光纤通信仿真实验

1、实验一光通讯系统WDM系统设计一. 实验目的1. 了解光通讯系统 WDM 系统的组成；2. 学会掌握使用 optisystem 仿真软件；二. 实验原理（1）WDM 系统的基本构成WDM 系统的基本构成主要分双纤单向传输和单纤双向传输两种方式。单向 WDM 是指所有光通路同时在一根光纤上沿同一方向传送，在发送端将载有各种 信息的具有不同波长的已调光信号通过光延长用器组合在一起，并在一根光纤 中单向传输，由于各信号是通过不同波长的光携带的，所以彼此间不会混淆， 在接收端通过光的复用器将不同波长的光信号分开，完成多路光信号的传输， 而反方向则通过另一根光纤传送。双向 WDM 是指光通路在一要光纤上

2、同时向 两个不同的方向传输，所用的波长相互分开，以实现彼此双方全双工的通信联 络。（2）双纤单向 WDM 系统的组成以双纤单向WDM系统为例，一般而言，WDM系统主要由以下5部分组成： 光发射机、光中继放大器、光接收机、光监控信道和网络管理系统。1. 光发射机光发射机是 WDM 系统的核心，除了对 WDM 系统中发射激光器的中心波 长有特殊的要求外，还应根据 WDM 系统的不同应用（主要是传输光纤的类型 和传输距离）来选择具有一定色度色散容量的发射机。在发送端首先将来自终 端设备输出的光信号利用光转发器把非特定波长的光信号转换成具有稳定的特 定波长的信号，再利用合波器合成多通路光信号，通过光功

3、率放大器（ BA）放 大输出。光中继放大器经过长距离( 80120km )光纤传输后，需要对光信号进行光中继放大， 目前使用的光放大器多数为掺铒光纤光放大器(EDFA)。在WDM系统中必须 采用增益平坦技术，使EDFA对不同波长的光信号具有相同的放大增益，并保 证光信道的增益竞争不影响传输性能。2. 光接收机在接收端，光前置放大器(PA)放大经传输而衰减的主信道信号，采用分 波器从主信道光信号中分出特定波长的光信道，接收机不但要满足对光信号灵 敏度、过载功率等参数的要求，还要能承受一定光噪声的信号，要有足够的电 带宽性能。3. 光监控信道 光监控信道的主要功能是监控系统内各信道的传输情况。在发

4、送端插入本节点产生的波长为 曲(155Onm )的光监控信号，与主信道的光信号合波输出。 在接收端，将接收到的光信号分波，分别输出尼(1550nm )波长的光监控信号和业务信道光信号。帧同步字节、公务字节和网管使用的开销字节都是通过光 监控信道来传递的。4. 网络管理系统网络管理系统通过光监控信道传送开销字节到其他节点或接收来自其他 节点的开销字节对 WDM 系统进行管理，实现配置管理、故障管理、性能管理、 安全管理等功能。( 3) OptiSystem 是一款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试 和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通讯 系统到LANS和MA

5、NS都使用。一个基于实际光纤通讯系统模型的系统级模拟 器， OptiSystem 具有强大的模拟环境和真实的器件和系统的分级定义。它的性 能可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展，而成为一系列广泛使用 的工具。全面的图形用户界面控制光子器件设计、器件模型和演示。巨大的有 源和无源器件的库包括实际的、波长相关的参数。参数的扫描和优化允许用户 研究特定的器件技术参数对系统性能的影响。因为是为了符合系统设计者、光 通讯工程师、研究人员和学术界的要求而设计的， OptiSystem 满足了急速发展 的光子市场对一个强有力而易于使用的光系统设计工具的需求。 优点 ?投资风 险大幅度降低，快速投入市

