为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划cmi编译码实验报告光纤通信实验报告姓名：刘小彤学号：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MaxplusII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MaxplusII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+plusII软件仿真环境中，、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分别选择作为CMI编码输入。CMI译码电路；、对所做设计完成正确编译。、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：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、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：电路一共分为5个部分，分别是分频，学号序列产生，m序列产生，编码以及译码。输入：电路的总复位信号：1位；clr系统时钟信号：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：CMI编码电路为：CMI码形变换实验一实验仪器1JH5001通信原理综合实验系统220Mhz双踪示波器二实验目的1掌握CMI码的编码规则2熟悉CMI编译码系统的特性三实验原理编码框图如下：译码模块组成框图如下：四数据整理1CMI码编码规则测试观察CMI编码器的输入数据编码时钟和输入编码数据，波形如下：根据图形观察输入数据在时钟的下降沿跳变。观察CMI编码器的输出数据编码时钟输入和编码数据输出，波形如下：经过观察，输出数据在时钟的下降沿跳变，输入时钟是输出时钟的2倍。用示波器同时观察CMI编码器输入数据和输出编码数据。波形如下：由波形可知输入数据为等编码数据为001等。编码数据与编码理论一致。产生15位m序列重复中的操作，波形如下：由波形可知输入数据为等编码数据为10011等。数据编码与编码理论一致。21码状态记忆测量用示波器同时观察CMI编码输入数据和1码状态记忆输出。波形如下：根据观测结果，符合相互关系。波形如下：根据观测结果，符合相互关系。3CMI码解码波形观测。波形如下：根据波形测量，编解码之间的时延为输入时钟的1/3。4CMI码编码加错波形观测。波形如下；在正确编码过程中，编码数据中不可能出现0000，1111，10等编码，此编码出现则为错误编码。再者，插入一个错码，插入的是一个1或0码，会造成编码数据流出现错误编码，对应编码数据查找，即可找出错码位置。5CMI译码同步观测。用示波器测量失步时的检测错码检测点波形。波形如下：同步时波型。波形如下；实验二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、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱2、20MHz双踪模拟示波器3、FC-FC单模光跳线4、连接导线1台1台1根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的码型，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，对于不同的传输媒介，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，还需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：比特序列独立性能提供足够的定时信息减小功率谱密度中的高低频分量误码倍增小便于实现不中断业务的误码监测易于在传送主信息的同时，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。易于实现在介绍常用线路码型之前，先介绍一下线路码型的分类，如果从泛指的线路码型来讲，可以从不同角度来分，现简述如下。以应用场合来分，有用于金属缆线的线路码型，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。以传输信道来分，有基带信道的线路码型和承载信道的线路码型。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。由于CMI码有很多优点，它既为我国数字通信标准制式所规定的两种接口码型之一，又是数字光纤通信系统中所采用的线路码型，它属于mBnB码。所以，本实验中的线路码型就采用CMI码。CMI码为信号反转码，是一种二电平不归零码，是PCM四次群的线路传输码型，也就是四次群数字光纤通信设备与四次群PCM设备之间的接口码型。1、CMI码的特点A、CMI码编译电路简单，便于设计与调试。B、CMI码的最大连“0”和连“1”都是3个C、具有误码监测能力，当其编码规则被破坏，就表示有误码产生，便于线路传输中的误码监测。D、CMI码功率谱中的直流分量恒定，低频分量小，fr频率处有限谱，频带较宽，便于定时提取。E、CMI码的速率是编码前信号速率的两倍。2、CMI码的编码规则A、对于二进制“0”被编码成为前后得A1和A2两种幅值的电平，每种幅值占单位时间间隔的一半，即在CMI码中为“01”码。B、对于二进制“1”用幅值电平A1和A2来编码。A1或A2都占满了一个单位时间间隔，即在CMI码流中为“00”或“11”码；对于相继的二进制“1”，这两个电平相互交替。这也就是前一个二进制“1”编为A1，则后一个二进制“1”就编A2，反之，前一个二进制“1”编为A2，则后一个二进制“1”就编A1，即在CMI码流中以“00”和“11”信号相互交替。表2-1二电平码变为CMI和DMI码的规则3、CMI码编码电路的方式CMI编码电路比较简单，CMI码的编码规则是将二值码NRZ序列中的“1”和“0”状态进行分离，然后按各自的编码规则进行编码，最后由这两种状态的编码合成输出就成为CMI码。4、CMI译码电路实验中线路编码将数字基带信号NRZ码变换为适合数字光纤通信系统传输的线路码型CMI码，CMI码经光纤传输后，再经线路译码变换为基带信号NRZ码。实验方框图如图2-1所示。观察各点波形以理解CMI编译码规则。图2-1CMI编译码实验框图以下是原理图分析：图2-2CMI编码电路如图2-2，根据CMI的编码规则，“1”交替编为“00”“11”；“0”编为“01”。将所有的“0”求反，再与BS相乘，则将所有的“0”编为了“01”。然后，根据JK触发器的特点，其碰到“1”则翻转；碰到“0”则保持的特点，将所有的“1”交替编为“00”和“11”。最后，合成输出。图2-3CMI译码电路如图2-3对于译码电路，首先要进行位同步提取。这一步，在CPLD模块内实现。得到与输入的CMI码同步的BS之后，进行如上图所示的电路变换。将CMI码的前半位与后半位取同或，相同则译为“1”，不同则译为“0”。五、实验步骤1、用导线连接光发射机端的电终端模块与光终端模块，T66(C_O)和T81(C_I)，T65(D_O)和T82(D_I)；连接光接收机端的电终端模块与光终端模块T71(C_I)和T85(C_O)，T69(D_I)和T86(D_O)；连接光发射机端数字信号源模块与电终端模块，T79和T67，T78和T64，T8和T63；连接光接收机端的电终端模块与数字终端模块，T70和T88，T72和T75，T73和T74；2、将拨码开关K35的值拨为“1100”，K38的值拨为“0000”，K37的值拨为“”。将数字信号源模块的拨码开关K36、K32和K33的值拨为任意值。3、将开关K7、K28、K29全部拨向下，选通1550nm的激光器做光源。4、旋开光发端机光纤输出端口防尘帽，用FC-FC光纤跳线将半导体激光器与光机收机连接起来。5、打开交流电源，此时指示灯D4、D5、D6、D7、D8亮。6、用示波器探头测量光终端模块T82(D_I)处的波形，并记录下来。7、用示波器另一探头测量T92(15_DIN)处的波形，此时的波形为CMI编码后的波形，将示波器的第一通道设置为触发方式，观测并记录两个信号的区别，并验证CMI编码的原理。8、用示波器探头测量并记录T89处的波形，此波形为经光纤传输后的信号波形。9、用示波器测量并记录电终端T65(D_O)和T69(D_I)的波形，观察CMI译码后的波形和编码前波形是否一致，同时观察数字终端二极管的发光顺序和数字信号源是否一致，一致则说明解码正确。10、实验完成后，关闭交流电源，拆除各个连线，将所有的开关拨向下，将实验箱还原。六、实验测试点说明T光发送机的数据信号输入端T光接收机的数据信号输出端七、实验报告1、简述CMI编译码电路的原理CMI码是一种1B2B码，即将过来的一位码子用两位码子来表示。当过来“0”码时，编码将输出固定的“01”码；当过来的是“1”码时，编码将输出“00”或者“11”码，并且交替出现。2、记录T82(D_I)，T92(15_DIN)，T89，T69(D_I)的波形进行分析，验证CMI编译码原理的正确性T82(D_I)