WDM系统设计--眼图

1、职业技术学院课程设计本科生课程设计题目 光通讯系统WDM系统设计 学生姓名 杨 佳 指导教师 赵华 所在学院 职业技术学院 专业（系） 电子系 班级（级） 通信工程一班 完成日期 2016 年 12 月 15 日光通讯系统WDM系统设计3第一章 绪论51.1WDM光传输系统的研究现状及发展前途51.2应用的软件及实验目的5第二章 实验原理6第三章 设计过程73.1设置全局参数73.2发射器的建立及测试73.3使用fiber加上EDFA阶段93.4连接Loop Contral93.5设置循环次数93.6获取解多任务器的结果93.7接收机的的建立103.8误码率分析仪的建立及误码分析10第四章 收

2、获与体会1212光通讯系统WDM系统设计摘要 随着公用通信网及国际互联网的飞速发展,人们对宽带通信提出了前所未有的要求,一些原有的通信技术如时分复用(TDM)已不能满足宽带通信的要求。在这种情况下,密集波分复用(DWDM)作为一种新兴的通信技术即应运而生。WDM是指密集波分复用（Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM）是一项用来在现有的光纤骨干网上提高带宽的激光技术。该技术是在一根指定的光纤中多路复用单个光纤载波的紧密光谱间距，来达到需要的传输性能。它可以在给定的信息传输容量下减少所需要的光纤的总数量。密集波分复用技术(DWDM)可以承载8160

3、个波长，而且随着DWDM技术的不断发展，其分波波数的上限值仍在不断地增长，主要应用于长距离传输系统。在所有的DWDM系统中都需要色散补偿技术(克服多波长系统中的非线性失真四波混频现象)。在16波DWDM系统中，一般采用常规色散补偿光纤来进行补偿，而在40波DWDM系统中，必须采用色散斜率补偿光纤补偿。DWDM能够在同一根光纤中把不同的波长同时进行组合和传输，为了保证有效传输，一根光纤转换为多根虚拟光纤。目前，采用DWDM技术，单根光纤可以传输的数据流量高达400Gbit/s。本文主要是通过建立和仿真一个八信道的光通讯系统来了解如何复用、解复用以及分析误码率。通过实验探究和了解WDM发展史，增加

4、知识储备，在此过程中发现不足之处并及时改正。关键字 WDM 色散补偿技术 复用 解复用 误码率分析WDM optical communication system designAbstract Along with common user network and internet's swift development，The people set the unprecedented request to the wideband communication，Some original communication，such as the time division multiplyin

5、g(TDM) and so on have not been able to satisfy the wideband communication the request. In this case, the Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) takes one kind of emerging communication namely to arise at the historic moment. WDM refers to the DWDM （Dense Wavelength Division Multiplexing, DWDM

6、) is a laser technology which used in existing backbone fiber network and improving the bandwidth. The technology is in a specified fiber multiplex closely spectrum of a single optical carrier spacing, to achieve the required transmission performance, under the given information transmission capacit

7、y can reduce the total number of the optical fiber you need. Dense wavelength division multiplexing (DWDM) can carry 8 160 wavelengths, and with the continuous development of DWDM technology, the upper limit of the number of points bobo still in constant growth, mainly used in long distance transmis

8、sion system. In all of the DWDM system requires the dispersion compensation technology (overcome nonlinear distortion in wavelength multiplexing system - four wave mixing phenomenon). In the wave of DWDM system, generally the conventional dispersion compensation fiber for compensation, and in 40 wav

9、e of DWDM systems, optical fiber dispersion slope compensation must be used. DWDM can put different wavelengths in the same optical fibers are combined and transmission at the same time, in order to ensure the effective transmission, a single fiber transformation virtual optical fiber. At present, t

10、he DWDM technology, single fiber can transmit data traffic is as high as 400 G bit/s. This paper mainly through the establishment and simulation of an 8 channel optical communication system to get to know how to reuse, reuse and analyzing bit error rate. Through experimental study and know the devel

11、opment of WDM, increase knowledge reserves, in the process found deficiencies and correct in time.key words WDM The dispersion compensation technology reuse solution reuse Ber analysis第一章 绪论1.1WDM光传输系统的研究现状及发展前途虽然我国开展WDM技术的研究起步比较晚，但如今我国的WDM光传输系统体系及其相关技术已经十分成熟。由于光纤放大器技术的横空出世，使WDM光传输系统超长距离传输成为了可能，所以该技

12、术如今被广泛的应用。WDM光传输技术其实就是一种用在光域上的复用技术，通过该门技术可以形成一个叫做全光网的光层网络，该网络是光纤通讯的顶级阶段的一种体现。未来的趋势将是构建一个光层网络层，该光网络是以光交叉连接的方式把WDM和OXC整合，以该门技术为基础的话就可以实现用全光网络让一个用户端和另一个用户端进行通信连接，不仅如此，运用该门技术还何以突破仅仅用全光网消除光电转换的瓶颈。如今点到点的运作方式是WDM光通信技术进行运作的基本方式,但这只是全光网技术通信的第一步，虽然比较重要，但还不是很完善，仍有很多缺点，但即使如此该门技术的应用与实践对于全光网未来的发展来说，也是起到至关重要的作用。所以