6、场 ?快速、低成本的原型设计 ?系统性能的全面认识经过长距离(80120km )光纤传输后，需要对光信号进行光中继放大， 目前使用的光放大器多数为掺餌光纤光放大器(EDFA) o在WDM系统中必须 采用增益平坦技术，使EDFA对不同波长的光信号具有相同的放大增益，并保 证光信道的增益竞争不影响传输性能。3. 光接收机在接收端，光前置放大器(PA)放大经传输而衰减的主信道信号，采用分 波器从主信道光信号中分出特定波长的光信道，接收机不但要满足对光信号灵 敏度、过载功率等参数的要求，还要能承受一定光噪声的信号，要有足够的电 带宽性能。4. 光监控信道光监控信道的主要功能是监控系统内各信道的传输情况

7、。在发送端插入本 节点产生的波长为2s (1550nm )的光监控信号，与主信道的光信号合波输出。 在接收端，将接收到的光信号分波，分别输出 2s (1550nm )波长的光监控信号 和业务信道光信号。帧同步字节、公务字节和网管使用的开销字节都是通过光 监控信道来传递的。5. 网络管理系统网络管理系统通过光监控信道传送开销字节到其他节点或接收来自其他 节点的开销字节对 WDM系统进行管理，实现配置管理、故障管理、性能管理、 安全管理等功能。(3) OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试 和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通讯 系统到L

8、ANS和MANS都使用。一个基于实际光纤通讯系统模型的系统级模拟 器，OptiSystem具有强大的模拟环境和真实的器件和系统的分级定义。它的性 能可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展，而成为一系列广泛使用 的工具。全面的图形用户界面控制光子器件设计、器件模型和演示。巨大的有 源和无源器件的库包括实际的、波长相关的参数。参数的扫描和优化允许用户 研究特定的器件技术参数对系统性能的影响。因为是为了符合系统设计者、光 通讯工程师、研究人员和学术界的要求而设计的，OptiSystem满足了急速发展的光子市场对一个强有力而易于使用的光系统设计工具的需求。优点？投资风险大幅度降低，快速投入市场

9、？快速、低成本的原型设计？系统性能的全面认识经过长距离(80120km )光纤传输后，需要对光信号进行光中继放大， 目前使用的光放大器多数为掺餌光纤光放大器(EDFA) o在WDM系统中必须 采用增益平坦技术，使EDFA对不同波长的光信号具有相同的放大增益，并保 证光信道的增益竞争不影响传输性能。3. 光接收机在接收端，光前置放大器(PA)放大经传输而衰减的主信道信号，采用分 波器从主信道光信号中分出特定波长的光信道，接收机不但要满足对光信号灵 敏度、过载功率等参数的要求，还要能承受一定光噪声的信号，要有足够的电 带宽性能。4. 光监控信道光监控信道的主要功能是监控系统内各信道的传输情况。在发

10、送端插入本 节点产生的波长为2s (1550nm )的光监控信号，与主信道的光信号合波输出。 在接收端，将接收到的光信号分波，分别输出 2s (1550nm )波长的光监控信号 和业务信道光信号。帧同步字节、公务字节和网管使用的开销字节都是通过光 监控信道来传递的。5. 网络管理系统网络管理系统通过光监控信道传送开销字节到其他节点或接收来自其他 节点的开销字节对 WDM系统进行管理，实现配置管理、故障管理、性能管理、 安全管理等功能。(3) OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试 和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通讯 系统到LANS

11、和MANS都使用。一个基于实际光纤通讯系统模型的系统级模拟 器，OptiSystem具有强大的模拟环境和真实的器件和系统的分级定义。它的性 能可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展，而成为一系列广泛使用 的工具。全面的图形用户界面控制光子器件设计、器件模型和演示。巨大的有 源和无源器件的库包括实际的、波长相关的参数。参数的扫描和优化允许用户 研究特定的器件技术参数对系统性能的影响。因为是为了符合系统设计者、光 通讯工程师、研究人员和学术界的要求而设计的，OptiSystem满足了急速发展的光子市场对一个强有力而易于使用的光系统设计工具的需求。优点？投资风险大幅度降低，快速投入市场 ？快速

