[發(fā)明專利]一種波分復用數(shù)字通信實驗教學系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN103873182A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 崔虎;吳銳歡
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H04J14/02
• 分類號: H04J14/02;H04B10/25;G09B23/18;G09B23/22
• 代理公司: 北京市盈科律師事務所 11344
• 代理人: 馬麗麗

技術領域

本發(fā)明涉及一種波分復用數(shù)字通信實驗教學系統(tǒng)，特別是一種適用于高等院校通信類專業(yè)使用的基于全非編程芯片的實驗教學系統(tǒng)。

背景技術

隨著通信技術的迅猛發(fā)展以及社會需求的日益增長，信息化已經(jīng)在我們的生活中扮演著不可替代的角色。然而，信息化的完全普及依舊有很長的路需要走。因此，亟需培養(yǎng)一批具有創(chuàng)新精神和較強實踐能力的人才，來支撐國家信息化的進一步普及，而這正是高等教育肩負的歷史使命。

通信原理、光纖通信等課程是高等院校通信及電子信息類專業(yè)的重要的專業(yè)課，具理論性強、概念抽象、知識面廣、實踐性強等特點，其中很多的理論知識和技能必須在實踐中才能得到掌握和提高。實驗教學課就成為輔助這些課程理論學習的重要工具。學生通過實驗，不僅可以加深對理論知識的理解，還有利于提高學生的動手實踐能力，學以致用。為此，國家對通信類實驗課程十分重視，各高校也因此開設了大量的實驗課程，也配備了相應的實驗儀器和設備。

目前各高校主要是圍繞各廠家提供的實驗箱開設實驗，但是，當前市面上的實驗箱存在一系列的問題。一方面，此類實驗箱的核心處理器都是編程芯片或者高集成度通信芯片，如FPGA或者單片機等可編程芯片，這些芯片不僅成本高，而且后期維護困難。另一方面，這種實驗箱電路結構相對固定，多數(shù)實驗的實驗方法只需作導線連接和可變電阻器阻值的調節(jié)，主要是驗證性觀察測量，不能讓學生清晰直觀地理解數(shù)據(jù)地傳輸?shù)冗^程，導致實驗教學與實際應用的脫節(jié)；更不能讓學生以系統(tǒng)的規(guī)模來進行設計性、綜合性實驗，學生獨立思考、自主設計的空間較少，使其得不到創(chuàng)新性、開發(fā)性教育，難以達到理想的教學效果。

有一種解決上述問題的方法是采用全非編程芯片來設計數(shù)字信號光纖傳輸實驗教學系統(tǒng)，這類實驗教學系統(tǒng)可以使各部分電路功能明確和易于更換，適合用于實驗教學演示，能讓更直觀地理解數(shù)據(jù)如何編碼、調制、傳輸、解調、解碼等過程，具有較強的應用價值。但是這種采用全非編程芯片設計的數(shù)字信號光纖傳輸實驗教學系統(tǒng)，至今未見報道，具體的實驗系統(tǒng)更是空缺。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種波分復用數(shù)字通信實驗教學系統(tǒng)及方法，使之能夠完成對模擬信號進行脈碼調制、群同步碼組的產(chǎn)生及將所產(chǎn)生的群同步碼組插入到每幀數(shù)據(jù)的幀頭、CMI編碼及解碼、群同步及數(shù)據(jù)分組、脈碼解調等，讓學生把原理和實踐聯(lián)系起來，直觀地理解整個數(shù)據(jù)通信過程，更好地掌握光纖通信課程相關知識，并且便于教學演示和學生操作。

為達上述目的，本發(fā)明提供了一種波分復用數(shù)字通信實驗教學系統(tǒng)，包括：

信號發(fā)送端機，對接收到的原始模擬信號進行脈碼調制、并在脈碼調制后的每組數(shù)據(jù)組前插入群同步碼組、然后對每幀數(shù)據(jù)進行CMI編碼轉換、最后將攜帶信息的第一電信號轉換為不同波長的光信號；

信號接收端機，將來自信號發(fā)送端機的不同波長的光信號轉換為電信號，并對該電信號進行脈沖整形、CMI解碼和脈碼解調，之后再對解調后的信號進行低通濾波及功率放大后，獲得與第一電信號相同的第二電信號；

第一波分復用器WDM，將來自信號發(fā)送端機的不同波長的光信號耦合進同一根光纖傳輸鏈路中同時傳輸；

第二波分復用器WDM，將來自光纖傳輸鏈路中的疊加在一起的不同波長的光信號分離開來并將分離后的不同波長的光信號傳輸給信號接收端機。

上述第一波分復用器WDM的分波端口連接到信號發(fā)送端機的發(fā)送端口，第一波分復用器WDM合波端口連接到光纖傳輸鏈路的輸入端口；

第二波分復用器WDM的合波端口連接到光纖傳輸鏈路的輸出端口，第二波分復用器WDM的分波端口連接到信號接收端機的輸入端口。

上述信號發(fā)送端機包括信號源輸入接口Signal端口、時鐘產(chǎn)生模塊、脈碼調制模塊、群同步碼組產(chǎn)生及插入模塊、CMI編碼模塊和光電轉換模塊；

所述時鐘產(chǎn)生模塊的1/2BS端口連接到脈碼調制模塊的1/2BS端口，時鐘產(chǎn)生模塊的BS端口分別連接到脈碼調制模塊、群同步碼組產(chǎn)生及插入模塊、CMI編碼模塊的BS端口，時鐘產(chǎn)生模塊的2BS端口連接到CMI?編碼模塊的2BS端口；

脈碼調制模塊的ENSAV端口連接到群同步碼組產(chǎn)生及插入模塊的ENSAV端口，脈碼調制模塊的S1端口連接到群同步碼組產(chǎn)生及插入模塊的S1端口，群同步碼組產(chǎn)生及插入模塊的S2端口連接到CMI編碼模塊的S2端口；

CMI編碼模塊的FS端口連接到電轉換模塊的FS端口。