前言 光纤实验系统组成介绍
RZ8645型光纤实验系统是为了配合《光纤通信系统》的理论教学而设计的实验系统。它一方面结合了当今光纤通信原理课程的教学与改革，另一方面结合了当今光纤通信发展方向和工程实际应用状况。这套系统采用功能模块化设计，各模块对外开放。除了配合完成理论教学外，还可以训练增强学生的实际应用能力，完成模块的二次开发。RZ8645型光纤实验系统框图如图1所示： 电话用户A PCM编译码 记发器 DTMF检测 电话用户B PCM编译码 网络接口 USB接口 数据发送单元 数字信号发生器 线路编码器 数据复接 发送端数据测试区 接收端数据测试区 LD光端机 工作波长1550nm 数据接收单元 时钟提取、再生 线路译码器 数据解复接 LD激光/探测器 工作波长1310nm 中央处理器 功能扩展口 模拟信号源 电源 模块 键盘 液晶显示 图1：RZ8645系统框图
一、结构简介
本实验系统可分为电端机模块、光通信模块、管理控制模块、电源供给模块等四大功能模块，每个功能模块又是由许多子模块组成： （一）电端机模块
1. 电话用户接口模块
本模块分为用户A，B两个模块，位于实验系统左侧部分，分别注明为：A和B,系统程序设置两路电话的默认电话号码为48.49。此模块为电话输入、输出接口，由电话专用接口芯片PBL38710实现。它包含向用户话机恒流馈电、向被叫用户话机馈送铃流、用户摘机后自行截除铃流，摘挂机的检测及音频或脉冲信号的识别，用户线是否有话机的识别，语音信号的2/4线混合转换，外接振铃继电器驱动输出等功能。其各项性能指标符合邮电部制定的有关标准。
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电话用户接口模块测试点说明：
1VT:电话A路二四线变换后的模拟输出。 1VR:电话A路PCM译码输出的模拟信号。 PCM1-DX:电话A路PCM编码数据输出。 PCM1-DR:电话A路PCM译码数据输入。
2VT:电话B路二四线变换后的模拟输出。 2VR:电话B路PCM译码输出的模拟信号。 PCM2-DX:电话B路PCM编码数据输出。 PCM2-DR:电话B路PCM译码数据输入。
2. PCM编译码模块
两路电话接口区分别有一块PCM编译码芯片，此模块采用专用芯片TP3057来实 现PCM编译码功能，可完成用户A、B两路话音信号的编译码功能。 3. DTMF双音多频检测模块
此模块由专用芯片MT8870来完成DTMF分组滤波和DTMF译码功能，输出相应16 种DTMF频率组合的4位并行二进制码。实际应用中，一片MT8870可以最多接入 检测16路用户电路的DTMF信号。 4. 记发器模块
此模块主要完成局内、局间电话用户拨叫号码的识别、交换控制功能。 5. 计算机通信接口模块
此模块由网络接口和USB接口两种通信接口组成，完成计算机与本实验系统的数 据交换传输功能。也为学生开发上层通信软件提供了良好的硬件平台。
计算机通信接口模块测试点说明：
TX:网络接口数据或者是USB接口数据经过中央处理器接收后转换成的串行输 出。
RX:送到中央处理器的串行数据。经过中央处理器转换后返回给网络接口或者是 USB接口
6. 数据发送单元模块和发送端数据测试区
此模块主要完成各种测试信号产生、各种线路编码、数据复接及一些辅助性功能。
产生的数字信号有：各种频率的时钟、方波、M序列、矩形窄脉冲等、 线路编码功能有：AMI码、HDB3码、CMI码、5B6B码、5B1C码、扰码等。 数据的复接：多种类型数据进行时分复接输出。 发送端数据测试区说明：
P101：基带数据输出。各种线路编码的基带数据从该铆孔输出，输出的数据可以
是系统产生的PN码，也可以是拨码开关SW101设置的8BIT数据。
P102：对应P101输出数据的时钟信号。例如，实验中我们选择32K的PN码输出，
P101输出PN码，P102则输出对应的32K时钟信号。
P103：线路编码输出。对应于各种线路编码，例如选择CMI编码，则P103输出
