眼图和时分复用综合实验讲义
第21讲 时分复用和复接
有16个帧，即有16个“TS16时隙”（8位码组）。 通信原理
第7章 模拟信号的数字传输
其中： 抽样频率：fs=8000Hz 帧 时 间：Ts=125μs 每帧时隙数：n＝32个。其中30个时隙（TS1～TS15、TS17～TS31) 用来传送30路电话；TS0用来传送帧同步码；TS16用来传送各话 路的标志信号码（如拨号脉冲、被叫摘机、主叫挂机等）。 每一时隙为：Tsi=125/32=3.9μs 每一时隙均按N=8位编码。故，数码率
插入1bit帧同步
1
2
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
·····
24 8 1 193bit
24
Ts
fb f s ( N n 1) 8000 [8 24 1] 1.544Mb/s
通信原理
第7章 模拟信号的数字传输
2. 高次群 上面讨论的PCM30／32与PCM24路时分多路系统，称为数 字基群，即一次群。 由若干个（四个）基群数字信号通过数字复接设备可以汇总 成高次群。 高次群组群方案
Ts 1 / f s 125s
通信原理
第7章 模拟信号的数字传输
2. TDM的电路结构示意图
m1 (t ) m1 (t )
LPF LPF
m 2 (t )
LPF
1 2 n K1 量化 编码 信道 K2
1 2 n
LPF
m 2 (t )
mn (t )
LPF
PAM
(复合)
PCM
(∆M)
PAM
(复合)
群 路数 码速 路数 码速 基群 24路 1.544Mb/s 30路 2.048Mb/s ×4 ×4 二次群 96路 6.312Mb/s 120路 8.448Mb/s ×4 ×5 三次群 480路 32.064Mb/s 480路 34.368Mb/s ×4 ×3 四次群 1440路 97.728Mb/s 1920路 139.364Mb/s ×4 ×4 五次群 5760路 397.200Mb/s 7680路 564.992Mb/s
眼图——精选推荐
眼图中⽂名称：眼图英⽂名称： eye diagram;eye pattern定义：⽰波器屏幕上所显⽰的数字通信符号,由许多波形部分重叠形成，其形状类似“眼”的图形。
“眼”⼤表⽰系统传输特性好；“眼”⼩表⽰系统中存在符号间⼲扰。
⼀．概述“在实际数字互连系统中，完全消除码间串扰是⼗分困难的，⽽码间串扰对误码率的影响⽬前尚⽆法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进⾏准确计算。
为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常⽤⽰波器观察接收信号波形的⽅法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。
在⽆码间串扰和噪声的理想情况下，波形⽆失真，每个码元将重叠在⼀起，最终在⽰波器上看到的是迹线⼜细⼜清晰的“眼睛”，“眼”开启得最⼤。
当有码间串扰时，波形失真，码元不完全重合，眼图的迹线就会不清晰，引起“眼”部分闭合。
若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，“眼”开启得⼩了，因此，“眼”张开的⼤⼩表⽰了失真的程度，反映了码间串扰的强弱。
由此可知，眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响，可评价⼀个基带传输系统性能的优劣。
另外也可以⽤此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减⼩码间串扰和改善系统的传输性能。
通常眼图可以⽤下图所⽰的图形来描述，由此图可以看出：（1）眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响⽽抽样再⽣的时间间隔。
显然，最佳抽样时刻应选在眼睛张开最⼤的时刻。
（2）眼图斜边的斜率，表⽰系统对定时抖动（或误差）的灵敏度，斜率越⼤，系统对定时抖动越敏感。
（3）眼图左（右）⾓阴影部分的⽔平宽度表⽰信号零点的变化范围，称为零点失真量，在许多接收设备中，定时信息是由信号零点位置来提取的，对于这种设备零点失真量很重要。
(4）在抽样时刻，阴影区的垂直宽度表⽰最⼤信号失真量。
（5）在抽样时刻上、下两阴影区间隔的⼀半是最⼩噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发⽣错误判决。
（6）横轴对应判决门限电平。
”⼆、眼图的⼀些基本概念— “什么是眼图？”“眼图就是象眼睛⼀样形状的图形。
