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*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2015年秋季学期通信系统综合训练报告题目：3B4B线路码的电路设计班级：通信工程12级（1）班姓名：张佳鹏学号：12250125指导教师：王惠琴成绩：摘要在光纤系统通信中，数字光纤通信由于其本身的优点得到越来越广泛的应用。在数字光纤通信系统中，从电端机传输过来的电信号均要结合数字光纤通信传输的特点经过线路码型的转换。通过线路码型的转变平衡数字码流中的“0”和“1”码字，从而避免码流中出现长“0”或者长“1”的现象。在数字光纤通信系统中比较常用的线路码型就是mBnB码型，mBnB线路码型的最大优点是最大相同码元连码数少、定时信息丰富、且有简单成熟的误码监测与码组同步的方法。这次设计对3B4B码进行译码的电路和VerilogHDL软件功能实现的设计。其中译码对应的编码由编码模块、缓冲模块和并/串转换模块构成。译码部分由译码模块、分频模块和串/并转换模块构成。文档着重介绍了译码的工作原理和译码的进程以及各模块的功能，并对程序和电路译码仿真，最终得出正确的结果。以实现3B4B码译码在理论上的功能实现。关键词：3B4B分频线路码目录前言...........................................................................................................................1一．线路编码............................................................................................................21.1光纤通信系统................................................................................................21.2mBnB码......................................................................................................4二．3b4b基本介绍...................................................................................................52.13b4b码原理................................................................................................52.2编译码器........................................................................................................6三．QUARTUS软件介绍...........................................................................................8四．3b4b的编码电路设计.......................................................................................94.1三分频:..........................................................................................................94.2四分频:........................................................................................................104.3伪随机码发生模块:....................................................................................114.4串并转换模块（用循环移位实现）........................................................124.5编码：.........................................................................................................134.6并串转换：..................................................................................................15五．总体电路设计..................................................................................................18总结.........................................................................................................................20致谢.........................................................................................................................21参考文献.................................................................................................................221前言在光通信中，数学发射机的功能是把电端机输出的数字基带电信号转换为光信号，并用耦合技术有效注入光纤线路，电/光转换是用承载信息的数字电信号对光源进行调制来实现。数字发射机有光源和电路两部分。光源实现电/光转换的关键器件，在很大程度上决定光发射机的性能。线路码在光通信中是非常必要，因为电端机输出的数字信号是适合电缆传输的双极性码，二光源不能发射负脉冲，所以变换为，适合于光纤传输的单极性码。mBnB码是光纤通信系统中常用的码型之一,本次设计了一种简单实用的3B4B编码方法,并提出了用Altera开发系统的硬件描述语言VHDL实现全数字3B4B编译码电路的设计思想和方法,最后给出了波形仿真结果。本文给出了针对该编码方法的除数字锁相环之外的一种简单方便的VHDL语言设计方法。2一．线路编码1.1光纤通信系统光纤通信是以光导纤维为传输介质的通信方式。光纤通信优点：传输频带极宽，通信容量很大传输衰减小，距离远信号串扰小，传输质量高，抗电磁干扰，保密性好光纤尺寸小，重量轻，便于运输和敷设，耐化学腐蚀，适用于特殊环境，原材料资源丰富,节约有色金属。光纤通信缺点：光纤弯曲半径不宜过小，光纤的切断和连接操作技术要求较高，分路、耦合操作繁琐。最基本的光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。其中数据源包括所有的信号源，它们是话音、图像、数据等业务经过信源编码所得到的信号；光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，先后用过的光波窗口有0.85、1.31和1.55。光学信道包括最基本的光纤，还有中继放大器EDFA等；而光学接收机则接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图像、数据等信息。通信传输网常用的物理媒体——光纤、微波、电缆以光纤为通信载体，可提供高速往外通道的光纤传输网已成为目前通信传输网的主要部分。一个基本的光纤通信系统由三大部分构成：光发射设备、光纤光缆、光接收设备。（1）光发信机光发信机是实现电/光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。电端机就是常规的电子通信设备。（2）光收信机光收信机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后，再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电端机去。（3）光纤或光缆光纤或光缆构成光的传输通路。其功能是将发信端发出的已调光信号，经过光纤或光缆的远距离传输后，耦合到收信端的光检测器上去，完成传送信息任务。（4）中继器中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；另一个是对波形失真的脉冲进行整形。3（5）光纤连接器、耦合器等无源器件由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的（如1Km)。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是，光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。在光纤通信系统中，从电端机输出的是适合于电缆传输的双极性码。光源不可能发射负光脉冲，因此必须进行码型变换，以适合于数字光纤通信系统传输的要求。数字光纤通信系统普遍采用二进制二电平码，即“有光脉冲”表示“１”码，“无光脉冲”表示“0”码。数字光纤通信系统对线路码型的主要要求是保证传输的透明性，具体要求有：(1)能限制信号带宽，减小功率谱中的高低频分量。这样就可以减小基线漂移、提高输出功率的稳定性和减小码间干扰，有利于提高光接收机的灵敏度。(2)能给光接收机提供足够的定时信息。因而应尽可能减少连“１”码和连“0”码的数目，使“1”码和“0”码的分布均匀，保证定时信息丰富。(3)能提供一定的冗余码，用于平衡码流、误码监测和公务通信。但对高速光纤通信系统，应适当减少冗余码，以免占用过大的带宽。为了保证传输的透明性，在系统光发射机的调制器前，需要附加一个扰码器，将原始的二进制码序列加以变换，使其接近于随机序列。相应地，在光接收机的判决器之后，附加一个解扰器，以恢复原始序列。扰码与解扰可由反馈移位寄存器和对应的前馈移位寄存器实现。因为扰码不能完全满足光纤通信对线路码型的要求，所以许多光纤通信设备除采用扰码外还采用其它类型的线路编码。输入电信号光信号输出图1光发送机的线路编码电路输入接口线路编码调制电路光源控制电路41.2mBnB码mBnB码是把输入的二进制原始码流进行分组，每组有m个二进制码，记为mB，称为一个码字，然后把一个码字变换为n个二进制码，记为nB，并在同一个时隙内输出。这种码型是把mB变换为nB，所以称为mBnB码，其中m和n都是正整数，nm，一般选取n=m+1。mBnB码有1B2B、3B4B、5B6B、8B9B、17B18B等等。最简单的mBnB码是1B2B码，即曼彻斯特码，这就是把原码的“0”变换为“01”，把“1”变换为“10”。因此最大的连“0”和连“１”的数目不会超过两个，例如1001和0110。但是在相同时隙内，传输1比特变为传输2比特，码速提高了1倍。mBnB码分类首先介绍字不均等值d的概念：d是nB码组的单个码字中将“0’’作为-1，“1”作为+1计算出的代数和（有些文献称之为字数和WDS）。满足1＜m＜n的mBnB码有许多种，按字不均等值分类，有三种情况：（1）零不均等性：符合零不均等性的码又叫均等mBnB码（n≥m＋2），其码组内的“0’’和“1”个数相等，可见只有为偶数时，才能编出d＝0的均等码，例如6B8B码，6比特码字的数目为26＝64，8比特码字中