OptiSystem仿真在光纤通信实验教学中的应用_王秋光_解析
光纤通信系统的仿真分析optisystem
光纤通信系统的仿真分析optisystem光纤通信系统的仿真分析(Optisystem仿真附程序)编辑：admin 来源：毕业设计论文网浏览指数：1099 收藏本页：录入时间：2009-12-16 16:38:58摘要关键词光纤仿真optisystem 模型误码率信道simulation analysis of Optical fiber communication systemAbstractOptical fiber communication systems computer simulation is of such systems planning and design, feasibility study and development of new types of systems important means can be used to have been designed optical transmission systems in hardware prior to the performance evaluation and feasibility study, Can save a lot of time and funding, while in the analysis parameters can be changed at any time, for theoretical research. To establish a convenientand reliable optical fiber communication system simulation platform, the system depends on the physical characteristics of each module is derived and summarized, and establish a system of mathematical models of each module. Modeling the basic principle is not only describes the characteristics of the device, have a certain precision, and also take into account the complexity of calculating, a relatively fast pace of. At the same time, according to research purposes should also be different, adjust the model selected. In the optical fiber communication systems analysis, based on the use Optisystem simulation software, a high-speed large-capacity optical fiber systems simulation model, be a high-speed optical fiber communication system with the characteristics of the laser frequency modulation and bias current relationship, fiber The loss and dispersion, and other parameters of the simulation results. And the transmission rate of 10 Gb / s fiber-optic communication systemsdesign and simulation analysis.Key Words optical fiber simulation optisystem Model BER Channel光纤通信技术是一门多学科专业交叉渗透的综合技术。
基于OptiSystem的光纤通信实验项目的设计
在计算机上对光纤通信技术课程实验进行传输系
科学与工程专业的核心专业课程之一ꎬ学生对该
题和解决问题的能力ꎮ 利用 ＯｐｔｉＳｙｓｔｅｍ 仿真软件
作的熟悉和应用程度ꎮ 在该课程的教学中把理论
统设计ꎬ学生结合理论知识设置参数ꎬ观测光功
教学和实践教学融合在一起ꎬ遵循“ 学习￣实践￣学
率、光谱和时域波形及眼图的张开情况ꎬ比对参数
实验课时中ꎬ通过动手实践设计ꎬ理论联系实际ꎬ
出实验报告和收获ꎮ
掌握光纤通信专业的基础知识ꎬ为毕业后从事相
２.２ 设计实例
关专业技术工作进行预演 [４] ꎮ
光纤通信实验整体设计依靠 Ｏｐｔｉ Ｓｙｓｔｅｍ 仿
１ 非线性效应影响:１) ＰＭＤ 仿真分析ꎻ２) ＸＰＭ 和 ＦＷＭ 仿真分析ꎻ３)
拉曼散射仿真分析ꎻ
２ 新型调制技术:１) ＤＰＳＫ 数字调制技术( 脉冲产生仿真、ＤＰＳＫ 调制
编码解码仿真、阈值检测仿真、发设计仿真、ＤＰＳＫ 发射机和接收机
仿真、ＤＰＳＫ 眼图仿真) ꎻ２) ＯＱＰＳＫ 数字调制ꎻ
基于 ＯｐｔｉＳｙｓｔｅｍ 的 ４０Ｇ 单模光纤的单信道传输系统设计ꎮ
使用 ＯｐｔｉＳｙｓｔｅｍ 进行激光器性能仿真ꎻ
使用 ＯｐｔｉＳｙｓｔｅｍ 进行激光器发射和调制仿真ꎻ
使用 ＯｐｔｉＳｙｓｔｅｍ 进行 Ｍ￣Ｚ ＬＮ 调制仿真ꎮ