时分复用通话实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解时分复用（TDM）的基本原理和实现方式。
2. 掌握时分复用通话系统的搭建和调试方法。
3. 通过实验验证时分复用通话系统的性能和可行性。
二、实验原理时分复用（TDM）是一种将多个信号复用到同一传输介质上的技术。
其基本原理是将时间划分为若干个等长的时隙，每个时隙分配给不同的信号传输。
本实验采用PCM（脉冲编码调制）技术进行时分复用通话，PCM技术将模拟信号转换为数字信号，再通过TDM技术实现多路复用。
三、实验设备1. 实验箱：包括PCM编译码单元、通话单元、示波器等。
2. 信号发生器：用于产生模拟话音信号。
3. 计算机及软件：用于数据采集和处理。
四、实验步骤1. 连接实验箱各单元电路，确保连接正确无误。
2. 将信号发生器产生的模拟话音信号接入A方麦克风接口，并通过示波器观察信号波形。
3. 将A方听筒接口接入B方麦克风接口，实现A方与B方的通话。
4. 将B方听筒接口接入A方麦克风接口，实现B方与A方的通话。
5. 调整PCM编译码单元，观察模拟话音信号转换为数字信号的过程。
6. 改变抽样频率，验证抽样定理，观察信号失真情况。
7. 搭建时分复用通话系统，观察多路信号复用过程。
8. 通过示波器观察复用后的信号波形，分析信号质量。
五、实验结果与分析1. 通过示波器观察，发现模拟话音信号经过麦克风接口后，信号幅度较小，需放大到2Vp-p左右。
经过放大后，信号波形稳定，可以正常传输。
2. 经过PCM编译码单元，模拟话音信号转换为数字信号。
在数字信号传输过程中，信号质量较好，没有明显失真。
3. 改变抽样频率，验证抽样定理。
当抽样频率低于2倍信号最高频率时，信号出现失真；当抽样频率大于2倍信号最高频率时，信号质量较好，失真较小。
4. 搭建时分复用通话系统后，观察多路信号复用过程。
在复用过程中，信号质量较好，没有出现明显干扰和失真。
六、实验结论1. 通过本次实验，掌握了时分复用通话系统的搭建和调试方法。
通信原理课件第八章 时分复用(一)
四次群
139262
1920
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
15
同步数字系列SDH Synchronous Digital Hierarchg
❖ 在某些新型的三层结构宽带传输网络方案中，
STM-1/STM-4 (155Mbps/622Mbps) 用于接入层 STM-16 (2.5Gbps) 用于汇接层 STM-64 (10Gbps) 用于核心层
现代通信原理
第八章 时分复用(1)
8.1时分复用TDM原理
❖ 频分复用FDM是利用用一物理连接的不同频 段来传输不同的信号，达到多路传输的目的。
❖ 时分复用TDM是采用同一物理连接的不同时 段来传输不同的信号，也能达到多路传输的 目的。
❖ 目前通信中常用的多路复用方式主要有以下 四种:
wujing
SDH体系速率等级
等级
速率
STM-1
155.52Mb/s
STM-4
622.02Mb/s
STM-16
2488.32Mb/s
STM-64
10Gb/s
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
16
8.2 PCM基群帧结构
❖ 采用TDM的数字通信系统，在国际上已建立起 标准。原则上是先把一定路数的电话复合成一个 标准数据流(称为基群)，基群数据流的构造结构 称为基群帧。
TS1~TS15 话路时隙 TS16信令时隙
偶帧TS0 帧同步时隙
x0011011
F0 0 0 0 0 1 A2 1 1
帧同步信号
复帧同步 备用比特
TS17~TS31 话路时隙 话路时隙
xxxxxxxx
488ns
时分复用与帧同步实验
实验 19 时分复用与帧同步实验一、实验目的1．掌握时分复用解复用基本原理；2．掌握巴克码识别原理；3．掌握同步保护原理；4．掌握假同步、漏同步、捕捉态、维持态的概念。
二、实验原理1. 时分复用解复用数字复接数字复接的方法主要有按位复接、按字复接和按帧复接三种；按照复接时各路信号时钟的情况，复接方式可分为同步复接、异步复接与准同步复接三种。
本实验中选择了按帧复接的方法和方式。
下面介绍一下“按帧复接”方法和“准同步复接”方式的概念。
按帧复接是每次复接一个支路的一帧数据，复接以后的码顺序为：第 1 路的 F0、第 2 路的 F0、第 3 路的 F0、第 4 路的 F0、……，第 1 路的 F1.第2 路的 F1.第 3 路的 F1.第 4 路的F1.……，后面依次类推。
