光纤通信网中的光时分复用技术实验

本科实验报告

课程名称：光纤通信

实验项目：光纤通信网中的光时分复用技术实验实验地点：

专业班级：

学号：

学生姓名： ALXB 指导教师：

年月日

实验二光纤通信网中的光时分复用技术实验

一、实验目的

1、了解光纤接入网时分复用原理

2、掌握时分复用技术

二、实验仪器

1、ZY12OFCom13BG3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/PC-FC/PC单模光跳线 1根

4、连接导线 20根

三、实验原理

光时分复用（OTDM）是以光领域的超高速信号处理技术为基础，避免了高速电子器件和半导体激光器直接调制能力的限制，可实现数十Gbit/s乃至数百Gbit/s的高速传输。所谓时分复用是指将多个通道的数字信息（低速率）以时间分割的方式插入到同一个物理信道中。复用之后的数字信息成为高速率的数字流，数字流由帧组成。帧定义了信道上的时间区域，在这个区域内信号以一定的格式传送。时分复用必须采取同步技术来使远距离的接收端能够识别和恢复这种帧结构。例如发送端在每帧开始的时候发送一个特殊的码组，而接收端利用检测这个特征码组来进行帧定位。特征码组（或称帧定位码组）按一定的周期重复出现。每一帧又包含若干个时间区域，叫做时隙TS，每个时隙在通信时严格地分配给一个信道，即每个信道的数字信息是严格相等且时间上保持严格的同步关系。

光时分复用（OTDM）可分为比特间插和分组间插。比特间插TDM帧中每个时隙对应一个待复用的支路信息（一个比特），同时有一个帧脉冲信息，形成高速TDM信号，主要用于电路交换业务。分组间插TDM帧中每个时隙对应一个待复用支路的分组信息（若干个比特区），帧脉冲作为不同分组的界限，主要用于分组交换业务。

本实验将两路不同的模拟信号分别经两个独立的PCM编码电路进行PCM编码，在编码的过程中使这两个编码电路采用不同的编码时隙，然后将这两路PCM信号进行同步复接，即时分复用，再将此信号接入到光发端机数字驱动电路的输入端，经光纤传输后送到PCM译码电路，用各自相应的编码时隙将它们分别恢复为原模拟信号。实验框图如图1所示。

图1 时分复用实验框图

光纤通信网中的时分复用技术从电路上来说就是电路的时分复用。时分复用技术是光纤通信系统中重要组成部分。

四、实验内容

1、将两路模拟信号进行时分复用

2、观察PCM编译码过程及各测试点波形

五、实验步骤

1、用FC-FC光纤跳线将1550nm光发端机（1550nmT）与1550nm光收端机（1550nmR）连接起来，组成1550nm数字光纤传输系统。

2、连接导线：模拟信号源模块T302 (1K方波波)与PCM编译码模块T601连接，T304 (2K 正弦波)与T611连接，T621与光发模块T151连接，T161与T631连接。

3、将K601，K602，K603接1，2脚。

4、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。

5、分别接通光发模块(K150)、模拟信号源模块(K30)、PCM编译码模块（K60）的直流电源。

6、调节两正弦波波形，使得T302波形为1K方波，幅度为2V，T304波形为2K正弦波，幅度为2V（如图2、3）。

图2 实验1KHz方波图3 2KHz正弦波

7、用示波器观察时隙0（TP650）、时隙1（TP651）、时隙2（TP652）和PCM编译码中帧同步码（TP653）的波形。如图（4、5、6、7）.

图4 时隙0波形（TP650）图5 时隙1（TP651）

图6 时隙2（TP652）图7 PCM编译码中帧同步码的波形8、观察TP602（模拟信号1模数转换后波形），TP612（模拟信号2模数转换后波形）T621（两路模拟信号经模数转换和时分复用后的波形）如图（8、9、10）。

图8 TP602波形（上）与 TP612波形（下）图9 模拟信号2模数转换后波形9、依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，拆除各光学器件，将实验箱还原。

图10 两路模拟信号经模数转换和时分复用后的波形

六、思考题

1、如果要实现三路模拟信号的时分复用，则实验箱以及实验方案如何改进？

答：将两路信号改为三路。

2、改变输入模拟信号的频率和幅值，PCM编码信号将如何改变？用实验进行验证。

答：改变输入模拟信号的幅值，PCM编码的量化间隔会变大；改变输入模拟信号的频率，采样频率将发生变化，PCM编码数量将增加。