時(shí)分復(fù)用-解復(fù)用實(shí)驗(yàn)

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1、固定及變速率時(shí)分復(fù)用、解復(fù)用實(shí)驗(yàn)第一部分固定速率時(shí)分復(fù)用/解復(fù)用實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握固定速率時(shí)分復(fù)用/解復(fù)用的同步復(fù)接/分接原理。2.掌握幀同步碼的識(shí)別原理。3.掌握集中插入幀同步碼時(shí)分復(fù)用信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.搭建一個(gè)理想信道固定速率時(shí)分復(fù)用數(shù)字通信系統(tǒng)，使系統(tǒng)正常工作。2.搭建一個(gè)理想信道固定速率時(shí)分解復(fù)用數(shù)字通信系統(tǒng)，使系統(tǒng)正常工作。3.用示波器觀察集群信號(hào)（FY_OUT）、位同步信號(hào)（BS）及幀同步信號(hào)（FS），熟悉它們的對(duì)應(yīng)關(guān)系。4.觀察信號(hào)源發(fā)光管與終端發(fā)光管的顯示對(duì)應(yīng)關(guān)系，直接觀察時(shí)分復(fù)用與解復(fù)用的實(shí)驗(yàn)效果。三、實(shí)

2、驗(yàn)儀器示波器，RC-GT-II型光纖通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。四、基本原理1．同步復(fù)接/分接原理固定速率時(shí)分復(fù)用/解復(fù)用通常也稱(chēng)為同步復(fù)接/分接。在實(shí)際應(yīng)用中，通?？偸前褦?shù)字復(fù)接器和數(shù)字分接器裝在一起做成一個(gè)設(shè)備，稱(chēng)為復(fù)接分接器(縮寫(xiě)為Muldex)?！　　　　　　D1.1數(shù)字復(fù)接器的基本組成圖　　　　　　　　　1.2數(shù)字分接器的基本組成圖17數(shù)字復(fù)接器的基本組成如圖1.1所示。數(shù)字復(fù)接器的作用是把兩個(gè)或兩個(gè)以上的支路數(shù)字信號(hào)按時(shí)分復(fù)接方式合并成為單一的合路數(shù)字信號(hào)。數(shù)字復(fù)接器由定時(shí)、調(diào)整和復(fù)接單元所組成。定時(shí)單元的作用是為設(shè)備提供統(tǒng)一的基準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，備有

3、內(nèi)部時(shí)鐘，也可以由外部時(shí)鐘推動(dòng)。調(diào)整單元的作用是對(duì)各輸入支路數(shù)字信號(hào)進(jìn)行必要的頻率或相位調(diào)整，形成與本機(jī)定時(shí)信號(hào)完全同步的數(shù)字信號(hào)。復(fù)接單元的作用是對(duì)已同步的支路信號(hào)進(jìn)行時(shí)間復(fù)接以形成合路數(shù)字信號(hào)。數(shù)字分接器的基本組成如圖1.2所示。數(shù)字分接器的作用是把一個(gè)合路數(shù)字信號(hào)分解為原來(lái)支路的數(shù)字信號(hào)。數(shù)字分接器由同步、定時(shí)、分接和恢復(fù)單元所組成。定時(shí)單元的作用是為分接和恢復(fù)單元提供基準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，它只能由接收的時(shí)鐘來(lái)推動(dòng)。同步單元的作用是為定時(shí)單元提供控制信號(hào)，使分接器的基準(zhǔn)時(shí)間與復(fù)接器的基準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)保持正確的相位關(guān)系，即保持同步。分接單元與復(fù)接單元相