也就是说，各路的第 F0 依次取过来，再循环取以后的各帧数据。
这种复接方法的特点是：每次复接一支路信号的一帧，因此复接时不破坏原来各个帧的结构，有利于交换。
同步复接指被复接的各个输入支路信号在时钟上必须是同步的，即各个支路的时钟频率完全相同的复接方式。
为了接收端能够正确接收各支路信码及分接的需要，各支路在复接时，插入一定数量的帧同步码、告警码及信令等，PCM 基群就是这样复接起来的。
准同步复接是在同步复接分接的基础上发展起来的，相对于同步复接增加了码速调整和码速恢复环节。
在复接前必须将各支路的码速都调整到规定值后才能复接。
本实验中数字复接系统方框图，如下图所示：图2-1 时分复用解复用框图定时单元给设备提供一个统一的基准时钟。
码速调整单元把速率不同的各支路信号，调整成与复接设备定时完全同步的数字信号，以便由复接单元把各支路信号复接成一个数字流。
本实验中，码速调整单元将 PCM 编码数据、CVSD 编码数据、拨码器开关设置的 8BIT 数据都调整为同步的 256KHZ 码元，然后复接进同一个数据码流中,并在第 1 路时隙中加入帧同步信号.本实验中同步复接的帧结构如下图所示。
通信原理实验(1-8)
通信原理实验报告学院：信息工程学院专业：通信工程学号：6姓名：李瑞鹏实验一 带通信道模拟及眼图实验一、实验目的1、 了解眼图与信噪比、码间干扰之间的关系及其实际意义；2、 掌握眼图观测的方法并记录研究。
二、实验器材1、 主控&信号源、9号、13号、17号模块 各一块2、 双踪示波器 一台3、 连接线 若干三、实验原理1、实验原理框图带通信道模拟框图2、实验原理框图带通信道是将直接调制的PSK 信号和经过升余弦滤波后调制的PSK 信号送入带通信道，比较两种状况的眼图。
然后，改变带通信道的带宽重复观测。
四、实验步骤概述：该项目是通过分别改变噪声幅度和带通信道频率范围，观测信道的眼图输出变化情况，了解和分析信道输出原因.1、关电，按表格所示进行连线。
2PSK 调制信号加升余弦滤波的带通信道模拟【250KHz~262KHz带通信道】。
3、此时系统初始状态为：PN15为8K。
4、实验操作及波形观测。
（1）以CLK时钟信号为触发源对比观测LPF-BPSK观测点，观察输出眼图波形。
（2）调节17号板W1噪声幅度调节，调节噪声幅度，观察眼图波形变化。
17号模块测试点TP4可以观察添加的白噪声。
（3）在主控菜单中改变带通信道频率范围，观察输出眼图变化，并分析原因。
五、实验报告1、完成实验并思考实验中提出来的问题。
2、分析实验电路工作原理，简述其工作过程。
3、整理信号在传输过程中的各点波形。
实验二 HDB3码型变换实验一、实验目的1、了解几种常用的数字基带信号的特征和作用。
2、掌握HDB3码的编译规则。
3、了解滤波法位同步在的码变换过程中的作用。
二、实验器材1、主控&信号源、2号、8号、13号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、HDB3编译码实验原理框图HDB3编译码实验原理框图2、实验框图说明我们知道AMI编码规则是遇到0输出0，遇到1则交替输出+1和-1。
而HDB3编码由于需要插入破坏位B，因此，在编码时需要缓存3bit的数据。
时分复用及帧同步
时分复用及帧同步2.1.1 时分复用/解复用（TDM ）实验一、实验目的 1. 掌握时分多路复用的概念 2. 了解本实验中时分复用的组成结构二、实验仪器1. RZ9681实验平台2. 实验模块： ∙ 主控模块∙ 基带数据产生与码型变换-A2 ∙ 信源编码与时分复用模块-A3 ∙ 信源译码与时分解复用模块-A6 3. 100M 双通道示波器 4. 信号连接线5. PC 机（二次开发）三、实验原理 时分复用是将整个信道传输信息的时间划分成不同时隙，利用不同的时隙来传输不同信号，以扩大传输容量和提高传输效率。
3.1 数字复接 数字复接技术是把两个或两个以上的低速信号按照时分复用的方式合并成一个高速信号。
按帧复接是指将每一路并行数据的每一帧按照信道的顺序循环逐一排列，得到一路的串行数据。
按照按帧复接的方式，每次复接一路信号的一帧数据，因此复接时不会破坏原来各个帧的自身内部的顺序，有利于交换。
准同步复接指各并行信道使用各自的时钟，但各支路的时钟被限制在一定的容差范围内。
这种复接方式在复接前必须将各支路的码速都调整到统一的规定值后才能复接。
在这种复接方式中需要进行码速调整。
