主頁 > 技術文章 > 光纖（xiān）通信綜合（hé）實驗箱實驗指（zhǐ）導書 2025-07-08

光纖通信綜合實驗箱實驗指導書

光（guāng）纖實驗係統是為了配合《光纖通信係（xì）統》的理論教（jiāo）學而設計的實驗係統。它（tā）一方麵結合了（le）當今光纖通信（xìn）原理課程（chéng）的教學與改革，另一方麵結合了當今光纖通信發展方向和工程實際應用狀況。這套係統采用功能模塊化（huà）設計，各模（mó）塊對（duì）外（wài）開放。除了配合完成理論教學（xué）外（wài），還（hái）可以訓練增強學生的實際應用能力，完成模塊的（de）二次性開發。
一、結構簡介（jiè）
本實（shí）驗係統可分為電端機模（mó）塊、光通信（xìn）模塊、管理控製模塊、電源供（gòng）給模塊等四（sì）大功能模（mó）塊，每個功（gōng）能模（mó）塊又是由許多子模（mó）塊組成：
（一）電端機模塊
1.電話用戶接口模（mó）塊
此模塊為電（diàn）話輸入（rù）、輸出（chū）接口，由電話（huà）專用接口芯片PBL38710實（shí）現。它包含（hán）向（xiàng）用戶話（huà）機恒流饋電、向被叫用戶話機饋送鈴流、用戶摘機後自行截除鈴流（liú），摘掛機的檢（jiǎn）測及音頻或脈衝信號的識別，用戶線是（shì）否有話機的識別（bié），語音信（xìn）號的2/4線混合轉換，外接振鈴繼電器驅動輸出（chū）等功能。其各項性能指（zhǐ）標符合郵電部製定的有關標準。
本模塊分為（wéi）用戶（hù）A，B兩個模（mó）塊，默認號（hào）碼為48、49。。
2.PCM編譯碼模塊
此模塊采用專用芯片TP3057來實現PCM編譯碼功能，可（kě）完成用戶A、B兩路話音信號的編譯（yì）碼功能。
3.DTMF雙音多頻檢測模塊
此模塊由專用芯片MT8870來完（wán）成DTMF分組濾波和DTMF譯碼功能，輸出相應16種DTMF頻率組（zǔ）合的4位並（bìng）行二進製碼（mǎ）。實際應用（yòng）中，一片MT8870可以最多接入（rù）檢測16路用戶電路（lù）的DTMF信（xìn）號。
4.記發器模塊
此模塊（kuài）主要完成局內、局間（jiān）電話用戶撥叫號碼的識別、交換（huàn）控製功能。
5.計算機通（tōng）信接口模塊
此模塊由USB和RS232串（chuàn）口（kǒu）兩通信接口組成，完成計算機與本實驗係統的數據交換傳輸功能。也（yě）為學生開發上層通信軟件提供了（le）良好的硬件（jiàn）平台。
6.數（shù）據發送單元模塊
此模塊主要完成各種測試信號產生、各種線（xiàn）路編碼、數據（jù）複接及一些輔助性功（gōng）能。
產生的數字信號有：各種頻（pín）率的時鍾、方波、M序（xù）列、矩形窄脈衝等、
線路編碼功能有：AMI碼、HDB3碼、CMI碼、5B6B碼、5B1P碼、擾碼等。
數據的複接：多（duō）種類（lèi）型數（shù）據進行時（shí）分複接輸出。
7.數據接收單元模塊
此（cǐ）模塊主要完成接收數據的時（shí）鍾提（tí）取再生、各種線（xiàn）路編碼的譯碼、複用數據的分（fèn）解及一（yī）些輔（fǔ）助性功能。
8.眼圖觀測模塊
此模塊主要完（wán）成調節接收電路（lù）均衡特性、接收數字序列（liè）的眼圖觀測等（děng）功能。
9.誤碼測試儀模塊
此功能由多個模塊組成，完成通（tōng）信線路的誤（wù）碼測試功能，各測試參數可設。
10.模擬信號源模塊（kuài）
此模塊產生輸出頻率、幅度可調的正弦波、三角波、方波信號。
（二）光通信模（mó）塊
1.光信道一
一體化數字光端機，包括光發射端機和光接收端機。半導體激光二極管LD、工作波長1550nm，頻（pín）帶（dài）為DC到5MHZ，方便配套低端測量儀器使用。
光端機的光輸（shū）入、輸（shū）出（chū）接口都由單模尾纖引出至固定於底（dǐ）板的法蘭，方便連接其它（tā）光器件。一般情況下，一（yī）體化（huà）數字光端機的輸入電平調節電位（wèi）器，都右旋到底。
2.光信道二及LD性能測試模塊
由激光管、光（guāng）探測器及外圍電路構成的（de）光發（fā）射（shè）端機和光接收端機，關鍵電氣參數都可調節。可傳輸模擬和數字信號，測試LD的P-I曲線，具有無光告警、自動功（gōng）率控（kòng）製APC等功能。激（jī）光管工作（zuò）波長（zhǎng）為1310nm，頻帶為DC到3MHz。激光管的輸出和光探測器的輸入連接至固定於（yú）地板上的法蘭，方便連接（jiē）其它光器件。
3.LED+多模光纖傳輸擴（kuò）展模塊
由發光二極管、光檢測器及外圍電路構成的光發（fā）射端機和光接收端（duān）機，關鍵電氣參（cān）數都（dōu）可調節。可傳輸模擬和數字（zì）信號，測試LED的P-I曲線，具有視頻圖像傳輸等功能。發（fā）光二極管發光波長為850nm，頻帶為DC到1GHZ。注：本模塊為選配件，不屬於標準配置。
（三）管理控製模塊
1.中（zhōng）央處理（lǐ）器模塊
此模塊主要由（yóu）單片機89C51/52編程實現。完成（chéng）整個實驗係統的控製協調功能，如測量（liàng）信號的輸入、輸出控製、功能（néng）選擇、工作（zuò）狀態檢測等。
2.液晶顯示模（mó）塊
此模塊主要完成工作（zuò）狀態的顯示，誤碼測試數據的顯（xiǎn）示等功能，屬字（zì）符型液晶。
3.鍵（jiàn）盤模塊
此模塊主要配（pèi）合液晶顯示（shì）模塊工作，通過上、下、確認等鍵選擇相應的實驗參數。
（四）電源供給模塊
提供+12V、+5V、+3.3V、-5V、-12V、-24V -48V等直（zhí）流電源。
二、配套儀器
最低配置儀器：20M通用雙蹤（zōng）示波（bō）器或虛擬（nǐ）儀器，單模尾纖
建議配置器件：計算機；光功率計、多種接口標（biāo）準的光跳線（法蘭）、波分複用/解複用器一對、光可調衰減器。
可選配儀（yí）器：①外置（zhì）誤碼測試儀；②光纜施工工具（jù）箱、光（guāng）纖熔接機、穩定光源、光時（shí）域反射儀等（děng）。
三、係統結構框圖
請見圖1

