实验五-CMI编译码原理及CMI码光纤传输系统
通信原理课程设计 CMI编译码
实验 5 CMI 编码器设计一、预备知识1. 预习 Altera 公司quartus 软件的使用方法。
2. 预习 FPGA 的基本编程技术。
3. 复习通信原理中关于 CMI 编码部分的知识。
二、实验目的1. 掌握 FPGA 中实现CMI 编码的方法。
三、实验仪器1．LTE-TX-02E 型通信原理实验箱一台2．计算机（带quartus II 开发环境）一台3．JTAG 下载电缆一根4．6 号板一块5．8 号板一块6．信号源板一块7．示波器一台四、实验原理CMI 编码规则见如下表所示：输入码字编码结果0 011 00/11 交替表示在CMI 编码中，输入码字0 直接输出01 码型，较为简单。
对于输入为1 的码字，其输出不仅与当前码字有关，还与前一个“1”码的输出有关，输出存在两种结果00 或11 码，交替出现。
在同步情况下，输出只对应三种有效码型，10 码型无效，因此可以根据这个特点进行检错。
同时，编码后的速率增加一倍。
五、设计要求与方法1. 设计要求从信号源接 8K 的PN 序列和8K 时钟到8 号板，对8 号板的FPGA 进行编程完成PN 序列的CMI 编码。
在程序中定义的端口是：输入：CLK_ENCODE ：时钟输入端，由信号源CLK1 引入8k 的时钟信号。
RST ：复位信号，高电平有效。
NRZ_IN ： NRZ 码信号输入。
输出：CMI_OUT ： CMI 编码输出。
说明：CLK_ENCODE ： 8 号板的FPGA 的16 脚，插座的名称为“CLK”。
RST ： 8 号板FPGA 39 脚，复位信号，S2 pn1 往上拨时，复位信号有效。
NRZ_IN ： 8 号板的FPGA 的10 脚，插座的名称为“COMRXA”。
CMI_OUT ： 8 号板的FPGA 的77 脚，插座的名称为“PCMOUTB”。
2. 设计方法首先将输入数据依据编码要求编成相应码字，0 码编成“01”，1 码交替成“00”或“11”，然后在原时钟上升沿和下降沿分别取高位和低位进行并串转换输出，就达到倍频输出的目的。
光纤通信实验报告
光纤通信实验报告-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII光纤通信实验报告课程名称光纤通信实验实验一光源的P-I特性、光发射机消光比测试一、实验目的1、了解半导体激光器LD的P-I特性、光发射机消光比。
2、掌握光源P-I特性曲线、光发射机消光比的测试方法。
二、实验器材1、主控&信号源模块、2号、25号模块各一块2、23号模块（光功率计）一块3、FC/PC型光纤跳线、连接线若干4、万用表一个三、实验原理数字光发射机的指标包括：半导体光源的P -I 特性曲线测试、消光比（EXT ）测试和平均光功率的测试。
1、半导体光源的P-I 特性I(mA)LD 半导体激光器P-I 曲线示意图半导体激光器具有高功率密度和极高量子效率的特点，微小的电流变化会导致光功率输出变化，是光纤通信中最重要的一种光源，激光二极管可以看作为一种光学振荡器，要形成光的振荡，就必须要有光放大机制，也即启动介质处于粒子数反转分布，而且产生的增益足以抵消所有的损耗。
半导体激光器的输出光功率与驱动电流的关系如上图所示，该特性有一个转折点，相应的驱动电流称为门限电流（或称阈值电流），用I th 表示。
在门限电流以下，激光器工作于自发辐射，输出（荧光）光功率很小，通常小于100pW ；在门限电流以上，激光器工作于受激辐射，输出激光功率随电流迅速上升，基本上成直线关系。
激光器的电流与电压的关系类似于正向二极管的特性。
该实验就是对该线性关系进行测量，以验证P -I 的线性关系。
P -I 特性是选择半导体激光器的重要依据。
在选择时，应选阈值电流I th 尽可能小，没有扭折点， P-I 曲线的斜率适当的半导体激光器：I th 小，对应P 值就小，这样的激光器工作电流小，工作稳定性高，消光比大；没有扭折点，不易产生光信号失真；斜率太小，则要求驱动信号太大，给驱动电路带来麻烦；斜率太大，则会出现光反射噪声及使自动光功率控制环路调整困难。
光纤通信CMI编码解码实验
实验报告课程名称：光纤通信实验类别：综合性□设计性□其他√实验项目：CMI编码解码实验专业班级：通信工程1101班姓名：学号：实验室号：实验组号：实验时间：批阅时间：指导教师：成绩：1一、实验目的：1.了解CMI编码原理；2.了解CMI解码原理；3.记录CMI编码、解码波形图；4.掌握CMI码型应用.二、实验仪器：光纤通信实验箱、示波器、光纤三、实验原理（设计方案）：CMI（Coded Mark Inversion）码是传号反转码的简称，与双相码类似，它也是一种双极性二电平码。