12、、低成本的原型设计？系统性能的全面认识经过长距离(80120km )光纤传输后，需要对光信号进行光中继放大， 目前使用的光放大器多数为掺餌光纤光放大器(EDFA) o在WDM系统中必须 采用增益平坦技术，使EDFA对不同波长的光信号具有相同的放大增益，并保 证光信道的增益竞争不影响传输性能。3. 光接收机在接收端，光前置放大器(PA)放大经传输而衰减的主信道信号，采用分 波器从主信道光信号中分出特定波长的光信道，接收机不但要满足对光信号灵 敏度、过载功率等参数的要求，还要能承受一定光噪声的信号，要有足够的电 带宽性能。4. 光监控信道光监控信道的主要功能是监控系统内各信道的传输情况。在发送端插

13、入本 节点产生的波长为2s (1550nm )的光监控信号，与主信道的光信号合波输出。 在接收端，将接收到的光信号分波，分别输出 2s (1550nm )波长的光监控信号 和业务信道光信号。帧同步字节、公务字节和网管使用的开销字节都是通过光 监控信道来传递的。5. 网络管理系统网络管理系统通过光监控信道传送开销字节到其他节点或接收来自其他 节点的开销字节对 WDM系统进行管理，实现配置管理、故障管理、性能管理、 安全管理等功能。(3) OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试 和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通讯 系统到LANS和MA

14、NS都使用。一个基于实际光纤通讯系统模型的系统级模拟 器，OptiSystem具有强大的模拟环境和真实的器件和系统的分级定义。它的性 能可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展，而成为一系列广泛使用 的工具。全面的图形用户界面控制光子器件设计、器件模型和演示。巨大的有 源和无源器件的库包括实际的、波长相关的参数。参数的扫描和优化允许用户 研究特定的器件技术参数对系统性能的影响。因为是为了符合系统设计者、光 通讯工程师、研究人员和学术界的要求而设计的，OptiSystem满足了急速发展的光子市场对一个强有力而易于使用的光系统设计工具的需求。优点？投资风险大幅度降低，快速投入市场 ？快速、低成

15、本的原型设计？系统性能的全面认识经过长距离(80120km )光纤传输后，需要对光信号进行光中继放大， 目前使用的光放大器多数为掺餌光纤光放大器(EDFA) o在WDM系统中必须 采用增益平坦技术，使EDFA对不同波长的光信号具有相同的放大增益，并保 证光信道的增益竞争不影响传输性能。3. 光接收机在接收端，光前置放大器(PA)放大经传输而衰减的主信道信号，采用分 波器从主信道光信号中分出特定波长的光信道，接收机不但要满足对光信号灵 敏度、过载功率等参数的要求，还要能承受一定光噪声的信号，要有足够的电 带宽性能。4. 光监控信道光监控信道的主要功能是监控系统内各信道的传输情况。在发送端插入本

16、节点产生的波长为2s (1550nm )的光监控信号，与主信道的光信号合波输出。 在接收端，将接收到的光信号分波，分别输出 2s (1550nm )波长的光监控信号 和业务信道光信号。帧同步字节、公务字节和网管使用的开销字节都是通过光 监控信道来传递的。5. 网络管理系统网络管理系统通过光监控信道传送开销字节到其他节点或接收来自其他 节点的开销字节对 WDM系统进行管理，实现配置管理、故障管理、性能管理、 安全管理等功能。(3) OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试 和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通讯 系统到LANS和MANS都

17、使用。一个基于实际光纤通讯系统模型的系统级模拟 器，OptiSystem具有强大的模拟环境和真实的器件和系统的分级定义。它的性 能可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展，而成为一系列广泛使用 的工具。全面的图形用户界面控制光子器件设计、器件模型和演示。巨大的有 源和无源器件的库包括实际的、波长相关的参数。参数的扫描和优化允许用户 研究特定的器件技术参数对系统性能的影响。因为是为了符合系统设计者、光 通讯工程师、研究人员和学术界的要求而设计的，OptiSystem满足了急速发展的光子市场对一个强有力而易于使用的光系统设计工具的需求。优点？投资风险大幅度降低，快速投入市场 ？快速、低成本的原