本实验中数字复接系统方框图，如下图所示：图1 时分复用解复用方框图本实验中同步复接的帧结构如下图所示：发定时调 整复 接收定时分 接恢复同 步PCM 8bit CVSDPCM 8bit CVSD帧头PCM 8bit CVSD一帧4路数据图2 时分复用帧结构在本实验中，一帧分为四个时隙，第一个时隙传输一个8bit 的帧头，用于同步以及确定每一帧的起始点；第二个时隙传输PCM 的8bit 的量化信号，第四个时隙传输CVSD 的量化信号，但由于采样值不是固定的，因此每一帧传送的PCM 和CVSD 的信号都是不同的；第三个时隙传输一个8bit 的自定的数据，可以通过解复用模块A6的8个LED 的亮灭来观察。
一帧高速串行数据的传输速率为256Kb s ⁄，由于在一帧中有4个时隙，因此每一路低速并行数据的传输速率为256Kb s ⁄÷4=64Kb s ⁄。
时分复用
3.3.1时分多路复用概述
3.3.1时分多路复用概述
转换开关一般是电子开关，它们相当于合、 分路器。
图中K1和K2分别为发信和收信抽样转换开关，
要注意的是：为了在接收时能够正确地还原
各路信号，保证各路信号的正确分离 ，收、 发端旋转开关必须同步，它有两方面含义：
一方面：保持双方旋转速度要完全相同，
数字复接技术
4、数字复接的实现 数字复接的实现主要有三种方法：
按位复接 按字复接 按帧复接
数字复接技术
按位复接又叫比特复接，即复接时每支路依次复
接一个比特。图(a)所示是4个PCM30/32系统 时隙 (CH1话路) 的码字情况。 图(b)是按位复接后的二次群中各支路数字码排列 情况。按位复接方法简单易行，设备也简单，存 储器容量小，其缺点是对信号交换不利。 图 (c)是按字复接，对PCM30/32系统来说，一个 码字有8位码，它是将8位码先储存起来，在规 定 时间四个支路轮流复接，这种方法有利于数字电 话交换，但要求有较大的存储容量。 按帧复接是每次复接一个支路的一个帧(一帧含有 256个比特)，这种方法的优点是复接时不破坏 原 来的帧结构，有利于交换，但要求更大的存储容 量。
例如需要传送120路电话时，可将120路话
音信号分别用8kHz抽样频率抽样，然后对 每个 抽样值编8位码，其数码率为 8000×8×120=7680kbit/s。由于每帧时间 为125微秒，每个路 时隙的时间只有1微秒 左右，这样每个抽样值编8位码的时间只有1 微秒时间，其编码速度非 常高 ，对编码电 路及元器件的速度和精度要求很高，实现起 来非常困难。 但这种方法从原理上讲 是可行的，这种对 120路话音信号直接编码复用的方法称PCM 复用。
实验04 时分复用与解复用
HUNAN UNIVERSITY 通信原理实验报告题目：实验四学生姓名谢韬韬学生学号 20110803509专业班级通信五班小型数字电话复用与解复用模块设计参照E1标准，设计一个将3路64kbps信息流合成一个基群的复用模块和相应的解复用模块，要能观察合成或分解后信息流的一致性，演示的最小时间刻度为时隙（一次采样，即1/8000秒）。
由于采样频率8000太大，合成后频谱范围更大，matlab计算频谱的运算量很大，故减小采样频率为400，3路合成。
代码：clearfs=400;M=3;col=['b','r','g','c','m','y','k'];ts1=1/fs;t1=ts1:ts1:1;ts2=1/(fs*M);t2=ts2:ts2:1;a=[];for i=1:Mfor j=1:fsb(i,j)=rand(1,1)*1024;endendfor j=1:fsfor i=1:Ma=[b(i,j),a];endendlength(a)length(t2)figure(1);plot(t2,a);title('样本时域图');A=fft(a);f1=0:fs*M-1;figure(2);plot(f1,A);%axis(0 fs*M -2 2);%axis auto;title('样本频谱图');figure(3);for i=1:Mplot(t1,b(i,:)); hold on;endtitle('基群时域图');f2=0:fs-1;figure(4);for i=1:MB=fft(b(i,:));plot(f2,B);hold on;endtitle('基群频域图')得到的时域频域图如下::在本实验中，我们以30路信号复用为例，进行复用与解复用的matlab 的仿真实验 主函数代码：TFS=96;%总帧数;也即每路话音采样点的数量;30路话音每秒共有30*8000/16=15000个E1帧 %TFS=16*N ，N=1，2，3，4，5......audiovalues_in=randint(30,TFS,254);%产生30路话音信号的TFS 个样本 e1frames=zeros(30,16);%30*16的话音数据矩阵 