其编码规则是“1”码交替用“11”和“00”两位码表示；“0”码固定地用“01”表示。
CMI码易于实现，含有丰富的定时信息。
此外，由于10为禁用码组，不会出现三个以上的连码，这个规律可以用来宏观检错。
该码已被ITU-T推荐为PCM四次群的接口码型，有时也用在速率低于8.44Mb/s的光缆传输系统中。
四、实验步骤：开关：K901→2、3（M）；K902→1、2（7位）；K903→1、2（N）连线：TP901→M 序列TP903→CMI编码TPA01→接受TPA03→译码五、实验记录及分析21 记录波形图记录波形图2图1：图1说明：CMI 编码规则知，将原码的“1”码用“11”“00”码交替代替，原码的“0”码用“01”码代替，原码码元宽度是新码码元宽度的2倍。
如图，上线代表原码（M 序列），1110010下线代表新码（CMI 码），11001101010001可以看出，传输有时延。
图2图2说明：CMI码具有传输延时的特点，可以看出，图中解码完全正确（上线是原码，下线是新码）。
六、实验总结通过本次实验更加深入了解了CMI编码、解码原理，并通过调试、记录CMI编码、解码波形图掌握了CMI码型应用。
通过实际的操作巩固了书中的知识。
4。
CMI码编码与译码-A11-2012通信大型实验报告
实验报告题目：CMI码编码译码实验报告组员通信901 李虹毅通信901 潘凯波通信901 韦磊组号A112012年2月目录一概述 (1)1.1 CMI码的简介 (1)1. 2 CMI码的优点 (1)二实验原理 (1)2.1 编码原理 (1) (2)2.2 译码原理 (2)三实验设计步骤（含程序及仿真图、测试图等） (3)3.1 实验模块程序 (3)3.2 综合电路图 (7)3.3 仿真波形 (8)四硬件调试下载 (8)五实验总结和心得体会 (9)一概述1.1 CMI码的简介1、CMI码是传号反转码的简称，它是一种应用于PCM四次群和光纤传输系统中的常用线路码型，具有码变换设备简单、有较多的电平跃变，含有丰富的定时信息，便于时钟提取，有一定的纠错能力等优点。
在高次脉冲编码调制终端设备中广泛应用作接口码型，在速率低于8 448 Kb/s的光纤数字传输系统中也被建议作为线路传输码型。
在CMI编码中，输入码字0直接输出01码型，较为简单。
对于输入为1的码字，其输出CMI码字存在两种结果00或11码，因而对输入1的状态必须记忆。
同时，编码后的速率增加一倍，因而整形输出必须有2倍的输入码流时钟。
在CMI解码端，存在同步和不同步两种状态，因而需进行同步。
同步过程的设计可根据码字的状态进行：因为在输入码字中不存在10码型，如果出现10码，则必须调整同步状态。
在该功能模块中，可以观测到CMI在译码过程中的同步过程。
1. 2 CMI码的优点1、不存在直流分量，并且具有很强的时钟分量，有利于在接收端对时钟信号进行恢复；2、具有检错能力，这是因为1码用00或11表示，而0码用01码表示，因而CMI码流中不存在10码，且无00与11码组连续出现，这个特点可用于检测CMI的部分错码。
二实验原理2.1 编码原理编码流程框图：m序列输入根据编码规则2位并行输出经过并串转换模块，并输出结束CMI编码规则见表4.2.1所示：因而在CMI编码中，输入码字0直接输出01码型，较为简单。
新CMI实验
•CMI码的特点
CMI 码的优点是没有直流分量，且低频分量较小； 信息码流中有频繁出现的电平（波形）跳变，含有丰富的定时信息，且 便于提取时钟分量； ， 具有一定的误码监测与检错能力。
编、译码电路简单，容易实现，因此，ITU-T推荐在高次群PCM终端设备 中广泛用作接口码型，在速率低于 8448kb/s 的光纤数字传输系统中也被建 议作为线路传输码型。
四、实验内容与步骤
6 CMI 译 码 同 步 观 测
CMI译码器是否同步可以通过检测错码检测 电路输出反映出。从当CMI译码器未同步时， 错码将连续的检测出。观测时，将KX01设 置在Dt位置，KX04设置在2_3位置。 1. 测量TPY05波形。 2. KX04设置在1_2位置，检测错码检 测点波形应立刻同步。
四、实验内容与步骤
7 CMI 码 抗 连 0 码 性 能 测 试
1. 将KX01拔去，使CMI编码输入数据 悬空（全0码）。测量TPX05，输出数据 为01码，说明具有丰富的时钟信息。 2. 测量CMI译码输出数据是否与发 端一致。 3. 观测译码同步信号
