实验三 数字光纤通信系统接口码型变换实验.
hdb3码型变换实验实验报告
hdb3码型变换实验实验报告
HDB3码型变换实验实验报告
实验目的：
本实验旨在通过实际操作，掌握HDB3码型变换的原理和方法，加深对数字通信中编码技术的理解。
实验内容：
1. 确定HDB3编码规则：根据HDB3编码规则，对给定的数字信号进行编码。
2. 实验设备：使用数字通信实验箱和示波器等设备进行实验。
3. 实验步骤：
a. 将数字信号输入到实验箱中。
b. 根据HDB3编码规则，对数字信号进行编码。
c. 通过示波器观察编码后的信号波形。
实验结果：
经过实验操作，成功实现了HDB3码型变换。
观察示波器上的波形，可以清晰地看到经过编码后的信号波形，符合HDB3编码规则。
通过实验，加深了对HDB3编码的理解，掌握了HDB3码型变换的原理和方法。
实验结论：
本实验通过实际操作，使实验者对HDB3码型变换有了更深入的了解，掌握了HDB3编码的原理和方法。
同时，也加深了对数字通信中编码技术的认识，为今后的学习和实践奠定了基础。
总结：
HDB3码型变换实验是数字通信中重要的实验之一，通过实验操作，能够加深
对HDB3编码的理解，提高实验者对数字通信编码技术的掌握能力。
希望今后能够继续深入学习和实践，不断提高自己的专业技能。
通信原理 码型变换 实验报告
学校代码： 10128学号：内蒙古工业大学信息工程学院实验报告课程名称：通信原理实验名称：_______码型变换实验______实验类型：验证性□综合性□设计性□实验室名称：格物楼B座通信实验室102班级：电子09-1班学号：姓名：组别：同组人：成绩：实验日期： 2012/5/30预习报告一、实验目的1．了解几种常见的数字基带信号。
2．掌握常用数字基带传输码型的编码规则。
二、实验内容1．观察NRZ码、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码的波形。
2．观察全0码或全1码时各码型波形。
3．观察HDB3码、AMI码、BNRZ码正、负极性波形。
4．观察NRZ码、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码经过码型反变换后的输出波形。
三、实验器材1．信号源模块2．码型变换模块3．20M双踪示波器一台4．频率计（可选）一台5．连接线若干实验报告一、实验目的5．了解几种常见的数字基带信号。
6．掌握常用数字基带传输码型的编码规则。
二、实验内容3．观察NRZ码、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码的波形。
4．观察全0码或全1码时各码型波形。
7．观察HDB3码、AMI码、BNRZ码正、负极性波形。
8．观察NRZ码、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码经过码型反变换后的输出波形。
三、实验器材6．信号源模块7．码型变换模块8．20M双踪示波器一台9．频率计（可选）一台10．连接线若干四、实验原理1．编码规则①NRZ码NRZ码的全称是单极性不归零码，在这种二元码中用高电平和低电平（这里为零电平）分别表示二进制信息“1”和“0”，在整个码元期间电平保持不变。
例如：②RZ码RZ码的全称是单极性归零码，与NRZ码不同的是，发送“1”时在整个码元期间高电平只持续一段时间，在码元的其余时间内则返回到零电平。
5b6b 实验指导
实验三5B6B码型变换实验一、实验目的1、熟悉5B6B线路码型的特点及适用场合2、掌握5B6B线路码型的编码、译码的基本原理3、熟悉5B6B线路码型收端码组同步的调整原理4、了解误码识别的原理及误码扩散的机理二、实验仪器1、J H5002型光纤通信原理综合实验系统2、20MHz双踪示波器（最好使用数字存储示波器）3、J H9001型误码测试仪三、实验原理和电路说明5B6B线路码型是国际电报电话咨询委员会（CCITT）推荐的一种国际通用光纤通信系统中采用的线路码型，也是光纤数字传输系统中最常用的线路码型。
5B6B线路码型有很多优点：码率提高的不多、便于在不中断业务情况下进行误码监测、码型变换电路简单，它是我国及世界各国四次、五次群光纤数字传输系统最常采用的一种码型。