圖1 係統結構示意圖
四、係統特點
1.采用模塊化設計信號接口開放。各（gè）模塊功能既可單（dān）獨做實驗又可組合完（wán）成係統實驗。
2.自帶數字信（xìn）號（hào）源、模擬信（xìn）號源，可外加信號，配有計算機串口、USB接口。適（shì）應各種實（shí）驗（yàn）需求。
3.采用液晶鍵盤顯（xiǎn）示（shì）管（guǎn）理實驗參數（shù），取代原有的接插件，實驗方便直觀。
4.電端機部分功能強大，電話交換係統，多（duō）種線路編（biān）碼，完善的數字（zì）時（shí）分複接係統，功能可定製升級（jí）。
5.電信號（hào）、光（guāng）信號均由實（shí）驗者（zhě）連接。光輸入、輸出接口設計朝外，方便連接其它光（guāng）器件。
6.整板采用有機玻璃覆蓋保護，便於實驗室管理。
五、液晶顯示菜（cài）單
本實驗係統中，實驗數據設置的菜（cài）單顯示如下。按“ ↓”、“↑ ”鍵即可選擇不同的菜單；按“確認”鍵，即進入箭頭指（zhǐ）向的下一級菜單；按“返回”鍵，即返回上一（yī）級菜單（dān），如此類推。
詳細菜單顯示如下（xià）：
“複位”鍵：
歡迎（yíng）使用（yòng）
光（guāng）纖通信係統平台（tái）
“開始（shǐ）”鍵：
1：碼型（xíng）變換實驗
2：光纖傳輸實驗
3：光纖測量實驗
4：光纖（xiān）係統（tǒng）實驗
子菜單：
1：碼型變換實驗
01 CMI碼PN（固定碼型、速率的m序列，下同）
02 CMI碼設置（由SW101撥碼器設（shè）置的8比特數據，下同）
03 5B1P碼設置
04 5B6B碼設置
05 擾碼PN
06 擾碼設置
07 HDB3碼PN
08 HDB3碼設置
09 AMI碼PN
0A AMI碼設置
2：光纖傳輸實驗
01窄脈（mò）衝（chōng）（頻率256K，脈寬：15ns）
02 USB數據
03 串口數據
04 PCM數據（A/D轉換）
05 E1數（shù）據傳輸（標準的2.048MHZ數據）
3：光纖測量實驗
01 平均發光功率
02 接收靈敏度
正常（cháng）/誤碼（mǎ）
03 誤碼0/10000（誤碼（mǎ）測試）
收數據：
誤碼數：
04 誤碼1/10000（誤碼測試）
收數據：
誤碼數：
4：光纖係統實驗（數字複接係統）