CMI码编码规则测试
7位m序列
15位m序列
四、实验应会技能
4.1.2 CMI译码模块电路原理图如图所示，其工作原理如下：
TPX01 TPX02 KX02 TPX03 TPX04 TPX05 KX03 实验电路实际布局图 KX04 TPX06
KX01
四、实验应会技能
EMP7604 EMP7064 TPY01
TPY02 TPY06 TPY03 TPY04 TPY05
四、实验应会技能
4.1.实验电路组成与工作原理说明
4.1.1 CMI编码模块组成框图如图所示
CMI编码电路的所有电路功能单元都集成在一片现场可编程门阵列（EMP7064） UX01芯片内。其主要电路有：1编码器（1状态记忆）、0编码器（时钟）、输出选择 器。
CMI编码与解码
CMI编码与解码设计原理CMI编码原理基带传输常用码型CMI编码的方案设计：根据CCITT推荐，由于这种码型有较多的电平跳跃，因此，含有丰富的定时信息。
在程控数字交换机中CMI码一般作为PCM四次群数字中继接口的码型，在光缆传输系统中也用做线路传输码型[1]。
CMI码的全称是传号反转码，CMI码的编码规则如下：当输入“0”码时，编码输出“01”，当输入“1”码时，编码输出则“00“和”11“交替出现[1]。
例如：NRZ代码： 1 1 0 1 0 0 1 0 CMI码： 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 根据此规则输出CMI码元的速率应为输入基带信号的2倍。
编码的总体思想是对输入的基带信号进行采样判断，如果‘0’则转化为“01”，如果为“1”则交替转化为“11”或“00”。
“0”的转化结果只有一种可以直接转化为“01”，而“1”的转化结果有两种“11”和“00”，因此需要一个信号作为判断，当前面一个“1”码编码转换的是“00”时，判断编码转化为“11”，当前一个“1”码编码转换的是“11”时，则判断编码转化为“00”。
CMI解码原理CMI码解码的方案设计:根据CCITT推荐，由于这种码型有较多的电平跳跃，因此，含有丰富的定时信息，在程控数字交换机中CMI码一般作为PCM四次群数字中继接口的码型。
CMI码的编码规则如下：当输入“0”码时，编码输出“01”，当输入“1”码时，编码输出则“00”和“11”交替出现[1]。
根据此规则，在CMI的解码模块中：如果接收到“01”码，则可解码成“0”码；如果接收到“00”码或“11”码，则可解码还原为基带信号“1”，如果接收到“10”(因为CMI编码输出是先输的高位)但是由于CMI是串行传输，码流中可能出现会出现“10”这样的错误CMI码，为了解决这个问题，我们在解“10”码时统一将其解码输出为原先值。
例如：CMI码：11 00 01 01 11 01 10 01 00输出解码： 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1代码如下：。
cmi编译码原理
cmi编译码原理
CMI（Content Management Interoperability）是一种用于信息管理系统中的标准，它包含了一系列协议和接口，用于实现不同CMS系统之间的数据共享与交互。
CMI编译码原理主要分为以下步骤：
1. 定义数据结构
CMI定义了一套标准的数据结构，用于描述信息管理系统中
的内容和元数据。
这些数据结构包括Item（表示一个被管理
的实体）、Metadata（表示Item的属性和其他相关信息）等。
2. 封装数据
CMI使用SOAP协议将数据封装为XML格式，并使用一些CMI特有的标记来表示不同的信息类型。
例如，使用
<cmi.item>标记表示一个Item实体，使用<cmi.metadata>标记
表示一个Item的元数据等。
3. 编码数据
CMI使用BASE64算法将封装好的XML数据进行编码，以便
在网络中传输时不会发生数据损坏和意外修改。
4. 传输数据
CMI使用HTTP协议将编码后的XML数据传输到目标系统。
传输过程中可以使用不同的安全措施，如SSL加密等，以确保数据传输的安全性。
5. 解码数据
接收到CMI传输数据的目标系统需要将BASE64编码后的XML数据解码，并按照CMI定义的数据结构解析数据，以实现数据共享和交互。
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；3、了解光纤传输线路码型的选择主要考虑的因素。