采用5B6B线路码型的光纤通信系统中，设置在发端的5B6B编码器，将要传输的二进制数字信号码流变换为5B6B 编码格式的信号码流；设置在收端的5B6B译码器，将接收到的5B6B线路码型信号还原成原二进制数字信号。
通常，编、译码器由码型变换电路、时序控制电路、码组同步电路以及误码监测电路几部分组成。
（一）5B6B码型编码器1、编码规则及码表选择5B6B线路码型编码是将二进制数据流每5bit划分为—个字组，然后在相同时间段内按一个确定的规律编码为6bit码组代替原5bit码组输出。
原5bit二进制码组有25共32种不同组合，而6bit二进制码组有26共64种不同组合。
6bit码组的64种组合中码组数字和d值分布情况是：d＝0的码组有C63 =20个d＝±2的码组有C62 + C64=30个d＝±4的码组有C61 +C65 =12个d＝±6的码组有C60 +C66 =2个选择6bit码组的原则是使线路码型的功率谱密度中无直流分量，最大相同码元连码和小，定时信息丰富，编码器、译码器和判决电路简单且造价低廉等等。
据此原则选择6bit 码组的方法为：d＝±4、d＝±6的6bit码组舍去（共14种），作为禁止码组（或称“禁字”）处理。
光纤通信实验报告全
光纤通信实验报告实验1.1了解和掌握了光纤的结构、分类和特性参数，能够快速准确的区分单模或者多模类型的光纤。
实验1.21.关闭系统电源，将光跳线分别连接TX1550、RX1550两法兰接口（选择工作波长为1550nm的光信道），注意收集好器件的防尘帽。
2.打开系统电源，液晶菜单选择“码型变换实验—CMI码PN”。
确认，即在P101铆孔输出32KHZ的15位m序列。
3.示波器测试P101铆孔波形，确认有相应的波形输出。
4.用信号连接线连接P101、P203两铆孔，示波器A通道测试TX1550测试点，确认有相应的波形输出，调节 W205 即改变送入光发端机信号（TX1550）幅度，最大不超过5V。
即将m序列电信号送入1550nm光发端机，并转换成光信号从TX1550法兰接口输出。
5.示波器B通道测试光收端机输出电信号的P204试点，看是否有与TX1550测试点一样或类似的信号波形。
6.按“返回”键，选择“码型变换实验—CMI码设置”并确认。
改变SW101拨码器设置（往上为1，往下为0），以同样的方法测试，验证P204和TX1550测试点波形是否跟着变化。
7.轻轻拧下TX1550或RX1550法兰接口的光跳线，观测P204测试点的示波器B通道是否还有信号波形？重新接好，此时是否出现信号波形。
8.以上实验都是在同一台实验箱上自环测试，如果要求两实验箱间进行双工通信，如何设计连接关系，设计出实验方案，并进行实验。
9.关闭系统电源，拆除各光器件并套好防尘帽。
实验2.13.示波器测试P101铆孔波形，确认有相应的波形输出。
4.用信号连接线连接P101、P203两铆孔，示波器A通道测试TX1550测试点，确认有相应的波形输出，调节W205即改变送入光发端机信号（TX1550）幅度最大（不超过5V），记录信号电平值。
即将拨码器设置序列电信号送入1550nm 光发端机，并转换成光信号从 TX1550法兰接口输出。
5.6.拨码器设置其它序列组合，W205 保持不变，记录码型和对应的输出光功率，得出你的结论。
hdb3码型变换实验报告
hdb3码型变换实验报告HDB3码型变换实验报告引言：HDB3码型是一种高密度双极性三零码，广泛应用于数字通信系统中的信号编码。
本实验旨在通过对HDB3码型的变换过程进行实际操作，深入理解其原理和应用。
一、实验目的本实验的主要目的是通过实际操作，掌握HDB3码型的变换过程，并了解其在数字通信系统中的应用。
二、实验原理HDB3码型是一种基于双极性三零码的信号编码方式。
它的原理是通过对信号进行特定规则的变换，将原始数据转换为HDB3码型。
在HDB3码型中，每个数据位通过特定规则的变换后，可以表示为正脉冲、负脉冲或无脉冲。
这种编码方式可以有效地降低传输线上的直流成分，并提高传输效率。
三、实验步骤1. 准备实验设备：计算机、信号发生器、示波器等。
2. 连接信号发生器和示波器，并设置合适的参数。
3. 打开计算机上的信号发生器软件，并选择HDB3码型。
4. 输入原始数据，并观察示波器上的信号波形。
5. 分析示波器上的波形，观察HDB3码型的变换规律。
6. 记录实验数据，并进行数据分析。