時隙1	時隙2	時隙3	時隙4	時（shí）隙5	時隙6	時隙7	時隙8
幀頭	PCM1	PCM2	空	空	設置	信令	數據

六、使用注意點
1.進行（háng）鉚孔連接時，務必注意鉚孔標注的箭頭方向：指向鉚（mǎo）孔，說明此鉚孔為信號（hào）輸入孔；背（bèi）離鉚孔，說明此鉚孔為信（xìn）號輸出（chū）孔。請勿將（jiāng）兩輸出鉚孔短接。
2.進（jìn）行鉚孔連接（jiē）時，連接線接頭插入（rù）鉚孔後（hòu），輕輕旋（xuán）轉一個小角度，接頭將和鉚孔鎖死；拔出時，回轉一個小角度即可輕（qīng）鬆拔出，切勿使用（yòng）莽力，以免插頭針斷在（zài）鉚孔（kǒng）中。使用方法可參考光盤中的影象片段。
3.光器件連接：在摘掉光接口保護（hù）套前，請確保實驗（yàn）台板麵清潔，注意收集好接口保護套；光接（jiē）頭連接時，請預先了解接頭的結構，手持接頭金屬部分，按接口的（de）軸線方向輕插輕拔，防止損壞纖芯；
4.使用光纖時（shí），注意不要過度（dù）彎曲（直徑不得小於4cm）、扭（niǔ）曲（qǔ）、擠壓或拉扯光纖。因為纖芯玻璃細纖維，非（fēi）常的（de）脆弱，使用時請務必注意。纖芯斷（duàn）開或出現傷痕，光信號的功率將（jiāng）嚴重衰耗，出現斷路或增加誤碼等情況。
5.數據發送單元的（de）SW101紅色（sè）撥碼器，有8位獨立（lì）的開關組合。若不作特殊說（shuō）明，白色開關往上，對應的輸出序列為1；白色開關（guān）往下，對（duì）應的輸出序列為0。設置時需輕輕撥（bō）動。
6.若不（bú）作特殊說明，本實驗平台輸（shū）出的串行數字序列，低（dī）位在前，高位在後。在示（shì）波器上觀測到的波形即低位（wèi）在窗口的左端（duān），高位在窗口的右端。

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