实验一、光纤通信演示实验

实验一光纤通信演示实验

光纤通信以光波作为载波，以光纤作为传输媒质，正在成为当今通讯的主流。本套系统将通信网络完整的演示为传输平台、接入平台、监控平台、管理平台。通过本系统可实现视频、语音、数据在统一的光平台上传播。

一、实验目的：

本实验目的了解光通信中各种信号的传输，熟悉光通信原理，掌握光通信的基本结构。

二、实验仪器：

1. H10M0-120单频光端机一对

2. 智能PCM局端、远端各一

3. 用户交换机一台

4. VT600视频编、解码器两对

5. E1/10Basee－T适配器一对

6. 电源一对

7. 监视器(电视机)25寸、29寸各一台

8. 工业摄像机一部

9. 计算机

10. 1.3μm单模光纤10m

11. 室内全方位云台一套

三、实验原理：

本套系统将通信网络完整的演示为传输平台、接入平台、监控平台、管理平台。通过本系统可将视频、语音、数据在传输平台上自由传送与通信，语音传输应用的是智能PCM；传输平台选用120单频光端机；监控应用层以VT600视频编解码器为核心，实现视频的传输；数字传输通过E1/10Basee－T适配器来完成。系统组成图如图1所示。

下面我们逐一介绍传输平台、语音传输、监控、数据传输的实现。

（一）传输平台

传输平台由一对H10M0－120单频光端机、电源和10m长的1.3μm单模光纤组成。120单频光端机是光电一体跳群光纤传输设备，采用全数字处理跳群系统专用集成电路。包含减小抖动技术、数字锁相和时钟提取技术、抗干扰的2M接口技术等。具有RS232、RS485和V.35等辅助数据通道、公务通道。可实现集中监控。设备具有体积小、重量轻、功耗低、抗干扰能力强和可靠性高等突出特点。机箱厚度仅为4.5厘米，整机重约4公斤。设备外观图见图2所示。

图1实验系统图

图2 H10M0－120型光传输设备立体图

H10M0－120型光传输设备的内部结构可由图3表示：H10M0－120型光端机的核心部分为其跳群单元，由HMX3101专用集成电路实现。本单元将4个准同步2048 Kbps基群（E1）数字信号跳群复用至34368 Kbps三次群（E3）信号解复用还原成基群信号。

图3H10M0－120型光传输设备的内部结构

2M接口单元包括输入口HDB3信号的双单变换，阻抗匹配，电平浮动电路以及

输出口驱动和单双变换等，用于和外部设备接口。

监控单元由微处理器及其外围电路构成。其主要工作包括设置MX3101芯片的工作状态，读出各种告警信息，计算传输误码率，通过监控通道向对端传送本端告警信息和控制指令等。低速数据单元用于提供简单RS232和RS485异步串行数据通道接口，波特率可变。公务单元提供公务电话的语音编解码、摘挂机信令传送和呼叫振铃等功能。光接口单元实现信号的光电转换和时钟提取。光电转换采用集成化光电转换采用集成光电收发模块。

H10M0－120光端机的外部信号接口均在背面，如图4所示。图中所示“电源（主）”和“电源（备）”为可独立插拔的电源盘，位于标有“POWER CHAMBER”的电源仓盖板内。图5标示了2M信号接口AMP插座的插针编号顺序。

图4 背面接口图

图52M信号接口AMP插座的插针编号顺序

电源单元采用可配置为热备份的单独插拔方式。整机功耗小于10瓦，采用±48

伏或±24伏直流电源供电。

1.3μm单模光纤标准传输距离为40公里。实验中采用10m长的跳线。

（二）语音传输的实现

语音传输设备的核心是H5MO－MFA系统，H5MO－MFA系统与用户交换机、电话、传输平台共同完成语音传输。H5MO－MFA系统通常将其分为局端机和远端机。基本结构图如图6所示。