四、实验结果与分析通过实验操作，我们成功地将原始数据转换为HDB3码型，并观察到了信号波形的变化。
根据实验数据和示波器上的波形，我们可以得出以下结论：1. HDB3码型的变换规律：根据HDB3码型的规则，连续两个零位之间的脉冲数目不能超过三个。
当连续两个零位之间的脉冲数目为偶数时，HDB3码型中会插入一个反向脉冲，以保持脉冲数目为偶数；当连续两个零位之间的脉冲数目为奇数时，HDB3码型中会插入一个反向脉冲，并使其后的一个脉冲变为无脉冲，以保持脉冲数目为偶数。
2. HDB3码型的优点：HDB3码型通过特定的编码规则，使得信号波形中的直流成分降低，从而提高了传输效率。
同时，HDB3码型具有较好的抗噪声性能，能够有效地减少传输过程中的误码率。
3. HDB3码型的应用：HDB3码型广泛应用于数字通信系统中，特别是在高速传输环境下。
它可以用于数字电话网络、数字广播、数字电视等领域，有效地提高信号传输的可靠性和稳定性。
5b6b 实验指导
实验三5B6B码型变换实验一、实验目的1、熟悉5B6B线路码型的特点及适用场合2、掌握5B6B线路码型的编码、译码的基本原理3、熟悉5B6B线路码型收端码组同步的调整原理4、了解误码识别的原理及误码扩散的机理二、实验仪器1、J H5002型光纤通信原理综合实验系统2、20MHz双踪示波器（最好使用数字存储示波器）3、J H9001型误码测试仪三、实验原理和电路说明5B6B线路码型是国际电报电话咨询委员会（CCITT）推荐的一种国际通用光纤通信系统中采用的线路码型，也是光纤数字传输系统中最常用的线路码型。
5B6B线路码型有很多优点：码率提高的不多、便于在不中断业务情况下进行误码监测、码型变换电路简单，它是我国及世界各国四次、五次群光纤数字传输系统最常采用的一种码型。
采用5B6B线路码型的光纤通信系统中，设置在发端的5B6B编码器，将要传输的二进制数字信号码流变换为5B6B 编码格式的信号码流；设置在收端的5B6B译码器，将接收到的5B6B线路码型信号还原成原二进制数字信号。
通常，编、译码器由码型变换电路、时序控制电路、码组同步电路以及误码监测电路几部分组成。
（一）5B6B码型编码器1、编码规则及码表选择5B6B线路码型编码是将二进制数据流每5bit划分为—个字组，然后在相同时间段内按一个确定的规律编码为6bit码组代替原5bit码组输出。
原5bit二进制码组有25共32种不同组合，而6bit二进制码组有26共64种不同组合。
6bit码组的64种组合中码组数字和d值分布情况是：d＝0的码组有C63 =20个d＝±2的码组有C62 + C64=30个d＝±4的码组有C61 +C65 =12个d＝±6的码组有C60 +C66 =2个选择6bit码组的原则是使线路码型的功率谱密度中无直流分量，最大相同码元连码和小，定时信息丰富，编码器、译码器和判决电路简单且造价低廉等等。
据此原则选择6bit 码组的方法为：d＝±4、d＝±6的6bit码组舍去（共14种），作为禁止码组（或称“禁字”）处理。
实验三 数字光纤通信系统接口码型变换实验
实验三数字光纤通信系统接口码型变换实验一、实验目的1.了解接口码型在光纤传输中的作用2.了解HDB3码编译电路实现原理3.掌握HDB3码的编译码规则及编译码过程二、实验仪器1.ZY12OFCom13BG型光纤通信原理实验箱1台2.20MHz双踪模拟示波器1台3.连接导线20根三、实验原理接口码型变换电路包括输入接口码型变换和输出接口码型变换两部分内容。
这种变换电路完全是为了适应数字传输的需要而设置的，接口码型从我国所采用的数字通信标准制式来看有两种，即HDB3码型和CMI码型，这两种接口码型也就是数字通信的线路传输码型，但是HDB3码不能用作光纤数字通信的线路码型，因此在光发机模块必须要有接口码型变换电路。
HDB3码是三阶高密度双极性码（High Density Bipolar Codes）的简称。
所谓三阶，即最大允许连“0”数为3个。
这种码型为PCM一次群、二次群和三次群的电线路传输码型。
在数字光纤通信系统中，HDB3码就是相应的PCM设备与数字光纤通信设备之间的接口码型。
输入接口码型变换电路就是将HDB3码变换为PCM码，此PCM码经过光纤传输后再经输出接口码型变换电路进行码反变换，得到HDB3码。
实验系统方框图如15-1。
图15-1 HDB3编译码实验框图1、HDB3码有如下特点：一、HDB3码的功率谱中无直流分量，高低频成分少，定时信息丰富，有利于定时提取。
