实验十一-误码率与接收机灵敏度

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。2.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：3.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/m^2；DCF模块：光纤长度16Km,色散为90e-6s/m^2。（1）误码率和光发射机功率的关系图如下：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：结论：通过第一个图可以发现，在功率受限传输系统中，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：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：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：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：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1e-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1e-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1e-9作为判定点，此时，光发射机功率为1.89316uwAPD管的误码率与光发射机功率的曲线:误码率为1e-9作为判定点，此时，光发射机功率为1.89314uw。由于灵敏度可以用在达到相同误码率要求下的最小光功率