1应尽量 少；
设备简单，码型变换较易实现； 选用的码型应具有一定的检错功能。
常见线路码型
mBnB mB1P mB1C CMI DMI 扰码等
第一局部:CMI编码简介及其编码规那 么
CMI(Coded Mark Inverse)传号反转码码 是一种二电平传号交替反转码，它的变换规那 么如下所示。变换后码速提高了一倍。
普通二进 制码
NRZ 0 1
CMI 模式1 模式2
01
01
00
11
CMI与NRZ及NZ比照举例:
CMI码变换实例
CMI编码延迟例如
1 0 0 0 -1 0 0 0 1 0 0 0
非归零的HDB3编码
示波器上观察到的HDB3编码图：
NRZ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 -1 0 0 0 1 0 0 0
非归零的HDB3编码
注意：两者有时延，该示意图未表示出来。
实验箱HDB3模块使用说明
ADIN:
迟，并在图上清晰地标识出来。
实验数据处理及思考题
记录5组数据波形，包含原始波形、编码后 波形、译码后的波形。原始数据要求如下： 1〕 00000000 2〕 11111111 3〕 00001111 4〕 11000000 5〕 学号 如:01 00000001 32 00110010
不归零码和归零码的特点分别是什么？
数字信号入
A_OUT:HDB3编码输出
A_IN:
码型变换实验
课程: 通信原理码型变换实验报告系电子信息与计算机科学系专业电子信息科学与技术班级姓名学号指导教师实验地点学年学期2012-2013第二学期一、实验目的1、了解几种常用的数字基带信号。
2、掌握常用数字基带传输码型的编码规则。
3、掌握常用CPLD实现码型变换的方法。
二、实验内容1、观察NRZ码、RZ码、AMI码、HDB3码、CMI码、BPH码的波形。
2、观察全0码或全1码时各码型的波形。
3、观察HDB3码、AMI码的正负极性波形。
4、观察RZ码、AMI码、HDB3码、CMI码、BPH码经过码型反变换后的输出波形。
三、实验模块1、通信原理0 号模块一块2、通信原理6 号模块一块3、通信原理7 号模块一块4、示波器一台四、实验原理I、基本原理在数字通信中，有些场合可以不经过载波调制和解调过程而让基带信号直接进行传输。
例如，在市区内利用电传机直接进行电报通信，或者利用中继方式在长距离上直接传输PCM信号等。
这种不使用载波调制装置而直接传送基带信号的系统，我们称它为基带传输系统，它的基本结构如图15-1所示。
该结构由信道信号形成器、信道、接收滤波器以及抽样判决器组成。
这里信道信号形成器用来产生适合于信道传输的基带信号，信道可以是允许基带信号通过的媒质（例如能够通过从直流至高频的有线线路等）；接收滤波器用来接收信号和尽可能排除信道噪声和其他干扰；抽样判决器则是在噪声背景下用来判定与再生基带信号。
若一个变换器把数字基带信号变换成适合于基带信号传输的基带信号，则称此变换器为数字基带调制器；相反，把信道基带信号变换成原始数字基带信号的变换器，称之为基带解调器。
基带信号是代码的一种电表示形式。
在实际的基带传输系统中，并不是所有的基带电波形都能在信道中传输。
例如，含有丰富直流和低频成分的基带信号就不适宜在信道中传输，因为它有可能造成信号严重畸变。
单极性基带波形就是一个典型例子。
再例如，一般基带传输系统都从接收到的基带信号流中提取定时信号，而收定时信号又依赖于代码的码型，如果代码出现长时间的连“0”符号，则基带信号可能会长时间出现0电位，而使收定时恢复系统难以保证收定时信号的准确性。
光纤通信原理实验一码型变换(CMI)实验
本实验系统根据光纤通信系统原理的主要知识点进行实验，结合电子技术和微处理器技术，针对光纤通信系统的典型应用可进行8项实验或示教，实验内容重点突出，内容丰富，有重点的培养实验者的动手能力。
实验系统总方框图如图1所示，它由以下7个部分单元电路组成：1、信号发生器单元2、模拟接口单元3、数字接口单元4、信号处理单元5、中央CPU控制单元6、光发端机单元7、光接收机单元每个单元电路的详细说明将在后面的实验中逐一介绍。
图2是实验系统的电原理图。
图3是实验系统元件分布图。
图1 实验系统总方框图图2 光纤通信原理实验系统分布图预习实验光纤通信原理实验系统信号发生器实验一、实验目的1、熟悉该光纤通信原理实验系统的电路组成。