二、HDB3码是伪三进制码，它的状态用B+，B-，和0表示。
三、HDB3码的最大连0数等于3四、HDB3码中任意两个相邻“V”脉冲（破坏点）之间的传号“B”脉冲数目（不包括“V”脉冲本身）为奇数。
五、HDB3码可以利用其破坏点规则检测线路传输中产生的误码。
2、HDB3码编码HDB3码的编码规则：二进制中的传号，在HDB3码中编成交替反转码。
当二进制信号为全“1”码时，HDB3码与一般的AMI码相同。
二进制中的空号，在HDB3码中仍编为空号，但在二进制中出现四空号串，则用以下四连“0”取代节代替，其取代节形式如下：000V或B00V。
实验三 线路码型实验
实验三线路码型实验一、实验目的1．了解线路码型概念2．了解CMI码的编解码原理3．初步建立系统的概念二、实验原理1.测试原理CMI码为信号反转码（Code Mark Inversio），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。
CMI编码电路比较简，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。
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。
本实验系统中采用可编程逻辑器件来实现CMI的编解码。
实验框图如下。
有数字信号产生模块产生PN伪随机码，编码电路对其进行CMI编码，CMI码送入数字光发模块，经光路传输，接收后送译码电路译码。
三、实验步骤1.搭建电路2.测试数据（1）连通电路后，给系统加电（2）发送端用是示波器测试点TP201得到PN伪随机序列，测测试点TP302得到解码后的PN序列的CMI伪随机码波形（3）接收端用示波器测测试点TP609、TP612观察接收到的CMI码形，测试点TP302得到解码后的PN伪随机序列（4）将测得的信号码型进行比较分析四、实验结果1.TP201和TP601:2.TP601和TP6093.TP6019和TP6124.TP612和TP3025.TP302和TP201五、思考题TP201与TP302两端所测信号相同还是有区别？说明理由答：有区别，TP302较TP201有一点的延迟。
理由：整一个码型变换过程中，PN序列经过CPLD 还有光纤收发模块，经历过编解码和光放大，会有一定的损耗，还有时钟源并是不完全准确的原因，所以会有一定延迟。
六、实验心得：本次实验相对于前两次较复杂，再加上实验设备的问题，耗时比较多。
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实验三数字光纤通信系统接口码型变换实验
一、实验目的
1. 了解接口码型在光纤传输中的作用
2. 了解HDB3码编译电路实现原理
3. 掌握HDB3码的编译码规则及编译码过程
二、实验仪器
1. ZY12OFCom13BG型光纤通信原理实验箱 1台
2. 20MHz双踪模拟示波器 1台
3. 连接导线 20根
三、实验原理
接口码型变换电路包括输入接口码型变换和输出接口码型变换两部分内容。
这种变换电路完全是为了适应数字传输的需要而设置的，接口码型从我国所采用的数字通信标准制式来看有两种，即HDB3码型和CMI码型，这两种接口码型也就是数字通信的线路传输码型，但是HDB3码不能用作光纤数字通信的线路码型，因此在光发机模块必须要有接口码型变换电路。
HDB3码是三阶高密度双极性码（High Density Bipolar Codes）的简称。
所谓三阶，即最大允许连“0”数为3个。
这种码型为PCM一次群、二次群和三次群的电线路传输码型。
在数字光纤通信系统中，HDB3码就是相应的PCM设备与数字光纤通信设备之间的接口码型。
输入接口码型变换电路就是将HDB3码变换为PCM码，此PCM码经过光纤传输后再经输出接口码型变换电路进行码反变换，得到HDB3码。
实验系统方框图如15-1。
图15-1 HDB3编译码实验框图
1、HDB3码有如下特点：
一、HDB3码的功率谱中无直流分量，高低频成分少，定时信息丰富，有利于定时提取。
二、HDB3码是伪三进制码，它的状态用B+，B-，和0表示。
三、HDB3码的最大连0数等于3
四、HDB3码中任意两个相邻“V”脉冲（破坏点）之间的传号“B”脉冲数目（不包括“V”脉冲本身）为奇数。