收稿日期: ２０１９￣０１￣２０
基金项目: 黄河科技学院教育教学改革研究项目( ＪＧＹＢ２０１７０３５) ꎻ教育部产学合作协同育人项目( ２０１８０２３３００２３) ꎻ郑州市重点建设
习” 的方式ꎬ通过对理论知识的学习和理解ꎬ进入
状态下生成的二维图曲线ꎬ对实验结果进行分析
实验室进行实践操作ꎬ用实践教学验证和巩固理
OptiSystem在光纤通信课堂教学中的应用——以光纤传输特性为例
OptiSystem在光纤通信课堂教学中的应用——以光纤传输特性为例王学勤*(枣庄学院光电工程学院 山东枣庄 277160)摘要：为了提高学生的学习兴趣，帮助学生理解、掌握知识点，提升光纤通信课程的教学效果，将OptiSys‐tem软件引入光纤通信课堂教学。
该文以光纤传输特性部分的教学内容为例，针对光纤的损耗、色散和非线性效应三项光纤的传输特性，搭建OptiSystem仿真模型，演示光纤的传输特性对光纤中传输信号的影响，进而分析对光纤通信系统性能的影响。
通过仿真演示，使学生更直观地理解光信号在光纤中传输时的时域、频域变化特征，掌握光纤传输特性对光纤通信系统的影响机理。
关键词：光纤通信 OptiSystem软件 光纤传输特性 课堂教学中图分类号：G642.0文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)09-0140-05 Application of OptiSystem in the Classroom Teaching ofFiber-optic Communications—Taking Fiber-optic Transmission Characteristics as an ExampleWANG Xueqin*(School of Optoelectronic Engineering, Zaozhuang University, Zaozhuang, Shandong Province, 277160 China) Abstract:In order to improve students' interest in learning, help students understand and master knowledge points, and improve the teaching effect of Fiber-optic Communications, OptiSystem software is introduced to the class‐room teaching of Fiber-optic Communications. Taking the teaching content of fiber-optic transmission character‐istics as an example, aiming at three fiber-optic transmission characteristics: the loss, dispersion and nonlinear effectof optical fibers, this paper builds the OptiSystem simulation model to demonstrate the impact of fiber-optic trans‐mission characteristics on transmission signals in optical fibers, and then analyze the impact on the performance of the fiber-optic communication system. Through the simulation demo, students can more intuitively understand the time-domain and frequency-domain variation characteristics of optical signals when they are transmitted in optical fibers, and master the influence mechanism of fiber-optic transmission characteristics on the fiber-optic communi‐cation system.Key Words: Fiber-optic Communications; OptiSystem software; Fiber-optic transmission characteristic; Classroom teachingOptiSystem是一种光通信系统仿真程序包，具有丰富的组件库，可用于光纤通信系统的建模仿真[1]。
仿真技术在光纤通信实验教学中的应用
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图２ 光 谱 右 移Ｏ ｐ ｔ ｉ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ系统