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、ZY120FCom23BH1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，还要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）易于实现线路码型的分类以应用场合来分，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。
cmi编译码原理
cmi编译码原理CMI编译码原理一、概述CMI编译码是一种将模拟信号转换为数字信号的技术，它可以将模拟信号通过编码器转换成数字信号，再通过解码器将数字信号还原成模拟信号。
这种技术广泛应用于工业自动化、通讯、电力等领域。
二、编码器的工作原理1. 模拟信号采样在CMI编译码中，首先需要对模拟信号进行采样。
采样是指在一定时间间隔内对模拟信号进行测量，并将其转换为数字形式。
采样率越高，转换后的数字信号越接近原始模拟信号。
2. 量化量化是指将连续的模拟信号离散化为一系列有限的数值。
在CMI编译码中，量化级别决定了数字信号的精度和分辨率。
量化级别越高，数字信号的精度和分辨率越高。
3. 编码编码是指将离散化后的数值映射到一个特定的编码方式中。
在CMI编译码中，常用的编码方式有二进制、格雷码等。
4. 压缩压缩是指将多个数据位通过某种算法压缩成一个编码位，从而减少编码后的数据量。
在CMI编译码中，常用的压缩算法有霍夫曼编码、熵编码等。
三、解码器的工作原理1. 解压解压是指将压缩后的编码位还原成多个数据位。
在CMI编译码中，解压算法需要与压缩算法相对应。
2. 解码解码是指将数字信号转换为模拟信号。
在CMI编译码中，解码器需要根据编码方式将数字信号还原为模拟信号，并通过低通滤波器去除高频噪声。
四、应用场景1. 工业自动化CMI编译码技术可用于工业自动化领域中的传感器和执行器之间的通讯。
通过将模拟信号转换为数字信号，可以提高传输速率和抗干扰能力。
2. 通讯CMI编译码技术可用于数字通讯领域中的音频、视频等信号的传输。
通过将模拟信号转换为数字信号，并采用不同的压缩算法，可以实现高质量、低延迟的数据传输。
3. 电力CMI编译码技术可用于电力领域中的电流、电压等信号的测量和控制。
通过将模拟信号转换为数字信号，并采用不同的编码方式，可以实现高精度、高可靠性的测量和控制。
五、总结CMI编译码技术是一种将模拟信号转换为数字信号的重要技术，它在工业自动化、通讯、电力等领域中有着广泛应用。
基带传输系统实验报告
基带传输系统实验——CMI线路编码通信系统综合实验一、实验原理及电路组成框图为了让学生能比较全面的、牢固的掌握CMI编码的技术，加深了解CMI编码性能和用途，熟悉CMI线路编译码器在一个传输系统中的性能、作用及对相关通信业务的影响，本节实验将音乐和话音信号通过CMI线路编译码模块传输，测量CMI线路编译码器在传输信道有误码的环境下对数据和话音业务的影响。
本实验是在两路PCM时分复的基础上增加了CMI编码和译码模块，实验的系统连接框图如下图一所示。
两路信号在256K时钟控制下完成PCM编码工作，PCM编码统一选择“A律”编码方式。
编码后两路信号在模块8进行复用，模块8的FPGA工作时钟CLK为信号源提供的256K 时钟。
复用后的信号到模块6进行CMI编译码，模块6的拨码开关S1设置为“00100000”CMI编码。
编码之后的结果由DOUT1口输出。
译码时钟由模块7锁相环法位同步提取。
译码后的结果由NRZ-OUT口输出至模块8进行解复用，解复用所需帧同步信号由FPGA内部提供，位同步信号同为模块7锁相环法位同步提取。
解复用输出后到模块2进行PCM译码，译码后的两路信号交换后分别输出至耳机和喇叭。
二、实验前准备工作1、本实验在码型变换实验以及两路PCM时分复用基础上进行，先温习上述实验原理及内容。
2、熟悉本实验的电路原理、开关及各测试点的作用。
三、实验仪器1、L TE-TX-02E通信原理综合实验系统一台2、50MHz双踪示波器一台3、耳麦一副四、实验目的1、熟悉CMI编译码器在基带传输系统中位置及发挥的作用2、了解CMI码对通信系统性能的影响五、实验内容实验前的准备工作：在不加电的情况下，按照原理框图的加粗线连接各模块。
图1准备工作：1、将信号源模块上S4、S5都拨到“0111”,输出时钟信号为256K。
2、2号模块PCM编码方式选择A律。
3、6号模块S1设为“00100000”，进行CMI编译码。
光纤通信系统线路码型5BIC编译码实验