五、HDB3码可以利用其破坏点规则检测线路传输中产生的误码。
2、HDB3码编码
HDB3码的编码规则：二进制中的传号，在HDB3码中编成交替反转码。
当二进制信号为全“1”码时，HDB3码与一般的AMI码相同。
二进制中的空号，在HDB3码中仍编为空号，但在二进制中出现四空号串，则用以下四连“0”取代节代替，其取代节形式如下：000V或B00V。
其中，V为双极性码中极性交替改变法则的破坏点，B为双极性码中极性交替改变法则中的非破坏点，0为双极性码中的0码。
同一个取代节中的“B”，“V”脉冲在HDB3码中的极性相同。
HDB3码中相邻字节中的“V”脉冲符合交替反转法则。
用取代节中的“B”脉冲来保证HDB3码中任意两个相邻取代节的“V”脉冲之间的脉冲数目为奇数。
即从二进制信号进行HDB3码编码的过程中，遇到一个四空号串，准备用取代节代替时，要视相邻前一个取代节中的“V”脉冲至准备代替四空号串的取代节中的“V”脉冲之间已有的脉冲数目，如果为奇数，用000V取代节，若为偶数，则用B00V取代节。
3、HDB3码编码电路
V脉冲插入与B脉冲形成电路
根据 HDB 3 码的编码规则可知 HDB 3 编码电路原理框图如图 15-2 所示。
图中的V 脉冲插入与 B 脉冲形成电路，实际上是一个逻辑电路起了两种作用，即在其输入信号序列中的空号串少于 4 时，该电路输出为输入信号序列码。
如果在输入信号序列中出现空号串等于或大于 4 时则第 4n （ n ＝ 1 ， 2 ，… N ）个空号用传号代替，即插入“ V ”脉冲。
而这个“ V” 脉冲正好在该电路输出 4 空号的第一个空号位上，因此它就是准备添补到 HDB 3 码码中的“ B ”脉冲。
然后在已经插入“V” 脉冲的信号序列码中按照取代节使用的原则可以决定是否将“ B ”脉冲添补进去，即决定在 4 空号串的第一个空号位上决定是加入一个传号还是保持原有的空号，这就是图中脉冲添补电路的作用。
最后通过图中的破坏点形成电路和传号交替反转码形成电路输出 HDB 3 码序列。
4、HDB3码译码电路
V脉冲
检出电路
HDB 3 码译码是其编码的反变换，就是将 HDB 3 码还原成二值 NRZ 码。
HDB 3 码经双⁄单变换后成为两路二值码信号输出，由于 HDB 3 码中破坏点的影响，这两路二值码信号在时间上相互之间不遵循交替出现的规律，即其中一路在另一路为“ 0 ” 的情况下可能连出两个脉冲信号（非连续出现）的情况。
图 15-3 中“ V ”脉冲
检出就是把两路二值码信号中连出两个脉冲中的第二个脉冲检测出来。
这个脉冲就是“ V ”脉冲。
也就是利用这个“ V ”脉冲从＋ HDB 3 和 -HDB 3 两路信号的合成输出中对“ B ”和“ V ”扣除以后就还原成 NRZ 信号。
实验中HDB3编译码主要利用CPLD电路实现“V”脉冲和“B”脉冲信号的处理。
以观察HDB3编译码过程为主，分析HDB3编码规则。
四、实验内容
1. 学习了解HDB3编码规则
2. 观察接口码型的编译码过程
五、实验步骤
1. 连接导线：数字信号源模块T504与HDB3编译码模块T801连接，T502与T802连接，T803与T851连接，T852与T502连接。
2. 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。
3. 接通数字信号源模块(K50、HDB3编译码模块(K80的直流电源。
4. 用示波器观察各点的波形：
TP502
TP504
TP803
TP853
5. 拨动数字信号源模块中的K501、K502、K503，使之产生不同的伪随机码。
6. 用示波器观察上述测试点波形的变化，并加以分析，看是否满足HDB3编码规则。
7. 依次关闭各直流电源、交流电源，拆除导线，将实验箱还原。
六、实验报告
1. 记录实验中各点的波形。
2. 分析各点的波形，比较实验所观察到的波形与理论波形是否一致，如果不一致分析其原因。
3. 简要叙述HDB3码的编码规则。
七、注意事项
1. HDB3编码输出波形与原NRZ码相位相差4个码元。
2. HDB3译码输出波形与原NRZ码相位相差8个码元。
3. TP504的波形由拔码开关K401，K402，K403控制，波形不一定与示意图中相同。
八、思考题
1. 为什么HDB3码不能在数字光纤传输系统中传输？
接口码型变换电路在光纤传输系统中处。