4、對(duì)應(yīng)，分接單元的作用是把輸入的合路數(shù)字信號(hào)(高次群)實(shí)施時(shí)間分離。分接器的恢復(fù)單元與復(fù)接器的調(diào)整單元相對(duì)應(yīng)，恢復(fù)單元的作用是把分離后的信號(hào)恢復(fù)成為原來(lái)的支路數(shù)字信號(hào)。將低次群復(fù)接成高次群的方法有三種；逐比特復(fù)接；按碼字復(fù)接：按幀復(fù)接。在本實(shí)驗(yàn)中，由于速率固定，信息流量不大，所以我們所應(yīng)用的方式為按碼字復(fù)接，下面我們把這種復(fù)接方式作簡(jiǎn)單介紹。按碼字復(fù)接：對(duì)本實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，速率固定，信息結(jié)構(gòu)固定，每8位碼代表一“碼字”。這種復(fù)接方式是按順序每次復(fù)接1個(gè)信號(hào)的8位碼，輸入信息的碼字輪流被復(fù)接。復(fù)接過(guò)程是這樣的：首先取第一路信息的第一組“碼字”，接著取第二

5、路信息的第一組“碼字”，再取第三信息的第一組“碼字”，輪流將3個(gè)支路的第一組“碼字”取值一次后再進(jìn)行第二組“碼字”取值，方法仍然是：首先取第一路信息的第二組碼，接著取第二路信息的第二組碼，再取第三路信息的第二組碼，輪流將3個(gè)支路的第二組碼取值一次后再進(jìn)行第三組碼取值，依此類(lèi)推，一直循環(huán)下去，這樣得到復(fù)接后的二次群序列（d）。這種方式由于是按碼字復(fù)接，循環(huán)周期較長(zhǎng)，所需緩沖存儲(chǔ)器的容量較大，目前應(yīng)用的很少。圖1.3按碼字復(fù)接示意圖（a）第一路信息；（b）第二路信息；（c）第三路信息；（d）復(fù)接后2．本實(shí)驗(yàn)所用的同步復(fù)接模塊的結(jié)構(gòu)原理本實(shí)驗(yàn)所用到的

6、固定速率時(shí)分復(fù)用端的原理方框圖如圖1.4所示。這些模塊產(chǎn)生三路信號(hào)時(shí)分復(fù)用后的FY_OUT信號(hào)，信號(hào)碼速率約為128KB17，幀結(jié)構(gòu)如圖1.5所示。幀長(zhǎng)為24位，其中首位無(wú)定義，第2位到第8位是幀同步碼（7位巴克碼1110010），另外16位為2路數(shù)據(jù)信號(hào)，每路8位。此FY_OUT信號(hào)為集中插入幀同步碼時(shí)分復(fù)用信號(hào)。同時(shí)通過(guò)發(fā)光二極管來(lái)指示碼型狀態(tài)：發(fā)光二極管亮狀態(tài)表示1碼，熄狀態(tài)表示0碼。本實(shí)驗(yàn)中用到的電路，除并行碼產(chǎn)生器和8選一電路是由分立器件組成的外，其他電路全都在兩片大規(guī)模集成電路XC95XL144TQ100-5（以下簡(jiǎn)稱(chēng)CPLD）內(nèi)部

7、。下面對(duì)時(shí)鐘信號(hào)源、分頻器、八選一、調(diào)整器及復(fù)接器等單元作進(jìn)一步說(shuō)明。（1）時(shí)鐘信號(hào)源時(shí)鐘是由晶振X1（20.48MHz）提供，它也是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)源。20.48MHz時(shí)鐘經(jīng)CPLD分頻得到本實(shí)驗(yàn)所需的時(shí)鐘信號(hào)CLK1，F(xiàn)CLK1=4.096KHz。圖1.4復(fù)用器原理方框圖圖1.5幀結(jié)構(gòu)（2）分頻器分頻器一首先進(jìn)行16分頻，輸出信號(hào)頻率為256kHz。然后采用另一分頻器二完成÷2、÷4、÷8、÷16運(yùn)算，輸出BS、S1、S2、S3等4個(gè)信號(hào)。BS為位同步信號(hào)，頻率為128kHz。S1、S2、S3為3個(gè)選通信號(hào)，作為八選一的選通信號(hào)，頻率分別

8、為BS信號(hào)頻率的1/2、1/4和1/8。分頻器三是一個(gè)二一十進(jìn)制加計(jì)數(shù)器，對(duì)BS信號(hào)進(jìn)行24分頻，分別輸出選通信號(hào)S4、S5，這兩個(gè)信號(hào)的頻率相等、等