实验二十五光纤通信系统线路码型5BIC编译码实验实验组员：匡升平林天夏赖剑王娟谢丽华一、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5BIC码的编译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、ZY120FCom23BHI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根四、实验原理1、5BIC码的编码规则mBIC码也是一种比较典型的非字母型不平衡码，是一种插入型码。
其变换原理与mBIP码类似，只是在Mb后面插入的不是奇偶校验码，而是补码。
mBIC码编码是将输入的二进制码每m比特分为一组，插入的补码可以使其前i位的补码，因此准确的应与为mBICi码，通常情况下i＝1,2比较常用，当i＝1时简写为mBIC。
mBIC码的优点是可以控制长连“0”和长连“1”，其最大同符号连接数为m+1,误码倍增系数略小于1。
在此实验中，我们选取m＝5且补码i＝1的补码，即5BIC码。
5BIC码编码后的波型如图：图25—1 5BIC编码波形2、5BIC码的编码原理5BIC编码的原理框图如下：图25—2 5B1C编码原理框图5BIC码编码时，原理比较简单。
首先是对输入的5B码流进行串并转换，然后对于转换后的并行数据的D0进行取反，作为补码位，这样5位数据加上1位补码共6位数据送入并/串联转换器，作为其数据的输入。
并行的6位数据经过并/串转换器后变6位的串行码，此码即为5BIC码。
3、5BIC码的译码原理5BIC码的解码原理框如下：图25—3 5B1C解码原理框图5BIC码的解码原理与5BIP码的解码原理相同，这里可以参照上一个实验了解解码的过程及其原理，所不同的是对于误码的判断，同5BIC码的编码原理可知，在正确译码时，S （0）和S（1）（即D（0）和D（1）经解码串并转换后对应的数据）的极性必然相反。
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。
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。
CMI线路编码通信系统综合实验
CMI 线路编码通信系统综合实验一、 实验原理为了让学生能比较全面的、牢固的掌握CMI 编码的技术，加深了解CMI 编码性能和用途，熟悉CMI 线路编译码器在一个传输系统中的性能、作用及对相关通信业务的影响，本节实验将数据和话音业务通过CMI 线路编译码模块传输，测量CMI 线路编译码器在传输信道有误码的环境下对数据和话音业务的影响。
本实验是在本章实验二的基础上增加了CMI 编码和译码模块，实验的系统连接框图见图9.3.1所示。
二、 实验仪器1、 Z H5001通信原理综合实验系统 一台2、 20MHz 双踪示波器 一台3、 电话机二部三、 实验目的1、 熟悉CMI 编译码器在通信系统中位置及发挥的作用2、 了解CMI 码对通信系统性能的影响四、 实验内容准备工作：2#1#图9.3.1 CMI 线路编码系统测试组成框图（1）本实验在实验二基础上进行，先按实验二要求设置各选择开关；（2）将CMI编码模块内输入数据选择开关KX01设置在复接数据（Dt）位置，CMI 编码使能开关KX04设置在1_2位置（CMI_EN：左端），加错选择开关KX03设置在NO_N位置（右端），不加错码。
（3）将复接模块内的误码产生和m序列选择开关SWB02的设置为0001（E_SEL0、E_SEL1和M_SEL0拔下，M_SEL1插入），使传输信道无误码、m序列发生器输出m1序列码。
（4）将解复接模块内输入数据和时钟选择开关KB01、KB02设置CMI位置（中间），使终端信号经复接器、CMI编译码器、解复接器传输送入对端终端。
1.经CMI编译码系统传输的帧同步信号观测(1)首先用示波器同时观测复接模块帧同步指示测试点TPB07与解复接模块帧同步指示测试点TPB06波形，观测时用TPB07同步。
经CMI编译码模块传输后解复接模块帧同步指示波形在正常时应与发端帧同步指示波形同步。
如不同步请检查各跳线器设置位置是否正确，记录测试结果。
光纤实训报告
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-Ⅲ(+)型光纤通信实验系统。
四、实验记录与报告要求1、观察数字信号被CMI编码后的波形与原始波形的关系。
