數(shù)字時(shí)分復(fù)接系統(tǒng)

1、蘇州大學(xué)電子信息學(xué)院設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告數(shù)字時(shí)分復(fù)接系統(tǒng)光通信實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)者姓名：田海鴻合作者姓名：周瑞、周富強(qiáng)專(zhuān)業(yè)：信息工程班級(jí)：13信息學(xué)號(hào)：1328405027指導(dǎo)老師：高明義實(shí)驗(yàn)日期：2016.5.31目錄一 設(shè)計(jì)任務(wù)2二 方案選擇與設(shè)計(jì)2三 軟、硬件原理與實(shí)現(xiàn)2四 測(cè)試要求與設(shè)備5五 結(jié)果記錄與討論 5六 存在問(wèn)題與改進(jìn)對(duì)策7參考文獻(xiàn)7一、設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)現(xiàn)時(shí)分復(fù)接后再經(jīng)過(guò)波分復(fù)用的本地自環(huán)或雙工異地傳輸（另一個(gè)數(shù)據(jù)可以為其他數(shù)據(jù)），畫(huà)出實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)框圖。二、方案選擇與設(shè)計(jì)： 方案：1、 將兩個(gè)支路的數(shù)字信號(hào)按時(shí)分復(fù)用的方式合并成單一的合路數(shù)字信號(hào)；2、 將信號(hào)分別送入光通信模塊的光信道

2、一1310nm和光信道二1550nm；3、 將兩個(gè)光信道中的信號(hào)按波分復(fù)用的方式通過(guò)合波器合并成單一光路信號(hào)；4、 將光信號(hào)通過(guò)解波器分成兩路送入各自信道的接收端；5、 在接收端將單一合路數(shù)字信號(hào)分離成各路信號(hào)。三、軟、硬件原理與實(shí)現(xiàn)：理論基礎(chǔ)：在數(shù)字通信中，為擴(kuò)大傳輸容量和提高傳輸效率，通常需要把若干低速的數(shù)據(jù)碼流按一定格式合并為高速數(shù)據(jù)碼流，以滿(mǎn)足上述需要。數(shù)字復(fù)接就是依據(jù)時(shí)分復(fù)用基本原理完成數(shù)碼合并的一種技術(shù)。在時(shí)分復(fù)用中，把時(shí)間劃分為若干時(shí)隙，各路信號(hào)在時(shí)間上占有各自的時(shí)隙，即多路信號(hào)在不同的時(shí)間內(nèi)被傳送，各路信號(hào)在時(shí)域中互不重疊。把兩個(gè)或兩個(gè)以上的支路數(shù)字信號(hào)按時(shí)分復(fù)用方式合并成單一

3、的合路數(shù)字信號(hào)的過(guò)程稱(chēng)為數(shù)字復(fù)接，其實(shí)現(xiàn)設(shè)備稱(chēng)為數(shù)字復(fù)接器。在接收端把一路復(fù)合數(shù)字信號(hào)分離成各路信號(hào)的過(guò)程稱(chēng)為數(shù)字分接，其實(shí)現(xiàn)設(shè)備稱(chēng)為數(shù)字分接器。數(shù)字復(fù)接器 、數(shù)字分接器和傳輸信道共同構(gòu)成數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)。本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，數(shù)據(jù)發(fā)送單元模塊的U101內(nèi)集成了數(shù)字復(fù)接器，數(shù)據(jù)接收單元的U105內(nèi)集成了數(shù)字分接器，連接好光傳輸信道即構(gòu)成了一個(gè)完整的數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)。數(shù)字復(fù)接的方法主要有按位復(fù)接、按字復(fù)接和按幀復(fù)接三種；按照復(fù)接時(shí)各路信號(hào)時(shí)鐘的情況，復(fù)接方式可分為同步復(fù)接、異步復(fù)接與準(zhǔn)同步復(fù)接三種。本實(shí)驗(yàn)中選擇了按字復(fù)接的方法和準(zhǔn)同步復(fù)接的方式。本實(shí)驗(yàn)中數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)方框圖，如下圖6.2.1：圖6.2.1數(shù)字復(fù)接

4、系統(tǒng)方框定時(shí)單元給設(shè)備提供一個(gè)統(tǒng)一的基準(zhǔn)時(shí)鐘。碼速調(diào)整單元把速率不同的各支路信號(hào)，調(diào)整成與復(fù)接設(shè)備定時(shí)完全同步的數(shù)字信號(hào)，以便由復(fù)接單元把各支路信號(hào)復(fù)接成一個(gè)數(shù)字流。本實(shí)驗(yàn)中，碼速調(diào)整單元將PCM1編碼數(shù)據(jù)、PCM2編碼數(shù)據(jù)、PC機(jī)數(shù)據(jù)和地址開(kāi)關(guān)（撥碼器）設(shè)置的8BIT數(shù)據(jù)都調(diào)整成速率為512KHZ的碼元，然后復(fù)接進(jìn)同一個(gè)數(shù)據(jù)碼流中。并在第1路時(shí)隙中加入幀同步信號(hào)，在第7路時(shí)隙中加入的有關(guān)數(shù)據(jù)信息的信令。本實(shí)驗(yàn)中同步復(fù)接的幀結(jié)構(gòu)如圖6.2.2所示。圖 6.2.2 同步復(fù)接的幀結(jié)構(gòu)示意在出廠程序中僅提供了四路數(shù)據(jù)參加復(fù)接，加上同步幀頭，所以還有3路時(shí)隙空閑，可供升級(jí)。在默認(rèn)控制下，各路數(shù)據(jù)占據(jù)的