18、型设计？系统性能的全面认识经过长距离(80120km )光纤传输后，需要对光信号进行光中继放大， 目前使用的光放大器多数为掺餌光纤光放大器(EDFA) o在WDM系统中必须 采用增益平坦技术，使EDFA对不同波长的光信号具有相同的放大增益，并保 证光信道的增益竞争不影响传输性能。3. 光接收机在接收端，光前置放大器(PA)放大经传输而衰减的主信道信号，采用分 波器从主信道光信号中分出特定波长的光信道，接收机不但要满足对光信号灵 敏度、过载功率等参数的要求，还要能承受一定光噪声的信号，要有足够的电 带宽性能。4. 光监控信道光监控信道的主要功能是监控系统内各信道的传输情况。在发送端插入本 节点产

19、生的波长为2s (1550nm )的光监控信号，与主信道的光信号合波输出。 在接收端，将接收到的光信号分波，分别输出 2s (1550nm )波长的光监控信号 和业务信道光信号。帧同步字节、公务字节和网管使用的开销字节都是通过光 监控信道来传递的。5. 网络管理系统网络管理系统通过光监控信道传送开销字节到其他节点或接收来自其他 节点的开销字节对 WDM系统进行管理，实现配置管理、故障管理、性能管理、 安全管理等功能。(3) OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试 和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通讯 系统到LANS和MANS都使用。

20、一个基于实际光纤通讯系统模型的系统级模拟 器，OptiSystem具有强大的模拟环境和真实的器件和系统的分级定义。它的性 能可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展，而成为一系列广泛使用 的工具。全面的图形用户界面控制光子器件设计、器件模型和演示。巨大的有 源和无源器件的库包括实际的、波长相关的参数。参数的扫描和优化允许用户 研究特定的器件技术参数对系统性能的影响。因为是为了符合系统设计者、光 通讯工程师、研究人员和学术界的要求而设计的，OptiSystem满足了急速发展的光子市场对一个强有力而易于使用的光系统设计工具的需求。优点？投资风险大幅度降低，快速投入市场 ？快速、低成本的原型设计

21、？系统性能的全面认识经过长距离(80120km )光纤传输后，需要对光信号进行光中继放大， 目前使用的光放大器多数为掺餌光纤光放大器(EDFA) o在WDM系统中必须 采用增益平坦技术，使EDFA对不同波长的光信号具有相同的放大增益，并保 证光信道的增益竞争不影响传输性能。3. 光接收机在接收端，光前置放大器(PA)放大经传输而衰减的主信道信号，采用分 波器从主信道光信号中分出特定波长的光信道，接收机不但要满足对光信号灵 敏度、过载功率等参数的要求，还要能承受一定光噪声的信号，要有足够的电 带宽性能。4. 光监控信道光监控信道的主要功能是监控系统内各信道的传输情况。在发送端插入本 节点产生的波

22、长为2s (1550nm )的光监控信号，与主信道的光信号合波输出。 在接收端，将接收到的光信号分波，分别输出 2s (1550nm )波长的光监控信号 和业务信道光信号。帧同步字节、公务字节和网管使用的开销字节都是通过光 监控信道来传递的。5. 网络管理系统网络管理系统通过光监控信道传送开销字节到其他节点或接收来自其他 节点的开销字节对 WDM系统进行管理，实现配置管理、故障管理、性能管理、 安全管理等功能。(3) OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试 和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通讯 系统到LANS和MANS都使用。一个基

23、于实际光纤通讯系统模型的系统级模拟 器，OptiSystem具有强大的模拟环境和真实的器件和系统的分级定义。它的性 能可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展，而成为一系列广泛使用 的工具。全面的图形用户界面控制光子器件设计、器件模型和演示。巨大的有 源和无源器件的库包括实际的、波长相关的参数。参数的扫描和优化允许用户 研究特定的器件技术参数对系统性能的影响。因为是为了符合系统设计者、光 通讯工程师、研究人员和学术界的要求而设计的，OptiSystem满足了急速发展的光子市场对一个强有力而易于使用的光系统设计工具的需求。优点？投资风险大幅度降低，快速投入市场 ？快速、低成本的原型设计？系统