的是CMI编码数据。如果选择扰码，则P103输出的是扰码后的数据。输出的编
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码数据是根据不同的实验而定。
P104：对应P103输出的编码数据时钟。 P105：电话A的PCM编码数据输出时隙。 P106：在PCM传输实验和系统实验时是电话B的PCM编码数据输出时隙；在扰码
实验时，是用于扰码的PN码。
P107：0时隙脉冲。
P108：在做接收灵敏度实验的时候输出PN码；在做系统实验的时候输出的是8
路复接的数据。
P109：PCM1-DX。电话A路PCM数据送入数据发送单元输入口。例如系统实验，8
路数据复接，电话A路PCM数据通过该口送入数据发送单元进行复接。
P110：PCM2-DX。电话B路PCM数据送入数据发送单元输入口。例如系统实验，8
路数据复接，电话B路PCM数据通过该口送入数据发送单元进行复接。
HDB3+：HDB3或者AMI编码正极性编码。该测试点标注为HDB3+,但实验时当HDB
3编码时输出的是HDB3+,当AMI编码输出的是AMI编码的正极性，是复用的输出。下面的HDB3-和HDB3和HDB3+一样，都是复用的输出。
HDB3-：HDB3或者AMI编码负极性编码。 HDB3 ：HDB3或者AMI编码。
GND ：GND为实验系统的地线接口，实验系统上的每个GND是相通的，在用示
波器测试的时候，示波器的地线夹子要和实验系统的GND相连。
数据发送单元的SW101拨码开关用来设置8BIT的开关码数据，往上拨输出“1”，
往下拨输出“0”。 7. 数据接收单元模块
此模块主要完成接收数据的时钟提取再生、各种线路编码的译码、复用数据的分 解及一些辅助性功能。
接收端数据测试区说明： P111：接收数据端。各种线路编码的数据通过该铆孔送入数据接收单元进行译码。 P112：眼图观测数据输入端。PN码通过该铆孔送入眼图电路。 P113：解复用输出电话A的PCM编码数据。 P114：解复用输出电话B的PCM编码数据。 P115：各种线路译码的数据输出
TP104：系统同频脉冲，周期125US。 TP105：误码脉冲。 TP106：眼图观测点。
W901 ：接收滤波器性能调节电位器 数据接收单元有8个发光二级管，这8个发光二极管在系统实验中分别对应数据 发送单元拨码开关SW101设置的8BIT数据，当拨码开关往上拨为“1”时，对应 的发光二级管就会点亮。拨码开关往下拨为“0”时，对应的发光二极管就会灭 掉。只有在系统实验时，发光二极管才有效。其他实验中发光二极管可能随机亮 灭。
8. 眼图观测模块
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此模块主要完成调节接收电路均衡特性、接收数字序列的眼图观测等功能。 9. 误码测试仪模块
此功能由多个模块组成，完成通信线路的误码测试功能，各测试参数可设。 10. 模拟信号源模块
此模块产生输出频率、幅度可调的正弦波、三角波、方波信号。 模拟信号源模块测试点说明： SIGNAL:模拟信号输出口。
W1:模拟信号幅度调节电位器。 （二） 光通信模块
1．光信道一
一体化数字光端机，包括光发射端机和光接收端机。半导体激光二极管LD、工 作波长1550nm，频带为DC到5MHZ，方便配套低端测量仪器使用。光端机的光 输入、输出接口都由单模尾纤引出至固定于底板的法兰，方便连接其它光器件。 其中TX1550表示光发送端，RX1550表示光接收端。 1550nm光信道测试点说明：
P203：电信号输入口。电信号只能为数字信号。电信号从该口输入，送到光端机 去进行电光转换。