(注:可观察数字信号上升沿对应CMI编码后的波形)原码 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0CMI码11001100 01010101 11001100 010101012、熟悉光纤数字信号传输的编码原则和传输效果的关系CMI码是二电平传号交替反转码，它的变换规则是用“01”代替“0”，用“11”、“00”交替代替“1”。
CMI码变换后码率提高了一倍，CMI编码的特点是有一定的纠错能力。
实验四三阶高密度双极性码（HDB3）原理实验一、实验目的1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。
2、掌握HDB3码的编码规则。
二、实验内容1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、三阶高密度双极性码（HDB3）。
2、用示波器观察HDB3译码输出波形。
三、实验仪器示波器，RC-GT-Ⅲ(+)型光纤通信实验系统。
四、实验记录与报告要求1、根据实验观察和纪录回答：（1）不归零码和归零码的特点是什么？a)单极性不归零码，无电压表示"0"，恒定正电压表示"1"，每个码元时间的中间点是采样时间，判决门限为半幅电平。
b)双极性不归零码，"1"码和"0"码都有电流，"1"为正电流，"0"为负电流，正和负的幅度相等，判决门限为零电平。
c)单极性归零码，当发"1"码时，发出正电流，但持续时间短于一个码元的时间宽度，即发出一个窄脉冲；当发"0"码时，仍然不发送电流。
光纤通信实验 实验一 码形变换(CMI) 实验
光纤通信实验实验一 码形变换(CMI)实验选题意义： 在数字通信中，为了某种目的需要，对数字信号进行相应变换，目的是提高传 输的有效性。
通过实验，掌握光纤通信中基本码形变换方法。
要 求：结合相关光纤通信课程，完成实验内容所列条款，写出实验报告。
实验目的： 了解光纤通信采用的码型，掌握CMI 码的特点，了解 CMI 的编解码实现方法。
实验原理： CMI 编码是将“1”交替地用“00”和“11”表示，而“0”则固定用“01”表 示。
解码的过程是：当时钟和信码对齐时，如果输入的是“11”或“00”则输。
，如果输入的是“01”则输出为“0”出为“1”实验仪器及设备：(1) 光纤通信实验台(南京通信工程学院生产)。
(2) 示波器。
实验内容及步骤：(1) 打开交流电源，按下电源输入的 K1，K2 开关，用短接片连接 CMI 跳线（K702）。
(2) 从实验台上键盘按复位键、CMI 编码键，并按确认键；(3) CMI 编码：用示波器观察实验台上的测点 TP109（时钟脉冲），TP111（编码前波形-NRZ 码），TP115（编码后波形-CMI 码）并记录。
(4) CMI解码：用示波器观察 TP504（解码前波形-光纤传送过来的波形），TP507（解码后波形）并记录。
预习要求： 预习光纤通信教材，了解编码电路。
实验报告： 整理各点波形并画出、总结编码方案。
思考题：重新设计一种 CMI编/解码方案。
实验 2 光发送及接收系统实验选题意义：半导体光源体积小、寿命长、工作可靠被广泛用于光纤通信，其工作原理属于注 入电流发光，所以光发送电路是提供适当的电流给半导体光源。
实际应用中，应尽量提高 转换效率及接收放大等。
了解模拟信号和数字信号两种信号的传送。
要 求： 结合相关光纤通信课程，完成实验内容所列条款，写出实验报告。
实验目的：了解光纤通信中光源的发光特性及使用方法，了解光电转换电路。
掌握光发送 所完成的电光变换过程。
光纤通信实验五 CMI编译码原理及CMI码光纤传输系统
实验五CMI编译码原理及CMI码光纤传输系统一、实验目的1.了解线路码型的用途2.掌握CMI 编译码的方法二、实验内容1.CMI 码的光纤传输三、实验仪器1.光纤实验系统1 台2.光纤跳线1 根3.示波器1台四、实验原理1.线路码型数字光纤通信与数字电缆通信一样，在其传输信道中，通常不直接传送终端机（例如PCM 终端机）输出的数字信号，而需要经过码型变换，使之变换成为适合于传输信道传输的码型,称之为线路码型. 在数字电缆通信中, 电缆中传输的线路码型通常为三电平的三阶高密度双极性码, 即HDB3 码，它是一种传号以正负极性交替发送的码型。
在数字光纤通信中由于光源不可能发射负的光脉冲，因而不能采用HDB3 码，只能采用0 1 二电平码。
但简单的二电平码的直流基线会随着信息流中0 1 的不同的组合情况而随机起伏，而直流基线的起伏对接收端判决不利，因此需要进行线路编码以适应光纤线路传输的要求。
线路编码还有另外两个作用：其一是消除随机数字码流中的长连0 和长连 1 码，以便于接收端时钟的提取。