2、熟悉光纤通信系统发送端信号产生的方法。
二、实验仪表1、直流稳压电源一台2、20MHz示波器一台3、三用表一台三、实验电路工作原理时钟信号是该光纤实验系统电路中的重要主成部分。
其方框图与电路原理图分别见1-1与图1-2所示。
图1-3是伪随机码产生电路。
图1-1 信号发生方框图各点波形说明如下：TPl01：2.048MHz的方波信号，作为PCM编译码电路的主时钟信号。
TPl02：1.024MHz的方波信号TPl03：128KHz的窄脉冲信号TPl04：8KHz的窄脉冲信号，作为PCM编译码电路的帧同步信号和脉冲波产生电路的波形。
W105：2KHz或1KHz的方波信号，作为正弦波产生电路的输入信号。
TPl07：8KHz或4KHz的方波信号，作为三角波产生电路的输入信号。
TPl09：64KHz的方波信号。
TP110：伪随机码产生电路输出波形，码型为000011101100101。
四、实验内容：1、用示波器测出各测量点波形，并对每一测量点的波形加以分析。
2、分析伪随机码发生器的工作原理并画出输出波形。
实验一码型变换(CMI)实验一、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3、了解CMI的编解码实现方法二、预习要求1、阅读光纤通信系统原理的线路码型章节2、熟习相关电路的芯片功能，三、实验电路工作原理1、电路组成CMI码即为传号翻转码，“1”交替地用“00”和“11”表示，而“0”则固定用“01”表示，因此lbit变为2bit，故属于二电平的NRZ的1B2B码型，这种码的特点是有一定的纠错能力，易于实现，易于定时提取，因此在低速系统中选为传输码型，图1-1为CMI码与NRZ的关系图1-1 CMI码与NRZ码的转换关系a、编码电路编码电路接收来自信号源的单极性非归零码（NRZ）码，并把这种码型变换为CMI码送至光发送单元，其框图如图1-2 所示，图1-3是它的电原理图图1-2 CMI编码框图图1-3 CMI编码电原理图单极性码输入本单元后，首先用CLK同步，例如输入若是传号，则翻转输出，若是空号，则打开门开关，使时钟的反码送输出，本实验电路的伪随机码为15位的PN码，其其输入的信码序列如图1－4所示。
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实验三数字光纤通信系统接口码型变换实验
一、实验目的
1. 了解接口码型在光纤传输中的作用
2. 了解HDB3码编译电路实现原理
3. 掌握HDB3码的编译码规则及编译码过程
二、实验仪器
1. ZY12OFCom13BG型光纤通信原理实验箱 1台
2. 20MHz双踪模拟示波器 1台
3. 连接导线 20根
三、实验原理
接口码型变换电路包括输入接口码型变换和输出接口码型变换两部分内容。
这种变换电路完全是为了适应数字传输的需要而设置的，接口码型从我国所采用的数字通信标准制式来看有两种，即HDB3码型和CMI码型，这两种接口码型也就是数字通信的线路传输码型，但是HDB3码不能用作光纤数字通信的线路码型，因此在光发机模块必须要有接口码型变换电路。
HDB3码是三阶高密度双极性码（High Density Bipolar Codes）的简称。
所谓三阶，即最大允许连“0”数为3个。
这种码型为PCM一次群、二次群和三次群的电线路传输码型。
在数字光纤通信系统中，HDB3码就是相应的PCM设备与数字光纤通信设备之间的接口码型。
输入接口码型变换电路就是将HDB3码变换为PCM码，此PCM码经过光纤传输后再经输出接口码型变换电路进行码反变换，得到HDB3码。
实验系统方框图如15-1。
图15-1 HDB3编译码实验框图
1、HDB3码有如下特点：
一、HDB3码的功率谱中无直流分量，高低频成分少，定时信息丰富，有利于定时提取。
二、HDB3码是伪三进制码，它的状态用B+，B-，和0表示。
三、HDB3码的最大连0数等于3
四、HDB3码中任意两个相邻“V”脉冲（破坏点）之间的传号“B”脉冲数目（不包括“V”脉冲本身）为奇数。
五、HDB3码可以利用其破坏点规则检测线路传输中产生的误码。
2、HDB3码编码
HDB3码的编码规则：二进制中的传号，在HDB3码中编成交替反转码。