e1streams=[];%E1帧数据流%****************************************************************************% %E1复用器for i=1:TFS/16 for j=1:30 for k=1:16e1frames(j,k)=audiovalues_in(j,(i-1)*16+k);endende1streams=[e1streams,e1mux(e1frames)];end%****************************************************************************% %E1解复用器audiovalues_out=[];%用于存储E1解复用后的30路话音数据;便于与原始输入数据进行比较if length(e1streams)/512>=1%16（帧/E1帧）*32（时隙/帧）*1（字节/时隙）=512字节/E1帧for i=1:length(e1streams)/512audiovalues_out=[audiovalues_out,e1demux(e1streams((i-1)*512+1:i*512))];endend%****************************************************************************% %复用器、解复用器输入/输出信号显示figure(1)x1=1:1:length(audiovalues_in);subplot(2,3,1);plot(x1,audiovalues_in);%axis([1,length(audiovalues_in)+10,-1,260]);grid;title('30路话音信号时域波形');yy1=fft(audiovalues_in,1024);pyy=yy1.*conj(yy1)/1024;ff=1000*(0:512)/1024;subplot(2,3,4);plot(ff,pyy(1:513));grid;title('30路话音信号的功率谱');x2=1:1:length(e1streams);subplot(2,3,2);plot(x2,e1streams);grid;title('E1基群信号时域波形');yy2=fft(e1streams,1024);pyy=yy2.*conj(yy2)/1024;ff=1000*(0:512)/1024;subplot(2,3,5);plot(ff,pyy(1:513));axis([-10,520,-1,100000]);grid;title('E1基群信号的功率谱');x3=1:1:length(audiovalues_out);subplot(2,3,3);plot(x3,audiovalues_out);grid;title('解复用信号时域波形');yy3=fft(audiovalues_out,1024);pyy=yy3.*conj(yy3)/1024;ff=1000*(0:512)/1024;subplot(2,3,6);plot(ff,pyy(1:513));grid;title('解复用信号的功率谱');%****************************************************************************% %验证复用、解复用前后数据是否一致a1_in =audiovalues_in(1,:); %第一路话音的原始输入数据a1_out=audiovalues_out(1,:); %解复用后的第一路话音数据a111=1:1:TFS; %获取复用后的E1基群信号中的第一路话音数据for k=1:TFSa111(k) =e1streams((k-1)*32+2);endxx=1:TFS;%画图比较复用、解复用前后数据figure(2);%plot(xx,a1_in_out);plot(xx,a1_in,'-',xx,a1_out,'*',xx,a111,'or');title('解复用数据与复用数据、原始数据的比较图');xlabel('--:原始话音数据 *：解复用后的话音数据 o：E1基群信号中的话音数据'); 复用器函数代码：function frameout=e1mux(audioin)for i=1:16 %每个E1帧有16帧数据，即30路话音的16个采样点数据；30路话音每秒共有30*8000/16=15000个E1帧if mod(i,2)==0 %判断奇偶帧frameout((i-1)*32+1)=12;%给时隙TS0加上标志frameout((i-1)*32+17)=255;%给信令时隙TS16加上信令数据，这里固定为255；产生仿真数据的时候使话音数据小于255即可for