光纤通信optisystem实验

1、光纤通信大作业1.选择一个你认为合适的方案供选方案：NRZ、RZ调制格式，直接调制或者外调制，APD管或者PIN管,lowpassrectangularfilter或者lowpassgaussfilter。请选择你认为实际中可实现的通信性能最好的一组方案。并给出相应的理由。答:选择NRZ调制格式，直接调制，APD管,lowpassgaussfilter。选择这个方案的理由是:为了使得整个系统得到最好的信噪比，并且保证系统误码率在可接受的范围内。具体理由分析如下：选择NRZ调制格式，因为经NRZ调制的光信号具有紧凑的频谱特性，调制和调解结构简单，在10G和一部分40G系统中得到广泛应用，一直被作

2、为中短距离光纤通信系统中的主要调制格式，通过色散管理和终端可调色散补偿技术，NRZ调制格式在终端传输距离普通光纤获得良好的光传输性能。选择直接调制，因为直接强度调制是用信号直接调制激光器的驱动电流，使其输出功率随信号变化.这种方式设备相对简单，研究较早，现已成熟并商品化.外调制则常用于要求较高的通信系统。选择APD管，因为由书上的P264页的图8.3可知，PIN管接收灵敏度适用于低数据速率光纤通信，当系统通信数据速率为10G时，PIN灵敏度管不适于应用，我们优选ADP管。选择lowpassgaussfilter（低通高斯响应滤波器），因为lowpassrectangularfilter（低通矩

3、形响应滤波器）是理想的低通滤波器的模型，在幅频特性曲线上呈现矩形。在现实中，如此理想的特性是无法实现的，所有的设计只不过是力图逼近矩形滤波器的特性而已。而lowpassgaussfilter（低通高斯响应滤波器）采用时域法测量有效带宽，具有直观、简便的优点，而采用时域法能够显著缩短有效带宽测量时间。实验过程：本次实验中，由NRZ调制格式、直接调制、APD管和lowpassgaussfilter构成的光纤通信系统。1）.根据实验要求，连接实验电路。同时为了实时地观察系统的运行状态，必须在系统外围增加监测及显示装置，将系统运行结果显示出来，便于观察和分析。因此，在系统中加入了EyeDiagramA

4、nalyzer、BERAnalyzer、OpticalTimeDomainVisualizer、OpticalPowerMeter、OpticalSpectrumAnalyzer、OscilloscopeVisualizer。通过这些监测及显示器件，可以较为直观地观察到入纤光功率、调制前后的光信号频谱与时域波形、解调后的信号波形、信号眼图及误码率等系统的运行状态和运行结果。整个光纤通信系统的架构如下图示：EyeDmiqbe応iyrHUMI&DitayMcduLaibdLswHwuisdF-IBS10盂FCMSfu1CHETExiiici-jAq*10dSPvsodHfici1A.=DRwcws

5、ivrly-iAatv右:_xw=i5GausiiwfiFher2arf1froqiwn=3.7&Biirji&Hi,.oS=RArsih/zarDpiislTimEqrun.SLzsrDdli-l=Ja*ikl4iOMifceiMceVisuaiwCrrtioaiEwcEjm呂灯扎在*完整的光纤通信系统2）设置相关参数。整体参数：UserDefinedBitSequenceGenerator“1001011010010110”系统10G,入纤功率10dBm。APD管与PIN管的响应度设定为1A/W。整体参数设置：系统传输速率10G.，如下图发送序列设置：1001011010010110，如下

6、图入纤功率设置：10dBm，如下图DirectlyModulatedLaerMeasuredPropertiesQKMain的削orn.|SidleMadieRIMChirpPolarizaticinSimulationNoisejRandomn.|Disn-NameValue1UnitsMade*Frequency河37THzjtionrf&irConfiquirationijNtwn刮Powerw油帥fNoei別ExtinctionratioWdB?NcrnadrThresholdcurrflrrt20fmArSlapeefflclencvOJiW/ArUaximumcurrent300I

7、mAIVom?ijjrLinewidth101MHzigfi诃rInitialphase0；deg:WDrm-a*!Label:DirectlyModulaledLaserMeasuredCa$:0.00EvnluaiEScripiCancelAPD管的响应度设置：1A/W,如下图光纤长度设置：50Km，如下图在OptiSystem软件中进行仿真，运行的结果如下：(1)实际入纤光功率为5.471E-3W，7.381dBm,如下图(2)调制前信号时域波形，如下图OscillcscapeVisualizeSignalIndEcx:亠AutoSeiSOscilloscope/isualizer曲I匚

8、WlcOnDbj=；clEtocpenprope-rUes-.Mo-veLJbjec宦whhMouseDramOscillcscapeVisualizeOscillcscapeVisualizeg-s至aiasUnits:|：=：TpAutomaticrangeStart-ninStop：11.3306-000Ampliiude臣AutomaticrangeMcm:105Min:IInuertColors|ColarGradeDL.U.fl.U.OscillcscapeVisualizeOscillcscapeVisualize(3)调制后光信号时域波形，如下图(4)调制后光信号频谱，如下图O

9、pticalSpectrumAnalyzerOpticalSpectrumAnalyzerSignalIridesgOpticalSpectrumAnalyzerDblClickDnObjectstoopenproperties.M-ovc0bitchwithMerjscDrug!S.1.55?1.55171.55271.5537加（mj1.5547-WavelengthUnits:m_d冋AutomalicrangeCeniEF：155253B-006mSlarl：1.5鸭応叩Q6mStop:15553Be-flO6mAuioSetAmplitudaMokMin.Units:dBmAutom

10、alicranqe11.286dBm-1D5.299dBm|Re5口luti口nBand忡icfthRes:UD1nm厂InvartColorsPowerFWer其RRower图4(5)信号眼图，如下图图5(6)误码率，如下图I&ERAnalyzerI&ERAnalyzerPaliemsSignalIndew.0AuIdSet-ShwEy?匚iiDgpmAnalysis|Mb耗”0F旨亡【DuMin.BEREybMleialitThu；&卑hcdclDBcisionHnst.3.5商珈血0.IK229255afffiiaaaia0.5325InsertCtilons厂ColorGrade厂Ps

11、flemsPatteni1Patteim2T口亦Pattern3fe-fllOPattern4Patternig俪CalculalBPattEms图62观察入纤光功率，并对比调制前后的光信号频谱与时域波形，以及做相应的分析答：由图1可知实际入纤光功率；根据图2、3、，通过对比调制前后的光信号时域波形；根据图4知调制后光信号频谱，调制后的光信号具有紧凑的频谱特性。3解调后的信号信号波形，信号眼图，及误码率等分析答：调解后的信号信号波形为像眼图的波形（如图5），眼图分析，如下图：抽样时刻最木信号畸变/最佳抽样时刻对定时误差的灵敏度眼图的张开宽度决定接收波形的最佳抽样时间二，眼睛张开的顶端与信号电平信号1和0就越难。在抽样时间上收信号的抽样间隔，在此间隔内抽样能抵挡码间串扰不发生误码;于数据信号的失真，眼睛张开的高度会降值之间的垂直距离表示了最大失真,眼睛越小，鉴别|的斜率决定系统对定时误差的敏感程度r斜率较小时，定时误差的可能性增加。在光纤系低,睛张开的最大处I&ERAnalyzerI&ERAnalyzer误码率分析：实验误码率分析如图6；定时抖动越大，说明码间干扰所引起的误码率越大。上升、下降时间越长，说明色散严重，脉冲展宽明显，也更容易导致出现码间干扰。4测量你所选用系统的距离带宽积（BL）,并解释滤波器