２ 巾， 连续 波 激 光 搽 发 ｝ Ｉ ｛ 的激 光 ， 输 入 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ￣ ［ Ｉ 件， 使 用 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｔ 组 件 对 其进 行 频 移操 作 。注 意 ： 需要￣ Ｅ Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ 组件 巾的 “ Ｓ ａ ｍ ｐ ｌ ｅ 【 ｌ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｄ ｏ ｍ ａ ｉ ｎ ” 发 髓 为“ Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ” ， 表 示 在 频 域 采 集 俯 把 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ 组 件 中 的“ Ｒ ｕ ｎ Ｃ ｔ ） ｎ ｌ ｎ ｌ ａ ｎ ｄ ” 设 置 为Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ 脚本 的 以下 足 编 写 的Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ 脚小 代 码 ， 名字为ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｅ ｈ ＿ ｓ ｈ ｉ ｔ ｆ ． ｍ
； 《， ｍ
ｆ ＝ ｌ ｎ ｐ ｕ ｔ Ｐ ｏ ｒ ｔ １ ． Ｓ ａ ｍ ｐ ｌ ｅ ｄ ． Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ； ％输 入光 信 号 的频 谱 Ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ Ｐ ｏ ｒ ｔ １ ． Ｓ ａ ｍ ｐ ｌ ｅ ｄ ． Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ＝ ｆ ＋ １ ｅ ＋ １ ２ ： ％输 出 光 谱 频 率 移Ｉ ｒ ｒ Ｈｚ 使 川 光 谱 仪 分 别 测 试 连 续 波 激 光 器 的 输 出 光 谱 和 经 过 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ 组 件 处 理 过 后 的 光 ， 分 别 如 罔３ （ ａ ） 和（ ｂ ） 所示 。
圈
OptiSystem在光纤通信实验教学中的应用
OptiSystem在光纤通信实验教学中的应用作者：段武来源：《中国新通信》2015年第02期【摘要】光纤通信技术是当代通信技术发展的最新成就，在信息传输的速率和距离、通信系统的有效性，可靠性和经济性等方面取得了卓越的成就。
使通信领域发生了巨大的变化，已经成为现代通信的基石，是信息时代的主要物质基础。
本文结合自己的实际教学经验，着重对光纤通信实验教学中使用OptiSystem仿真软件进行简要分析。
【关键词】光纤通信 OptiSystem 实验教学光纤通信以其独特的优越性、极大的传输容量而成为当今世界信息传输的主要手段，并已获得了普遍应用。
《光纤通信技术》是“通信工程”的一门专业必修课。
该课程以讲授光纤通信的基本概念、基本原理和基本分析方法为主，在开设理论课的同时也开设了光纤通信技术实验课程。
本文主要分析了在实验设备缺乏的情况下，如何使用OptiSystem仿真软件开展光纤通信技术实验。
一、光纤通信实验教学的现状红河学院是2003 年 4 月，经教育部批准，由蒙自师范高等专科学校和云南广播电视大学红河分校合并组建的省属综合性普通本科院校。
2010年红河学院经省教育厅批准开设通信工程专业。
到目前为止已有一届毕业生，专业学生人数达400人。
目前《光纤通信技术》课程存在的一个亟待解决的问题是理论与实践环节的严重脱节。
光纤通信实验室还没有开始建设。
各种实验设备及器材相当缺乏。
譬如最基本的光功率计，光纤活动连接器，LED光源，LD激光器，PIN光电检测器，APD光电检测器等一系列实验设备缺乏。
严重影响了理论及实验课程的讲授。
在短时间内要建设光纤通信实验室需要大量财力，物力，人力。
为了解决实验设备不足的问题，借鉴了其他高校的先进思路。
通过软件仿真的方法弥补实验硬件的不足。
将业内领先的光通信仿真软件OptiSystem应用到《光纤通信技术》课程教学中。
OptiSystem可以帮助用户规划、测试和模拟几乎传输层所有的光纤系统，包括局域网、城域网和广域网，也提供了从组件到系统各个层面的传输层光通信系统设计和规划，并仿真出分析结果和应用。
optisystem仿真在光纤通信实验教学中的应用
optisystem仿真在光纤通信实验教学中的应用OptiSystem是一种光纤通信系统设计和仿真软件，它可广泛应用于光纤通信实验教学中。
以下是它在该领域应用的一些例子：
1. 光纤传输实验：OptiSystem可以用于模拟和分析不同类型的光纤传输实验，如衰减、色散、非线性效应等。
学生可以通过OptiSystem软件进行实验设计、仿真、优化和性能评估，理解和掌握光纤传输的基本原理。
2. 光调制与解调实验：OptiSystem可以模拟光调制器、解调器等光学器件的性能和特性。
学生可以使用OptiSystem软件设计和优化光调制器/解调器的参数，比较不同解调技术的性能，并了解光调制与解调在光纤通信中的应用。
3. 光纤放大器实验：OptiSystem可以用来模拟和分析光纤放大器的工作原理和性能。
学生可以通过OptiSystem软件了解不同类型的光纤放大器（如EDFA、Raman放大器等）的原理和参数，设计和优化放大器的增益、噪声等参数，并评估放大器的性能。