j=2:16frameout((i-1)*32+j)=audioin(j-1,i);endfor j=18:32frameout((i-1)*32+j)=audioin(j-2,i);endelseframeout((i-1)*32+1)=95;frameout((i-1)*32+17)=255;for j=2:16frameout((i-1)*32+j)=audioin(j-1,i);endfor j=18:32frameout((i-1)*32+j)=audioin(j-2,i);endendendframeout=[frameout]解复用函数代码：function audioout=e1demux(e1framein)if mod(length(e1framein),16*32)==0for i=1:16 %每个E1帧有16帧数据，即30路话音的16个采样点数据；30路话音每秒共有30*8000/16=15000个E1帧for j=2:16audioout(j-1,i)=e1framein((i-1)*32+j);endfor j=18:32audioout(j-2,i)=e1framein((i-1)*32+j);endendendaudioout=[audioout]复用信号的时域图和功率谱图：时域波形图中，用不同的颜色表示了不同的信号，中间的时域图就是合成后的波形图。
实验四 光纤通信系统测量中的眼图分析方法测试实验
实验四 光纤通信系统测量中的眼图分析方法测试实验一、实验目的1、了解眼图的形成过程2、掌握光纤通信系统中眼图的测试方法二、实验仪器1、ZYE4301F 型光纤通信原理实验箱1台2、20MHz 模拟双踪示波器1台3、万用表1台三、实验原理眼图是衡量数字光纤通信系统数据传输特性的简单而又有效的方法。
眼图可以在时域中测量，并且可以用示波器直观的显示出来。
图1是测量眼图的系统框图。
测量时，将“伪随机码发生器”输出的伪随机码加在被测数字光纤通信系统的输入端，该被测系统的输出端接至示波器的垂直输入，用位定时信号（由伪随机码发生器提供）作外同步，在示波器水平输入用数据频率进行触发扫描。
这样，在示波器的屏幕上就可以显示出被测系统的眼图。
伪随机脉冲序列是由n 比特长，2n 种不同组合所构成的序列。
例如，由n=2比特长的4种不同有组合、n=3比特长的8种不同的组合、n=4比特长16种不同的组合组成，直到伪随机码发生器所规定的极限值为止，在产生这个极限值以后，数据序列就开始重复，但它用作为测试的数据信号，则具有随机性。
如图2所示的眼图，是由3比特长8种组合码叠加而成，示波器上显示的眼图就是这种叠加的结果。
分析眼图图形，可以知道被测系统的性能，下面用图3所示的形状规则的眼图进行分析： 1、当眼开度VV V ∆-为最大时刻，则是对接收到的信号进行判决的最佳时刻，无码间干扰、信号无畸变时的眼开度为100％。
2、由于码间干扰，信号畸变使眼开度减小，眼皮厚度V V∆增加，无畸变眼图的眼皮厚度应该等于零。
图1眼图的测试系统3、系统无畸变眼图交叉点发散角b T T∆应该等于零。
4、系统信道的任何非线性都将使眼图出现不对称，无畸变眼图的正、负极性不对称度-+-++-V V V V 应该等于零。
5、系统的定时抖动（也称为边缘抖动或相位失真）是由光收端机的噪声和光纤中的脉冲失真产生的，如果在“可对信号进行判决的时间间隔T b ”的正中对信号进行判决，那么在阈值电平处的失真量ΔT 就表示抖动的大小。
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实验一光纤通信测量中的眼图观测实验一、实验目的1、了解和掌握眼图的形成过程和意义。
2、掌握光纤通信系统中的眼图观测方法。
二、实验内容1、观测数字光纤传输系统中的眼图张开和闭合效果。
2、记录眼图波形参数，分析系统传输性能。
三、实验器材1、主控&信号源、25号模块各1块2、双踪示波器1台3、连接线若干4、光纤跳线1根四、实验原理1、实验原理框图光纤跳线眼图测试实验系统框图2、实验框图说明本实验是以数字信号光纤传输为例，进行光纤通信测量中的眼图观测实验；为方便模拟真实环境中的系统传输衰减等干扰现象，我们加入了可调节的带限信道，用于观测眼图的张开和闭合等现象。
如眼图测试实验系统框图所示，系统主要由信号源、光发射机、光接收机以及带限信道组成；信号源提供的数字信号经过光发射机和接收机传输后，再送入用于模拟真实衰减环境的带限信道；通过示波器测试设备，以数字信号的同步位时钟为触发源，观测TP1测试点的波形，即眼图。