TX1550：经过隔离电路输出的电信号，和P203信号一致。为了防止光端机电光 转换电路对输入电信号影响，P203输入的信号并没有直接连接到光端机的电光 转换电路，而是经过隔离电路后再送到光端机的电光转换电路。 P204：光电转换后电信号输出。 2．光信道二及LD性能测试模块 由激光管、光探测器及外围电路构成的光发射端机和光接收端机，关键电气参 数都可调节。可传输模拟和数字信号，测试LD的P-I曲线，具有无光告警、自 动功率控制APC等功能。激光管工作波长为1310nm，频带为DC到3MHz。激光 管的输出和光探测器的输入连接至固定于底板上的法兰，方便连接其它光器件。 其中TX1310表示光发送端，RX1310表示光接收端。 1310nm光信道测试点说明：
P201：电信号输入口。电信号可以为数学信号也可以是模拟信号。电信号从该口 输入，送到光端机去进行电光转换。
TP201：经过电平调节的电信号。P201输入的电信号，实际是通过电平调节电路 后将电信号送给光端机的激光器。TP201就是经过电平调节后的电信号测试点。 P202：经过光电转换后的数字信号输出。
P205：经过光电转换后的模拟信号输出。1310nm光信道传输信号时，输入的电 信号为同一个端口P201，但是输出端口分为数字信号输出和模拟信号输出。通 过跳线K05选择输出是数字信号还是模拟信号，如果我们传输的信号是数字信 号，则KO5跳在右侧，选择数字信号输出。如果我们传输的是信号是模拟信号， 则K05跳在左侧，选择模拟信号输出。这点需要注意，如果选择不对，则输出端 口检测不到信号。
W201：输入电平调节电位器。
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W202：激光器电流调节电位器。
W203：输出信号幅度调节电位器。如果输出的信号幅度过大或者过小，通过该电 位器可以进行调节。 V201：视频输入,如果实验系统选配了摄像头，则摄像头的视频输出和该口相连 接，就可以通过光纤传输视频信号。
V202：视频输出，经过光纤传输后的视频信号从该口输出，如果实验系统配置了 监视器，可以看到摄像头拍摄到的视频信号。
GX201：激光器，为光发射器，其波长为1310nm。内有光探测器，可用手搭建A PC电路实现自动光功率控制。
GX202：光探测器，为光接收器，可接收发端发出的1310nm波长的光。
D201：无光告警（发光二极管），当激光器无光或光比较微弱时，该发光二极管 点亮。
TP202.TP203：为激光器电流测量点，在测量激光器电流时，须将K02短路器拔 掉，不测电流时必须插上。
K01：APC检测开关，用于检测自动光功率控制（APC）时，改变激光器的电流， K01短路器拔掉时激光器电流减小，K01短路器插上时激光器电流增大。
K03为自动光功率控制开关，短路器插入左侧时，实现自动光功率控制（APC）， 插入右侧时，不能进行自动光功率控制。
K05为模、数控制开关，短路器插入右侧时，选择数字信号输出，插入左侧时， 选择模拟信号输出。
3．LED+多模光纤传输扩展模块 由发光二极管、光检测器及外围电路构成的光发射端机和光接收端机，关键电 气参数都可调节。可传输模拟和数字信号，测试LED的P-I曲线，具有视频图 像传输等功能。发光二极管发光波长为850nm，频带为DC到1GHZ。本模块为选配。 （三） 管理控制模块
1.中央处理器模块
此模块主要由STM32编程实现。完成整个实验系统的控制协调功能，如测量信号 的输入、输出控制、功能选择、工作状态检测等。 2.液晶显示模块
此模块是具有触屏功能的液晶显示模块，主要完成实验类型的显示和选择，信号
源种类的选择和频率调节，误码测试仪的配置和显示等功能。
3.键盘模块
此模块主要配合液晶显示模块工作，和触摸屏上功能按钮对应，选择相应的实验
类型。
（四） 电源供给模块
由开关电源给本实验箱提供+12V、+5V（VCC)、-12V、-48V直流电源。-5V、-24 V、+3.3V电源则由相应的稳压片转换得到。电源供给模块部分3个LED指示灯分 别对应+12V、+5V、-12V三组电源的指示，同时系统提供+5V(VCC)电源输出。
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