5、時(shí)隙位置如下表6.2.1。表6.2.1數(shù)據(jù)類(lèi)型幀頭PCM1PCM2空置空置8BIT撥碼器信令空置時(shí)隙位置第1路第2路第3路第4路第5路第6路第7路第8路數(shù)字分解器由同步、定時(shí)、分接和恢復(fù)單元組成。同步單元的功能是從接收信碼中提取與接收信碼同步的碼元時(shí)鐘信號(hào)。定時(shí)單元的功能是通過(guò)同步單元提取時(shí)鐘信號(hào)的推動(dòng)，產(chǎn)生分接設(shè)備所需要的各定時(shí)信號(hào)，如幀同步信號(hào)、時(shí)序信號(hào)。分接單元的功能是 把復(fù)接信號(hào)實(shí)施分離，形成同步支路數(shù)字信號(hào)?；謴?fù)電路的功能是把被分離的同步支路數(shù)字信號(hào)恢復(fù)成原始的支路信號(hào)。一般情況下，幀同步提取有時(shí)會(huì)出現(xiàn)漏同步和假同步現(xiàn)象。硬件實(shí)現(xiàn)：電話(huà)A到電話(huà)B單工傳輸原理：電話(huà)A到電話(huà)B雙工雙纖傳

6、輸原理：同步最后，我們?cè)O(shè)計(jì)電話(huà)到電話(huà)雙纖單工傳輸方案，這時(shí)候必須采用復(fù)用技術(shù)，原理圖如下：收定時(shí)發(fā)定時(shí)復(fù)接分接復(fù)接調(diào)整 PCM1 PCM1 PCM2 PCM2 信令 信令8BIT 8BIT 待用 光傳輸系統(tǒng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求將其中的光傳輸系統(tǒng)改變成波分復(fù)用，即將1310nm的光和1550nm的光通過(guò)WDM-合波器、可調(diào)光衰減器、WDM-解波器。光傳輸系統(tǒng)框圖如下：RX1310TX13101310nm光發(fā)1310nm光收可調(diào)衰減器解波器合波器RX1550TX15501550nm光收1550nm光發(fā) 四、測(cè)試要求與設(shè)備：測(cè)試要求：1、 系統(tǒng)開(kāi)始穩(wěn)定工作時(shí)，8BIT發(fā)光二極管正常顯示而且必須與SW101撥

7、碼器設(shè)置同步；2、 電話(huà)A（48）呼叫電話(huà)B（49），檢驗(yàn)其通話(huà)質(zhì)量，可聽(tīng)到對(duì)方說(shuō)話(huà)的聲音；3、 改變8BIT撥碼器的數(shù)據(jù)組合，則8BIT發(fā)光二極管的顯示狀態(tài)也要發(fā)生相應(yīng)的改變；4、 改變可調(diào)光衰減器，緩緩增加衰減量，檢驗(yàn)系統(tǒng)是否正常工作。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：1.光纖通信實(shí)驗(yàn)箱2.示波器3.FC-FC單模光纖線4.法蘭式可調(diào)衰減器5.光分路器（選配）6.小型電話(huà)單機(jī) 2部7.鉚孔連接線 若干五、結(jié)果記錄與討論： 1、8BIT發(fā)光二極管顯示與SW101撥碼器設(shè)置同步 由上圖可以知道線路工作正常。2、檢測(cè)TP104（幀同步脈沖）與P108（8路復(fù)接后的數(shù)據(jù)） 從上波形圖中我們可以看到，每個(gè)幀脈沖的下降沿開(kāi)始

8、一幀數(shù)據(jù)開(kāi)始輸出。按照：幀頭，PCM1,PCM2,空，空，開(kāi)關(guān)量，信令，空的順序輸出。3、將PCM1這根連接線拔去拔去之前：拔去之后：從上圖我們可以看出，有一路數(shù)據(jù)全部變成高電平了。4、電話(huà)A（48）呼叫電話(huà)（48），檢驗(yàn)其通話(huà)質(zhì)量，可聽(tīng)到對(duì)方說(shuō)話(huà)的聲音，通話(huà)質(zhì)量良好。六、存在問(wèn)題與改進(jìn)對(duì)策：存在的問(wèn)題：1、 光通信模塊的工作指示LED燈開(kāi)始時(shí)不亮；2、 8BIT發(fā)光二極管顯示與SW101撥碼器設(shè)置未能同步；3、 兩臺(tái)實(shí)驗(yàn)相異地通信時(shí)，線路連接完好，但是只能一方呼叫，另一方接聽(tīng)。改進(jìn)對(duì)策：1、 連接光纖頭的時(shí)候一定要注意將卡口對(duì)準(zhǔn)，不然不工作；2、 仔細(xì)檢查線路連接是否正確，是否是線路故障，可先不用光信道傳輸，直接用信號(hào)連接線短接復(fù)接、解復(fù)