计算机串口数据光纤传输实验

计算机串口数据光纤传输实验

一 实验目的
      1 了解计算机串口（RS232）接口信号
      2  实现两台主机之间的串口数据的光纤传输

二 实验原理及框图
      随着计算机网络的迅速发展，数据传输的业务量已经接近于传统的语音与图像传输。计算机是该网络中一种重要的信息终端，每台主机都通过各种接口与外界进行信息的交流。计算机对外的接口中按照传输方式来分，不外乎串行通信接口和并行通信接口两种。串行通信是在单根导线上将二进制数一位一位地顺序传送。它与并行通信相比，虽然速度低，但对远距离传送来说，可节省大量的线路成本。如串口（RS232）、网络接口（RJ45）和通用串行总线（USB）等都是采用串行通信方式的接口。串行通信适合远距离数据传输，如果能将接口信号引上光路，那么可以进一步增大传输的距离。本实验系统中将实现RS232接口转光接口的实验。

    为了使两个计算机之间的通信电路都是数字传输，下面介绍一种使计算机中串口信号直接上光纤，从而进行远距离数字基带传输的具体实现方案。如图16.1所示，图中各信号含义为：
TXD，RXD：分别为发送数据和接收数据线。TXD即是计算机/终端的输出，又是调制解调器MODEM的输入；对RXD而言，则正好相反。
RTS，CTS：其中RTS为请求发送，而CTS为清除发送，它们涉及半双工通信。当有字符发送时，终端用RTS信号通知MODEM，当MODEM可以接收DTE的数据而向传输线发送时就用CTS信号应答终端，此时发送才可开始。当进行全双工通信时，RTS和CTS线应保持恒定的接通电平。
DTR：数据终端准备好。通常当终端/计算机一加电，该信号就有效，表明终端/计算机可用。

DSR：数据（通信）装置准备好。通常表示调制解调器MODEM已连到通信线路上，而且不是处于测试方式或断开状态。
DCD：载波检测。当远程调制解调器接收到正确的载波信号时，调制解调器向DTE发信号。DTE和MODEM在传送数据之前需要先收到DCD信号，在传输过程中DCD信号也应保持接通不变。
由于串口输出信号为RS232电平，而进入光发送模块所需的电平为TTL，因此需要进行电平转换。本方案采用的电平转换器件是MAX232CPE，它既可以用于将TTL电平转换成RS232电平，又可以用于将RS232电平转换成TTL电平。经过电平转换后的信号可以直接由光发送模块送上光路。串口中，TXD和RXD是分开的，即采用单工传送方式，所以本方案中，用两对光收发模块来实现主机与终端间串行数据的传输。对于其它与建立连接有关的状态信号，则采用本端环回的措施以“欺骗”主机或外设：连接已经建立。

三 实验步骤
Ⅰ型：
1 搭建电路
① 分别将串行接口电路及数字光收发模块的电源（VCC）、地（GND）连接好。
     ② 用连接线将两台计算机和实验平台上的XS501和XS502连接好。
     ③ 用连接线连接TK502与TK601，TK615与TK617，TK619与TK621，TK623与TK503；TK504与TK501，将开关KS601置数字光源驱动选通状态（即抬起状态）。
2 打开两台计算机中的串口通信程序相互发送数据，调节可变电阻                                                                                                                RP601、RP607、RP608、RP605、RP606，至两接收窗口中接收到数据（注意TP612、TP613处的直流电位应该在1.6-1.8V附近）。
     3 测试数据
     ① 在串口通信程序发送窗口（甲）中输入一串字符，调节可变电阻RP608的同时观察对方接收情况。
     ② 改变数据发送速率观察数据接收情况，思考发生误码的原因。
Ⅱ型：
1 搭建电路
① 分别将串行接口电路及数字光收发模块（甲、乙）的电源（VCC）、地（GND）连接好。
     ② 用连接线将两台计算机和实验平台上的XS501和XS502连接好。
           ③ 用连接线连接TK502与TK601，TK615与TK617，TK619与TK621，TK623与TK503；TK504与TK612，TK613与TK501，将开关KS601置数字光源驱动选通状态（即抬起状态）。
2 打开两台计算机中的串口通信程序相互发送数据，调节可变电阻                                                                                                                        RP601、RP607、RP608、RP605、RP606，至两接收窗口中接收到数据（注意TP612、TP613的直流电位应该在1.6-1.8V附近）。
     3 测试数据
     ① 在串口通信程序发送窗口（甲）中输入一串字符，调节可变电阻的同时观察对方接收情况。
     ② 改变数据发送速率观察数据接收情况，思考发生误码的原因。