其二是按一定规则进行编码后，也便于在运行中进行误码监测，以及在中继器上进行误码遥测。
2.CMI 码CMI（Coded Mark Inversion）码是典型的字母型平衡码之一。
CMI 在ITU-T G.703 建议中被规定为139 264 kbit/s（PDH 的四次群）和155 520 kbit/s（SDH 的STM-1）的物理/电气接口的码型。
其变换规则如下表所示：CMI 由于结构均匀，传输性能好，可以用游动数字和的方法监测误码，因此误码监测性能好。
由于它是一种电接口码型，因此有不少139 264 kbit/s 的光纤数字传输系统采用CMI 码作为光线路码型。
除了上述优点外，它不需要重新变换，就可以直接用四次群复接设备送来的CMI 码的电信号去调制光源器件，在接收端把再生还原的CMI 码的电信号直接送给四次群复用设备，而无须电接口和线路码型变换/反变换电路。
CMI-光纤实验报告
光纤通信实验报告姓名：学号：班级：一、实验目的：1、熟悉m序列NRZ码、任意周期码产生原理以及光纤线路CMI编译码原理。
2．初步熟练Altera公司Maxplus II仿真平台的使用。
3．进一步熟悉数字电路设计技巧。
4．基本掌握如何进行CPLD的电路设计与仿真。
5．深入理解光纤线路编译码在光纤通信系统中的实际运用方法。
二、实验内容：1. 学习使用Altera公司Maxplus II仿真平台进 行CPLD数字电路的设计与仿真。
2. 设计m序列NRZ码产生电路以及光纤线路CMI编译码电路。
m序列:伪随机序列;NRZ:不归零码;CMI编码规则: 0码: 011码: 00/11 交替;3. 通过CPLD仿真确保上述电路的正确设计。
4. 总结光纤线路编译码在光纤通信系统中的实际运用。
三、实验要求A．实验过程要求1．基本要求：在MAX+plus II软件仿真环境中，1.1、 用绘制原理图的方法建立新工程，设计CPLD内部下述电路：15位m序列NRZ码的生成电路；CMI编码电路；CMI编码输入的选择电路：周期15位m序列与由周期15位二进制码表示的本组内某学号最后四位（前面可补零）分别选择作为CMI编码输入。
CMI译码电路（在实验室条件下使用统一系统时钟，输入为CMI编码输出）；1.2、对所做设计完成正确编译。
1.3、使用仿真环境完成信号波形仿真。
CPLD电路仿真的输入输出信号即各测试点。
数字信号要求如下：输入：电路的总复位信号：1路系统时钟信号（2M）：1路CMI编码选择信号：1路输出：周期15位m序列NRZ码：1路周期15位二进制四位学号：1路CMI编码输出信号：1路CMI译码输出信号：1路1.4、对仿真信号波形结果进行原理分析，发现可能的问题并加以解决得到正确的仿真结果。
四、实验步骤根据要求在MAX-plus中画出电路图实验原理图：输入：电路的总复位信号：1位；clr 系统时钟信号（2M） ：clkx2；CMI编码输入的选择信号：select；输出：周期15位m序列NRZ码：1位；m15周期15位二进制后四位学号：1位；xuehaoCMI编码输出信号：1位；MseqCMI译码输出信号：1位；decode其中学号生成电路为：周期15位m序列NRZ码生成电路为：CMI编码电路为：CMI译码电路模块为本人学号后四位是4004，改为15位二进制码后为0100000000000100。
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。
通信系统原理综合性、设计性实验设计报告 - CMI码编译码电路的设计与实现
综合性、设计性实验设计报告院系：物理与电信工程学院专业：通信工程题目：CMI码编译码电路的设计与实现一、电路的基本工作原理及结构框图1、 CMI码简介根据CCITT建议，程控数字交换机中CMI码一般作为PCM四次群数字中继接口的码型，全称是传号反转（Coded Mark Inversion）码。
其编码规则是：当为“0”码时，用01表示，当出现“1”码时，交替用00和11表示。
它的优点是：（1）没有直流分量；（2）会频繁出现波型跳变，有很强的时钟分量，利于接受端对时钟信号进行恢复；（3）具有误码监测能力。
但它有因极性反转而引起的译码错误问题。
由于CMI码有上述优点，并且编、译码电路简单，容易实现，因此，在高次群脉冲终端设备中广泛作接口码型，在速率低于8448kb/s的光纤数字传输系统中也被建议作为线路传输码型。
国际电联（ITU）的G.703 建议中，也规定CMI码为PCM四次群的接口码型。
日本电报电话公司在32kb/s及更低速率的光纤通信系统中也采用CMI码。
