光纤通信optisystem实验

1、欢迎下载 欢迎下载 #光纤通信大作业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

2、广泛应用，一直被作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lowpassrectangularf

3、ilter（低通矩形响应滤波器）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Ey

4、eDiagramAnalyzer、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：jtiv=U2uauzMafiFhefCiMBfHfreqiwn=3.7&-Bii住冶Hii1i1*i1ii.Mnj：ipuu”.05-01Hocwet甘吧回w-HDpIBl

5、-!WIMkbiai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lOdBm。APD管与PIN管的响应度设定为1AW整体参数设置：系统传输速率10G.，如下图Layout6ParametersLdbel:NrimeValue1Units1ModeSimulailionwindowSetbitrafeWomeiRefeiEiTcebitWarns/Bitate10600000000Womnsi1Timewiiiidow128-008sNatni&lSampleraw6400000

6、03000HzMom酣Sequencellengih128BitsWormajSamplespsrbit64伽771謝NumberofSiampiss8192NtmisiSimulationsignalsSpatialeffectsNclseSignalIracingAddParam.RemaveParEditParam.发送序列设置：1001011010010110,如下图入纤功率设置：lOdBm，如下图2)调制前信号时域波形，如下图欢迎下载 2)调制前信号时域波形，如下图欢迎下载 DirectlyModulatedLaserMeasuredPropertiesLabeI:DirectlyM

7、oduIa1edLol3erMeosuredCaelS:ULIQKMain|M2iureni.|SidoMadieRIMChirpFolanzHticnSimulationNoisejRandomn.|DisiHapneVajkie1UniteMode眉FrequencY；NojmgrConfiquiratiomDrtjiHi:Nama)Power10ic/BfriiNam&l市ExtinctionratioWidBMoma!rThres-h&ldcurrt20ImA:Wotoa-rSlop$efficiencyO.JiW/A；VonrrarUaximumcurrent300imA；Mo.饰剖

8、rLinewidth10-MHzIWorn?alrInilialpheke0:depIWoim-jJEvaluaieScripiCancelAPD管的响应度设置：1A/W，如下图PhowdetectorAPDPropertiesLabel:內otDd已tedorAFDCost$:11UOEvelualeScriplDipHamiValue1UnitsModerGain3:?NormalFReporiivity11AAV1Ncm引rloniizationratioo.s=:Wcmra/rDarkcurrent10；nADownsamplingNoiseRandbmnumbers|光纤长度设置：5

9、0Km，如下图OpticalFiberPropertiesLabel:OpticalFiberMam|DispersionPMDNonlinear.NumericaGraphsSimulalionNaisERandbrn.|Diet)MamiQValue1UnitsModeUserdefinedrGferencGwavelsWoOTaReferencewavelength15S)rwnVo.nTiaLeiit)ih妙mMomr刮affectIWo.rnrarAttenuationdatatvpeWorma1r02:Wornra1rAtfennationvsv/avelEntlfe4/ienue

10、irDr?.daiNorma!EvoJuateScript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,如下图图1欢迎下载 图56）误码率，如下图欢迎下载 AmplnudeF7AutomaticrangeSignalIndex:TimeUnits:|FAutomaticrange3)图2调制后光信号时域波形，如下图图34)调制后光信号频谱，如下图OpticalSpectrumAnalyzerOpticalSpectrumAnalyzerDblClizkCnObjc-ct-sioopenprcpsrtics.NObjechwit

11、hMouseDragi1.55?1.55171.55211.S53?1.5541Waygfeogth(m)SiqnalIndex:1.5E253e00GCeniEr:1.549?eD06Siad:Stop:AmplitudgwavelengthUnits:|m|VAutomalicrange15553GB-A0GFieEdlutiEinBandwidthRes:UlnmInvartColorshPowerAPowersPowerf图4(5)信号眼图，如下图EyeDiagramAnalyzerEyeDiagramAnalyzerSignBLlIncteK,AutoSetMax.QFactor15

12、.7453Min.BER3.578-055EveHeiahrf0Q0229253ThresholdotjflisagfaDGisionlnsL0.53坨5Analysis厂InveriColors|iZtilnrGrade厂HislogramCalojloteHislcgromsShow怛口沁!！X10jri0X2flY20IT,his-tonromrV.hietociranirStatisticsFl.Mean0H.Std.Dav.HL丽口heV.Mean0V.Std.Dw.0II:DOoF?SST口屈l&ERAnalyzer-ShwEyeDiagramAn；al|isisPsltsmsAu

13、IdSei质日氧一0匚日芒Cm苗7旳Uin.BEREvbHeiahtThifg；却holtl0.00229253aQQiaaajaDeetsionInst.InvertCtilon?厂ColorGrade厂PsttemsCalculaWPaflemsPattern1!&jK2Parwm2Pattern4g伽pjittsimQFactor丄MinBERi；HirtwldHeightBERFWem/口冲0；3Fnw|册伽创MBERAnalyzerDbICbckOnOtijKlsloopenproperliesElbmwttiUgu&eDrag0SignalIndex.P1图6观察入纤光功率，并对比

14、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。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：社收信号对定时误差的灵敏度抽样时刻最木信号畸变/最佳抽样时刻门限电平眼图的张开宽接收波形的最佳抽样时间单，开的最大处此间隔内抽样能抵挡码间串扰不发生误码;由于数据信号的失真，眼睛张开的高度会降低，眼睛张开的顶端与信号电平的最大值之间的垂直距离表示了最大失真，眼睛越小，鉴别信号1和0就越难。在抽样时间上，眼睛张开的高度表示噪声容限或抗噪声能力。眼图斜边的斜率决定系统对定时误差的敏感程度，当斜率较小时，定时误差的可能性增加。在光纤系统中由于接收机噪声和光纤的脉冲畸变，会产生时间抖动。如果取样时间正好在信号与判断门限值相交的时刻的中点，判断门限值电平失真量T1,定时抖动=Tl/TbX100%,Tb为lbit的时间间隔。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