3、眼图基本概念及实验观察方法所谓眼图，它是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形。
眼图包含了丰富的信息，反映的是系统链路上传输的所有数字信号的整体特征。
利用眼图可以观察出码间串扰和噪声的影响，分析眼图是衡量数字通信系统传输特性的简单且有效的方法。
●被测系统的眼图观测方法通常观测眼图的方法是，如下图所示，以数字序列的同步时钟为触发源，用示波器YT 模式测量系统输出端，调节示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，则屏幕中显示的即为眼图。
眼图测试方法框图●眼图的形成示意图一个完整的眼图应该包含从“000”到“111”的所有状态组，且每个状态组发送的此时要尽量一致，否则有些信息将无法呈现在示波器屏幕上。
八种状态如下所示：0 0 01 0 00 0 11 0 10 1 01 1 00 1 11 1 1八种状态示意图眼图合成示意图如下所示：眼图合成示意图一般在无串扰等影响情况下从示波器上观测到的眼图与理论分析得到的眼图大致接近。
●眼图参数及系统性能眼图的垂直张开度表示系统的抗噪声能力，水平张开度反映过门限失真量的大小。
眼图的张开度受噪声和码间干扰的影响，当光收端机输出端信噪比很大时眼图的张开度主要受码间干扰的影响，因此观察眼图的张开度就可以估算出光收端机码间干扰的大小。
眼图模型其中，垂直张开度210V V E =；水平张开度211t t E =。
从眼图中我们可以得到以下信息：（1）最佳抽样时刻是“眼睛”张开最大的时刻。
（2）眼图斜边的斜率表示了定时误差灵敏度。
斜率越大，对位定时误差越敏感。
（3）在抽样时刻上，眼图上下两分支阴影区的垂直高度，表示最大信号畸变。
（4）眼图中央的横轴位置应对应于判决门限电平。
（5）在抽样时刻上，眼图上下两阴影区的间隔距离的一半为噪声容限，若噪声瞬时值超过它就会出现错判。
（6）眼图倾斜分支与横轴相交的区域的大小，即过零点失真的变动范围；它对利用信号零交点的平均位置来提取定时信息的接收系统来说影响定时信息的提取。
五、注意事项1、在实验过程中切勿将光纤端面对着人，切勿带电进行光纤的连接。
2、不要带电插拔信号连接导线。
六、实验步骤1、系统关电，参考系统框图，依次按下面说明进行连线。
（1）用连接线将主控信号源模块的PN序列，连接至25号模块的TH2数字输入端。
（2）用光纤跳线连接25号模块的光发端口和光收端口，此过程是将电信号转换为光信号，经光纤跳线传输后再将光信号还原为电信号。
注意，连接光纤跳线时需定位销口方向且操作小心仔细，切勿损伤光纤跳线或光收发端口。
（3）用连接线将25号模块的TH3数字输出端，连接至25号模块的TH5。
此过程是将基带信号送入一个可调带限信道，用于模拟实际传输过程中可能出现的信道衰减强度。
2、设置25号模块的功能初状态。
（1）将收发模式选择开关S3拨至“数字”，即选择数字信号光调制传输。
（2）将拨码开关J1拨至“ON”，即连接激光器；拨码开关APC此时选择“ON”或“OFF”都可，即APC功能可根据需要随意选择。
（3）将功能选择开关S1拨至“光接收机”，即选择光信号解调接收功能。
3、进行系统联调和观测。
（1）打开系统和各实验模块电源开关。
设置主控信号源模块的菜单，选择【主菜单】→【光纤通信】→【光纤通信测量中的眼图观测】。
自行设置【功能1】，使PN输出频率为256KHz，PN输出码型为PN127。
注：在观察眼图时，不同的示波器屏幕显示效果有所不同，有时候需要选择一个合适的信号源或者将示波器的波形持续等功能开启。
（2）调节25号模块中光发射机的W4输出光功率旋钮，改变输出光功率强度；调节光接收机的W5接收灵敏度旋钮和W6判决门限旋钮，改变光接收效果。
用示波器对比观测信号源PN序列和25号模块的TH3数字输出端，直至二者码型一致。
（2）以主控信号源模块上的BS为触发，用示波器探头分别接信号源BS和25号模块的眼图观测点TP1，调整示波器相关功能档位观测眼图显示效果。
（3）调节25号模块的W8眼开眼合旋钮，改变带限信道的影响强度，观测示波器中眼图张开和闭合现象。
（4）记录眼图波形并测量出眼图特性参数，从而评估系统性能。
七、实验报告1、观测并记录眼图波形。
2、测量和计算眼图的特性参数，评估系统性能。
实验二光纤通信网中的时分复用技术实验一、实验目的1、了解和掌握光纤接入网时分复用及解复用原理和过程。
2、了解和掌握PCM 编译码原理和过程。
二、实验内容1、搭建光时分复用及解复用传输系统。
2、观测数字信号和模拟信号在系统传输过程中波形及效果。