图6语音传输基本结构

H5MO－MFA系统是内置光传输单元的多功能PCM（脉码调制）设备，其通过光纤网络或其他传输介质完成用户终端设备之间或用户终端设备与公用电话交换网的连接。该设备利用局端交换机配备的2M数字中继口或模拟用户口资源，通过H5MO －MFA设备将话音和数据业务延伸到各用户区域，起到代替偏远小局，实现越界放号，缓建交换局的作用；或者在市区内解决双绞线在频带与传输距离的制约，使交换局的服务范围加大。

H5MO－MFA设备具有多种话音及数据接口，可满足用户的各种需要。该设备具有内置光传输单元，当采用光传输方式时可大大降低设备的成本（本实验系统采用光传输），当不选用光传输单元时，设备具有标准的E1接口，可与其它传输设备相接。H5MO－MFA设备还具有DI（沿途下线）功能，当构成环网时可灵活分配话路。

H5MO－MFA设备可配备监控系统，通过监控系统可以实时监视网络的运行情况和对用户外线参数的测试，并可完成故障定位、时隙的重新分配、测试等功能（只适用于传统电话）。主控台接TABS规程通过RS485或RS232口与被监控设备相连接，便于纳入更高层次的网络管理。

H5MO－MFA系统通常将其分为局端机和远端机。局端与远端是针对传统电话而言的。局端是指与交换机相接的一端，远端是指与用户话机相接的一端。局端机将模拟语音或数字信号进行数字化处理，并将线路上的直流信号转化为PCM随路信令。传输系统将2M数字信号复原为高速的数字信号并送至用户远端。用户远端的传输系统将2M信号分接下来，远端机对2M信号进行同步、解码，将模拟语音信号或数字信号送给用户。原理框图如图7所示：

H5MO－MFA系统设备组成包括电源板（PWR）、铃流板（RPWR）、时钟板（MDXI）、话路板（CHU）、EM信令板（EM）、测试板（TESTING）、复接板（M13）、光板（OLT）、机箱（包含母板）。

图7 H5MO－MFA系统组成原理图

本实验系统包含机箱（包含母板）、电源板（PWR）、铃流板（RPWR）、时钟板（MDXI）、话路板（CHU）。其中，机箱、电源板、时钟板是基本配置，其他各单元板用户根据需要灵活选择。

电源板（PWR）功能：电源板的主要功能是完成电压转换并向系统供电。每台设备上可插两块电源板，互为备份（单独一块电源板即可完成供电）。输入为－48V，输出为＋5V、－5V，功率为25W。电源板上有三个指示灯，从上至下依次为：－48V、＋5V、－5V，指示灯均为绿色，指示灯亮表示工作正常，灯不亮表示工作不正常。

铃流板（RPWR）功能：铃流板用于向用户线提供振铃。板上的指示灯（绿）指示本板工作状态，灯亮时，工作正常，不亮时，工作异常。

时钟板（MDXI）功能：一块时钟板对应两个系统，主要由一个CPU单元、两个E1（Transceiver）单元组成。基板上为CPU单元，根据系统需要可叠加一个或两个E1 Transceiver单元。时钟板完成发、收标准E1信号，完成标准E1信号帧的形成与分解，产生收发的各种时序信号，能够同步于外输入2.048 MHz时钟，指示各种告警信息，指示各种状态，监控通信，将系统状态上报主控台，接收主控台控制信息。

话路板（CHU）功能：话路板由大话路板（CHU）和小话路板组成，小话路板装配到大话路板上，小话路板分为普通话路、二／四线音频、64Kbps数据、热线话路、磁石话路等。大话路板主要完成的功能是，根据时钟板给出的时序信号产生出各个话路板所需的时序信号。连接小话路板与时钟板及电源板等。局端话路板的主要功能是完成与交换机用户线接口的功能，包括话音编译码、铃流检测、信令译码等。远端话路板的主要功能是完成话路的编码、译码、二线/四线变换、向用线馈电、振铃、过压保护以及对用户线测试等。

（三）视频传输的实现（监控）

视频传输设备由VT600视频编解码设备、摄像机（工业监控摄像机或普通模拟