13、WDM光传输系统技术的研究现状是可观的，未来的发展也是十分广阔而不可估量的。该门技术的进一步研究发展将会为未来光传输系统体制带来质的飞跃。1.2应用的软件及实验目的OptiSystem这个通信系统模拟软件是一个功能强大且十分好入门操作的一款软件，应用该门软件可以实现对各种光纤通信技术有关的设计、测试和优化。OptiSystem 仿真软件自带许多光纤通信系统的器件模型，可以以这些模型为参考基础，运用图形用户界面控制光子器件进行进一步的设计、升级和仿真演示。首先我们了解了数字光纤通信系统的结构，了解WDM光纤通信系统的基本原理、基本构成及其在光纤通信中的应用。第一次使用Optisystem软件，首

14、先熟悉实验环境，练习使用元件库中的常用元件组建光纤通信系统并进行仿真，之后利用优化功能计算光纤通信系统的各项性能参数来进行分析。第二章 实验原理波分复用（WDM）技术，就是为了充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源，根据每一信道光波的波长(或频率)不同，可以将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端利用波分复用器(合波器)，将不同波长的信号光载波合并起来，送入一根光纤中进行传输；在接收端再由另一波分复用器(分波器)，将这些不同波长承载不同信号的光载波分开，实现一根光纤中同时传输几个不同波长的光信号。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立的，不考虑光纤非线性时从而在

15、一根光纤中可实现多路光纤信号的复用传输，以增加光纤传输系统的信息容量。波分复用系统原理图如图2-1所示。图2-1 波分复用系统原理图第三章 设计过程3.1设置全局参数Bit rate：2500000000 bitssSequence length：128bitsTime window：5.12e-0083.2发射器的建立及测试3.2.1 建立使用外部调变激光的发射器3.2.2 选择4个外调激光组件3.2.3 复制选择的组件，然后粘贴，一共建立8组发射器3.2.4 从组件库中选择Default > WDM Multiplexers Library > Multiplexers3.2.

16、5 把WDM Mux8X1拖曳到Main layout3.2.6 连接Mach-Zehnder Modulator的输出端到WDM Mux8X1的输入端3.2.7 连接Mach-Zehnder Modulator的输出端到WDM Mux8X1的输入端3.2.8 从组件库中选择Default > Visualizer Library > Optical3.2.9把Optical spectrum analyzer拖曳到Main layout3.2.10把WDM Analyzer拖曳到Main layout3.2.11 把Optical spectrum analyzer的输入端和WD

17、M Analyzer输入端相连到WDM Mux的输出端3.2.12执行模拟：点击calculate 按钮，点击 Run 按钮3.2.13 双击Optical spectrum analyzer来观看图形，该图形显示8个同间距的信道信号。3.2.14双击WDM Analyzer来观看图形，该图形显示8个同间距的信道的数据结果。测试电路如图3-1所示，测试结果如图3-2所示。图3-1 测试电路图3-2 测试结果3.3使用fiber加上EDFA阶段3.3.1 从组件库中选择Default >Optical Fibers Library3.3.2 把Optical Fiber 拖曳到Main l

18、ayout3.3.3 从组件库中选择Default > Amplifiers Library > Optical > EDFA 3.3.4 把EDFA Ideal拖曳到Main layout3.3.5 把EDFA参数中的Optical Mode改成Power Control3.3.6 把Optical Fiber 输出端和EDFA Ideal输入端相连3.4连接Loop Contral3.4.1 从组件库中选择Default > Tools library3.4.2 把Loop control拖曳到Main layout3.4.3 把WDM Mux8X1输出端连到Loo

19、p control输入端3.4.4 把Optical Fiber的输入连到Loop control的第一个输出端3.4.5 把EDFA Ideal输出端连到Loop control第二个输入端，并把Optical Fiber的输出端连接到EDFA Ideal的输入端3.5设置循环次数3.5.1 设定循环次数为3次3.5.2 从组件库中选择Default >Optical Fibers Library3.5.3 把Optical Fiber 拖曳到Main layout3.5.4 设定光纤Length为100km3.5.5 从组件库中选择Default > WDM Multiplex

20、ers Library > Demultiplexers 3.5.6 把Loop control输出端连到WDM DeMux8X1输入端3.6获取解多任务器的结果3.6.1 从组件库中选择Default > Visualizer Library > Optical3.6.2 把Optical spectrum analyzer拖曳到Main layout3.6.3 把Optical time domain visualizer拖曳到Main layout3.6.4 把WDM Analyzer拖曳到Main layout3.6.5 把每个观测的输入端连到WDM DeMux8X1

21、的第一个输出端3.6.6 执行模拟：点击calculate 按钮，点击 Run 按钮解多任务器的电路如图3-3所示，解多任务器的结果如图3-4所示。图3-3 解多任务器的电路图3-4 解多任务器的结果3.7接收机的的建立3.7.1 从组件库中，选择Default > Receivers Library > Photodetectors。3.7.2 把Photodetector PIN拖曳到Main layout。3.7.3 设定Thermal Noise为10e-21。3.7.4 从组件库中，选择Default > Filters Library > Electrica

22、l。3.7.5 把 Low Pass Bassel Filter拖曳到Main layout。3.7.6 把WDM DeMux8X1的第一个输出端连到Photodetector PIN的输入端。3.7.7 把Photodetector PIN的输入端连到Low Pass Bassel Filter输入端。3.7.8 单击OK返回Main layout。3.8误码率分析仪的建立及误码分析3.8.1 从组件库中，选择Default >Visualizer Library>Electrical3.8.2 把BER Analyer拖拽到Main Layout3.8.3 把Pseudo-Random Bit Sequence Generator的输出端连到BER Analyer的第一个输入端3.8.4 把NRZ Pulse Generator的输出端连到BER Analyer