实验十一 误码率与接收机灵敏度

1、实验十一误码率与接收机灵敏度1.实验目的掌握误码率和灵敏度的概念，了解误码率估计方法仿真模块与系统仿真系统包括NRZ光发射机、SSMF、DCF、OOK光接收机和SignalAnalyzer模块，仿真系统如图所示：实验内容与步骤1、设置SSMF光纤长度为90km,DCF模块完全补偿SSMF色散，使得系统成为功率受限传输系统。2、设置OOK光接收机中光探测类型为PIN,响应度为1A/W,IncludeShotNoise为Yes,Thermalnoise为3.0e-12A/Hz1/2，设置BER的估计方法为“Gauss（与教材上误码率计算模型抑制）。3、点击Run，系统自动增加光发射机功率，同时计算

2、接收机误码率大小，观察误码率随发射机功率的变化情况,以及接收机输出信号波形和眼图变化,记录BER=1E-9时的发射机功率大小。4、数据分析与讨论:由于实验要求DCF模块完全补偿SSMF色散，所以设置的参数如下：SSMF模块：光纤长度90Km,色散为16e-6s/m2；DCF模块：光纤长度16Km,色散为90e-6s/m2。（1）误码率和光发射机功率的关系图如下：BERvs.LaserPower-0.010.511.52.06Laser_PowrbiW通过放大可以找出误码率在1e-9时对应的光发射机功率，如下图所示：BERvs.LaserPower结论：通过第一个图可以发现，在功率受限传输系统中

3、，误码率和光发射机功率近似成指数下降的关系，光发射机功率越高，误码率越低。但是由于非线性效应的影响，光发射机功率不可能无限增大。在此系统中，BER=1e-9时，光发射机功率近似等于1.9uw。（2）光接收机输出波形和眼图的变化脚本文件如下：#startvalueforlaserpowerinWsetstartPower0.05e-3#powerdifferencebetweentwoiterationsinWsetdeltaPower0.05e-3#maximumnumberofiterationssetmaxIterations40我们设置的起始点是0.05e-3，步距是0.05e-3,最大

4、步数设置的是40。当光发射机功率为0.05e-3时，光接收机的接收波形和眼图如下：I：inputWaveiorm207o65rrrel(5ll旳C5U上tjwilj2610TimersEyeDiagramdn=oraurtdujo7-e5-100150200Timeps556当光发射机功率为（0.05e-3）*10时，光接收机的接收波形和眼图如下:当光发射机功率为（0.05e-3）*20时，光接收机的接收波形和眼图如下:InputlWaveformrnrfffluosruo匸t3LU1e_6-570-1.5e-6-2025261015Timens5EyeDiagram【TrsfflLowraz

5、utja一山44100200256Timeps当光发射机功率为（0.05e-3）*30时，光接收机的接收波形和眼图如下:Waveform2.53e-6rrrrolrc匚HS52e-6-”卜1,5e_81e-6-5e-7_已oje15510TimensEyeDiagram2026100150Timeps20044256当光发射机功率为（0.05e-3）*40时，光接收机的接收波形和眼图如下:Input1Waveformr=!nc(n20Time|ns1026EyeDiagram3e-6meltnLsBraCJuXJvLlj2e-61e-6150Timeps200256InputsWavelorm

6、rnffllffluaBrsuLliavLljrrrplraua防C5U匸tJOJLLj分析与结论：对比上面几张图很容易发现，光功率很小的时候，眼图形状杂论无章，上眼皮和下眼皮基本上都重叠在一起，反映到误码率上就是误码率特别大，波形的整体幅值都很小，由于功率小，信噪比小，受噪声的影响大，所以看起来波形很密集。随着光发射机功率的一步步提升，眼图的上下眼皮逐渐分离，体现在误码率上就是误码率逐渐减小，虽然上下眼皮都比较厚，那是因为噪声的影响，但是上下眼皮分的比较开，这也是易于判决的，在波形方面，由于功率逐渐增大，信噪比增大，波形逐渐变得清晰，整体幅值上升。5.思考题请比较分析PIN和APD接收机灵敏度的差异。答：设置PIN管的暗电流为le-9A,这是一般Si材料制作的PIN光电二极管的参数同样也设置APD光电二极管的暗电流le-9A（网上查资料一般小于这个值）。得到PIN管的误码率与光发射机功率的曲线。以误码率为le-9作为判定点，此1.06e-9g.Ue-10时，光发射机功率为l.893l6uw1.892821.89JBER5LaserPower1e-9rBER|Z=-k-_l.S93661.-89321.8934Laser_Power|jW误码率为le-9作为判定点，此时，光发射机功率为1.89314uw