24、性能的全面认识经过长距离(80120km )光纤传输后，需要对光信号进行光中继放大， 目前使用的光放大器多数为掺餌光纤光放大器(EDFA) o在WDM系统中必须 采用增益平坦技术，使EDFA对不同波长的光信号具有相同的放大增益，并保 证光信道的增益竞争不影响传输性能。3. 光接收机在接收端，光前置放大器(PA)放大经传输而衰减的主信道信号，采用分 波器从主信道光信号中分出特定波长的光信道，接收机不但要满足对光信号灵 敏度、过载功率等参数的要求，还要能承受一定光噪声的信号，要有足够的电 带宽性能。4. 光监控信道光监控信道的主要功能是监控系统内各信道的传输情况。在发送端插入本 节点产生的波长为2

25、s (1550nm )的光监控信号，与主信道的光信号合波输出。 在接收端，将接收到的光信号分波，分别输出 2s (1550nm )波长的光监控信号 和业务信道光信号。帧同步字节、公务字节和网管使用的开销字节都是通过光 监控信道来传递的。5. 网络管理系统网络管理系统通过光监控信道传送开销字节到其他节点或接收来自其他 节点的开销字节对 WDM系统进行管理，实现配置管理、故障管理、性能管理、 安全管理等功能。(3) OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试 和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通讯 系统到LANS和MANS都使用。一个基于实际

26、光纤通讯系统模型的系统级模拟 器，OptiSystem具有强大的模拟环境和真实的器件和系统的分级定义。它的性 能可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展，而成为一系列广泛使用 的工具。全面的图形用户界面控制光子器件设计、器件模型和演示。巨大的有 源和无源器件的库包括实际的、波长相关的参数。参数的扫描和优化允许用户 研究特定的器件技术参数对系统性能的影响。因为是为了符合系统设计者、光 通讯工程师、研究人员和学术界的要求而设计的，OptiSystem满足了急速发展的光子市场对一个强有力而易于使用的光系统设计工具的需求。优点？投资风险大幅度降低，快速投入市场 ？快速、低成本的原型设计？系统性能的

27、全面认识经过长距离(80120km )光纤传输后，需要对光信号进行光中继放大， 目前使用的光放大器多数为掺餌光纤光放大器(EDFA) o在WDM系统中必须 采用增益平坦技术，使EDFA对不同波长的光信号具有相同的放大增益，并保 证光信道的增益竞争不影响传输性能。3. 光接收机在接收端，光前置放大器(PA)放大经传输而衰减的主信道信号，采用分 波器从主信道光信号中分出特定波长的光信道，接收机不但要满足对光信号灵 敏度、过载功率等参数的要求，还要能承受一定光噪声的信号，要有足够的电 带宽性能。4. 光监控信道光监控信道的主要功能是监控系统内各信道的传输情况。在发送端插入本 节点产生的波长为2s (

28、1550nm )的光监控信号，与主信道的光信号合波输出。 在接收端，将接收到的光信号分波，分别输出 2s (1550nm )波长的光监控信号 和业务信道光信号。帧同步字节、公务字节和网管使用的开销字节都是通过光 监控信道来传递的。5. 网络管理系统网络管理系统通过光监控信道传送开销字节到其他节点或接收来自其他 节点的开销字节对 WDM系统进行管理，实现配置管理、故障管理、性能管理、 安全管理等功能。(3) OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试 和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通讯 系统到LANS和MANS都使用。一个基于实际光纤通讯系统模型的系统级模拟 器，OptiSystem具有强大的模拟环境和真实的器件和系统的分级定义。它的性 能可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展，而成为一系列广泛使用 的工具。全面的图形用户界面控制光子器件设计、器件模型和演示。巨大的有 源和无源器件的库包括实际的、波长相关的参数。参数的扫描和优化允许用户 研究特定的器件技术参数对系统性能的影响。因为是为了符合系统设计者、光 通讯工程师、研究人员和学术界的要求而设计的，OptiSystem满足了急速发展的光子市场对一个