三、实验器材1、 主控&信号源、1号、2号、7号、13号、25号模块 各1块2、 双踪示波器 1台3、 连接线 若干4、 光纤跳线 1根四、实验原理1、实验原理框图时分复用框图光纤跳线光发射及接收框图13#位同步提取模块解复用同步时钟提取框图解时分复用框图2、实验框图说明本实验是利用光时分复用技术传输模拟和数字两路信号。
如实验原理框图所示，系统主要包括有模拟信号源、PCM编码单元、数字信号源、时分复用单元、光发射机、光接收机、解时分复用单元、PCM译码单元以及扬声器和数字显示终端。
框图中数据的时隙分配情况为，帧同步码01110010在第0时隙，音频的PCM编码信号分配在第1时隙，数字信号源分配在第2时隙。
7号模块上拨码开关S1在第5时隙，用示波器可以从复用输出信号中观测，另外第3时隙和第4时隙的数据分别从7号模块的DIN3和DIN4输入，此系统暂时空余未用。
时分复用框图中，模拟信号经PCM编码单元转换成数字信号，与数字终端的数字信号一起送入时分复用单元，复接成一路后送入光发射机。
光发射及接收框图中，复用信号经光发射机转换成电信号，经光纤跳线传输，再通过光接收机还原成电信号，然后送至解时分复用单元。
解时分复用框图中，光收信号经过解时分复用单元，通过检测识别定位高速率数字流的帧信号，解出其他各时隙位置上的数据；其中第1时隙的数据送至PCM译码单元还原输出原始的音频信号，第2时隙的数据则送至数字接收显示单元，通过光条亮灭情况观测传输码型。
解复用所需同步时钟由13号模块数字锁相环电路提取得到。
注：其实2号模块的数字信号源单元和数字接收显示单元也是采用时分复用和时分解复接的原理实现的，所以硬件中用光条显示时，需要将数字信号源数据中某个拨码开关码值设置为程序已定的帧同步码01110010。
五、注意事项1、在实验过程中切勿将光纤端面对着人，切勿带电进行光纤的连接。
2、不要带电插拔信号连接导线。
六、实验步骤1、系统关电，参考系统框图，依次按下面说明和表格内容进行连线。
再用光纤跳线连接25号模块的光发端口和光收端口，此过程是将电信号转换为光信号，经光纤跳线传输后再将光信号还原为电信号。
注意，连接光纤跳线时需定位销口方向且操作小心仔细，切勿损伤光纤跳线或光收发端口。
2、设置25号模块的功能初状态。
（1）将收发模式选择开关S3拨至“数字”，即选择数字信号光调制传输。
（2）将拨码开关J1拨至“ON”，即连接激光器；拨码开关APC此时选择“ON”或“OFF”都可，即APC功能可根据需要随意选择。
（3）将功能选择开关S1拨至“光接收机”，即选择光信号解调接收功能。
3、进行系统联调和观测。
（1）打开系统和各实验模块电源开关。
设置主控模块菜单，选择【主菜单】→【光纤通信】→【时分复用技术】。
设置13号模块的拨码开关S3为0001，即将数字锁相环用于提取解复用所需的2M时钟。
（2）手动设置2号模块上DoutMUX的数字信号输出码型：可将拨码开关S1、S2、S3、S4分别为01110010、00010001、00110011、00001111，这四个拨码开关对应显示光条为U1、U2、U3、U4，其复接合成输出波形即是DoutMUX输出数据。
注：拨码开关S1、S2、S3、S4也可以根据需要自行随意设置码型；但若是需要用2号模块的光条终端显示时，则必须要使DoutMUX数据中含有01110010码值数据，详细可参考2号模块数据复用及解复用相关说明。
（3）观测数字信号传输效果：调节25号模块中光发射机的W4输出光功率旋钮，改变输出光功率强度；调节光接收机的W5接收灵敏度旋钮和W6判决门限旋钮，改变光接收效果。
观察2号模块中数字信号接收显示单元的光条U5、U6、U7的显示情况，也可以用示波器进行观测。
注：当光纤时分复用系统无误码时，接收端光条U5、U6、U7的显示情况应与发送端光条U2、U3、U4一致。
7号模块上的同步指示灯应亮。
（4）观测模拟信号传输效果：调节信号源模块W1，使A-OUT输出为1V；用示波器对比观测A-OUT和2号模块的TH6(音频接口2)，观察模拟信号经光纤时分复用及解复用系统的传输情况。
有兴趣的同学可以将A-OUT信号用MUSIC输出信号替代，再感受音频信号的传输效果。
（5）观测光纤时分复用系统的中间过程测试点的数据：用示波器分别观测7号模块的DIN1和DIN2，观测复用端输入的PCM编码数据和光条开关拨码数据。
再以7号模块的第0时隙帧同步信号TP1(FS0)为触发，用示波器观测FS0和TH10(复用输出)，查看复用信号中数据的时隙分配位置情况，了解时分复用原理和过程。
七、实验报告1、阐述光纤时分复用系统架构，记录系统中各点波形。
2、有兴趣的同学可以尝试画出多路信号复接的光纤传输系统，简述其工作原理和架构，并在该系统平台上加以验证。