当二进制信号为全“1”码时，HDB3码与一般的AMI码相同。
二进制中的空号，在HDB3码中仍编为空号，但在二进制中出现四空号串，则用以下四连“0”取代节代替，其取代节形式如下：000V或B00V。
其中，V为双极性码中极性交替改变法则的破坏点，B为双极性码中极性交替改变法则中的非破坏点，0为双极性码中的0码。
同一个取代节中的“B”，“V”脉冲在HDB3码中的极性相同。
HDB3码中相邻字节中的“V”脉冲符合交替反转法则。
用取代节中的“B”脉冲来保证HDB3码中任意两个相邻取代节的“V”脉冲之间的脉冲数目为奇数。
即从二进制信号进行HDB3码编码的过程中，遇到一个四空号串，准备用取代节代替时，要视相邻前一个取代节中的“V”脉冲至准备代替四空号串的取代节中的“V”脉冲之间已有的脉冲数目，如果为奇数，用000V取代节，若为偶数，则用B00V取代节。
3、HDB3码编码电路
V脉冲插入与B脉冲形成电路
根据 HDB 3 码的编码规则可知 HDB 3 编码电路原理框图如图 15-2 所示。
图中的V 脉冲插入与 B 脉冲形成电路，实际上是一个逻辑电路起了两种作用，即在其输入信号序列中的空号串少于 4 时，该电路输出为输入信号序列码。
如果在输入信号序列中出现空号串等于或大于 4 时则第 4n （ n ＝ 1 ， 2 ，… N ）个空号用传号代替，即插入“ V ”脉冲。
而这个“ V” 脉冲正好在该电路输出 4 空号的第一个空号位上，因此它就是准备添补到 HDB 3 码码中的“ B ”脉冲。
然后在已经插入“V” 脉冲的信号序列码中按照取代节使用的原则可以决定是否将“ B ”脉冲添补进去，即决定在 4 空号串的第一个空号位上决定是加入一个传号还是保持原有的空号，这就是图中脉冲添补电路的作用。
最后通过图中的破坏点形成电路和传号交替反转码形成电路输出 HDB 3 码序列。
4、HDB3码译码电路
V脉冲
检出电路
HDB 3 码译码是其编码的反变换，就是将 HDB 3 码还原成二值 NRZ 码。
HDB 3 码经双⁄单变换后成为两路二值码信号输出，由于 HDB 3 码中破坏点的影响，这两路二值码信号在时间上相互之间不遵循交替出现的规律，即其中一路在另一路为“ 0 ” 的情况下可能连出两个脉冲信号（非连续出现）的情况。
图 15-3 中“ V ”脉冲
检出就是把两路二值码信号中连出两个脉冲中的第二个脉冲检测出来。
这个脉冲就是“ V ”脉冲。
也就是利用这个“ V ”脉冲从＋ HDB 3 和 -HDB 3 两路信号的合成输出中对“ B ”和“ V ”扣除以后就还原成 NRZ 信号。
实验中HDB3编译码主要利用CPLD电路实现“V”脉冲和“B”脉冲信号的处理。
以观察HDB3编译码过程为主，分析HDB3编码规则。
四、实验内容
1. 学习了解HDB3编码规则
2. 观察接口码型的编译码过程
五、实验步骤
1. 连接导线：数字信号源模块T504与HDB3编译码模块T801连接，T502与T802连接，T803与T851连接，T852与T502连接。
2. 接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K01，K02，五个发光二极管全亮。
3. 接通数字信号源模块(K50、HDB3编译码模块(K80的直流电源。
4. 用示波器观察各点的波形：
TP502
TP504
TP803
TP853
5. 拨动数字信号源模块中的K501、K502、K503，使之产生不同的伪随机码。
6. 用示波器观察上述测试点波形的变化，并加以分析，看是否满足HDB3编码规则。
7. 依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，将实验箱还原。
六、实验报告
1. 记录实验中各点的波形。
2. 分析各点的波形，比较实验所观察到的波形与理论波形是否一致，如果不一致分析其原因。
3. 简要叙述HDB3码的编码规则。
七、注意事项
1. HDB3编码输出波形与原NRZ码相位相差4个码元。
2. HDB3译码输出波形与原NRZ码相位相差8个码元。
3. TP504的波形由拔码开关K401，K402，K403控制，波形不一定与示意图中相同。
八、思考题
1. 为什么HDB3码不能在数字光纤传输系统中传输？
接口码型变换电路在光纤传输系统中处。