2、 CMI码编译码电路的设计方案CMI编译码器主要由时钟源电路、序列发生器、CMI编码电路、CMI译码电路五部份组成，其设计框图如下图1所示：由图很清楚地可以看出，振荡器产生原始时钟信号，时钟源则产生各个部分所需要的时钟信号。
序列发生器产生伪随机序列信号，CMI编码器输出相应的CMI码流，进入译码器中，由译码器译出原始序列信号，从而完成CMI的编译码。
二、编、译码电路图1、编码器原理及电路图（1）“1”码编码器的设计原理由上描述可知，当输入“1”时，编码输出交替是“00”、“11”码，因而我们必须在电路中设置一个状态来记住上一次输入“1”是的编码状态，这我们想起了在数电中学习的D触发器。
D触发器的功能是当上升沿来临时，输出端Q将保持输入端D的状态。
当输入的NRZ码为“1”时，在U1A的3端就会输出正相时钟信号，此时D触发器输出状态将会在此时钟周期结束时（即出现“0”到“1”的突变的时候）进行一次状态翻转，从而完成对“1”码编码状态的记忆，同时实现“1”编码时“00”、“11”的交替出现。
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实验五CMI编译码原理及CMI码光纤传输系统
学号：XXX 姓名：XXX
一、实验目的
1.了解线路码型的用途
2.掌握CMI 编译码的方法
二、实验内容
1.CMI 码的光纤传输
三、实验仪器
1.光纤实验系统1 台
2.光纤跳线1 根
3.示波器1台
四、实验原理
1.线路码型
数字光纤通信与数字电缆通信一样，在其传输信道中，通常不直接传送终端机（例如PCM 终端机）输出的数字信号，而需要经过码型变换，使之变换成为适合于传输信道传输的码型,称之为线路码型. 在数字电缆通信中, 电缆中传输的线路码型通常为三电平的三阶高密度双极性码, 即HDB3 码，它是一种传号以正负极性交替发送的码型。
在数字光纤通信中由于光源不可能发射负的光脉冲，因而不能采用HDB3 码，只能采用0 1 二电平码。
但简单的二电平码的直流基线会随着信息流中0 1 的不同的组合情况而随机起伏，而直流基线的起伏对接收端判决不利，因此需要进行线路编码以适应光纤线路传输的要求。
线路编码还有另外两个作用：
其一是消除随机数字码流中的长连0 和长连 1 码，以便于接收端时钟的提取。
其二是按一定规则进行编码后，也便于在运行中进行误码监测，以及在中继器上进行误码遥测。
2.CMI 码
CMI（Coded Mark Inversion）码是典型的字母型平衡码之一。
CMI 在ITU-T G.703 建议中被规定为139 264 kbit/s（PDH 的四次群）和155 520 kbit/s（SDH 的STM-1）的物理/电气接口的码型。
其变换规则如下表所示：
CMI 由于结构均匀，传输性能好，可以用游动数字和的方法监测误码，因此误码监测性能好。
由于它是一种电接口码型，因此有不少139 264 kbit/s 的光纤数字传输系统采用CMI 码作为光线路码型。
除了上述优点外，它不需要重新变换，就可以直接用四次群复接设备送来的CMI 码的电信号去调制光源器件，在接收端把再生还原的CMI 码的电信号直接送给四次群复用设备，而无须电接口和线路码型变换/反变换电路。
其缺点是码速提高太大，并
且传送辅助信息的性能较差。
3．CMI 编码原理框图
4.CMI 译码原理框图
五、注意事项
1.在实验过程中切勿将光纤端面对着人，切勿带电进行光纤的连接。
六、实验步骤
1.关闭系统电源。
2.将1310nm光发模块的拨码开关J100全部拨到ON状态，将电位器RP100向左旋转到最大。
将开关J101的短路塞调到数字传输端。
3.将光端FPGA的开关J700调到“外部”
4.信号连接导线的连接方法如下：
5.用光纤跳线连接1310nm光发模块的光纤活动连接器和1310nm光收模块的光纤活动连接器。
6.打开系统电源，用示波器在1310nm光发模块的数字信号输入端口TP103的信号和1310nm光收模块的数字信号输出端口TP109。
调节1310nm光收端电位器RP106、RP108得到最佳数字信号。
7.用示波器观察光端FPGA模块的测试点TP720、TP715、TP723记录下CMI编码前、编码后、译码后的波形进行比较，理解CMI编码的原理。
8.关闭系统电源，拆除实验导线。
将各实验仪器摆放整齐。
七、实验总结
通过本次实验，让我对CMI编译码原理及CMI码光纤传输系统有了初步的了解，CMI 即反转码，是一种两电平不归零码，误码监测性能好。
通过实验认识了CMI的三大好处，即同步、检错、无直流分量，对CMI编码的认识有了进一步的深入了解。