4. 光纤带宽实验：OptiSystem可以帮助学生理解和研究光纤传输中的带宽限制。
学生可以使用OptiSystem软件进行带宽限制的模拟和分析，通过改变光纤、光源和接收器的参数，研究带宽限制的影响并提出改进方案。
总之，OptiSystem在光纤通信实验教学中具有很大的应用潜力。
它提供了一个
实验环境，让学生能够进行光纤通信系统的设计、仿真和性能评估，从而加深对光纤通信原理和技术的理解。
加上OptiSystem软件的用户友好性和功能强大性，它成为了光纤通信实验教学中不可或缺的工具。
浅谈Optisystem仿真在光纤通信教学中的应用
浅谈 Ｏ ｐ ｔ ｉ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ仿真在光纤通信教学中的应用
李 向莉
（ 苏州信 息职 业技 术 学院
中图分类号 ： Ｇ７ １ ２
摘 要
江苏・ 苏州
２ １ ５ ２ ０ ０ ）
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ７ ８ ９ ４ （ ２ ０ １ ４） ２ ３ — ０ ０ ６ ６ — ０ ２ 并通过 系统模 型的实验来 研究存在 或设 计 中的系统 。仿真
从 而有 利 于 学生 的理 解 ， 提 高教 学 的质 量 和 效 率 。
接 等功能于一身 ，从 长距离通讯 系统到 Ｌ Ａ Ｎ Ｓ和 ＭＡ Ｎ Ｓ都
使用 。作为一个基于实际光纤 通讯系统模型 的系统级模拟 器， Ｏ ｐ ｔ ｉ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ具有强大 的模拟环境 和真 实的器件和系统 的 分级定义 。它的性能可 以通过 附加的用户器件库 和完整 的 界面进行扩展 ， 而成为一系列 广泛使用 的工具 。使用全面 的 图形用户界面控制光子器件设计 、 器件模 型和演示 ， 巨大 的
的一种通信方式 。为了实现用光信号传输信息 ， 光纤通信 系
统一般 由光发射机 、 光纤和光接收机组成。
下 图是 一 个 完 整 的光 纤 通 信 系统 ，我ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｏ ｉ ｒ ｅ ｓ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ ｍｏ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｕ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ
１ 引 言
近年来 ， 光纤通信 发展 迅速 ， 应用 领域越来 越广 泛 ， 光
纤通信 系统 中的主要 调制 格式。选择直接调制方式 ， 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
OptiSystem仿真在光纤通信实验教学中的应用
OptiSystem仿真在光纤通信实验教学中的应用王秋光;张亚林;胡彩云【期刊名称】《宁波职业技术学院学报》【年(卷),期】2015(19)1【摘要】介绍了光纤通信实验教学中的5个OptiSystem仿真实验，给出了每个实验项目的仿真模型及模型中的参数设置，简要分析了仿真实验结果。
结果表明，OptiSystem仿真实验有利于学生对光纤通信课程教学中抽象的理论知识的理解。
%This paper introduces 5 OptiSystem simulation experiments in the experiment teaching of optical fiber communication, simulation model and model parameter settings of each experimental item and a brief analysis of the simulation results are given. OptiSystem simulation experiment is beneficial to students understanding abstract the theory on the course of optical fiber communications.【总页数】4页(P69-72)【作者】王秋光;张亚林;胡彩云【作者单位】广州大学松田学院，广州 511370;广州大学松田学院，广州511370;广州大学松田学院，广州 511370【正文语种】中文【中图分类】TN929.11;TP391.9【相关文献】1.Optisystem 虚拟仿真在光纤通信实践教学中的应用探讨 [J], 唐志军;吴笑峰;席在芳;吴亮红2.OPTISYSTEM在“光纤通信”新技术实验教学中的应用 [J], 陈琳;徐悦婷;朱武;初凤红3.浅谈Optisystem仿真在光纤通信教学中的应用 [J], 李向莉4.OptiSystem仿真在光纤通信实验教学中的应用 [J], 王秋光;张亚林;胡彩云;赵莹琦5.OptiSystem软件在光纤通信实验教学中的应用 [J], 王学勤;郑艳彬因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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光纤通信是一门理论性和实践性都很强的电子信息类专业课程,涉及光学、电磁场及通信等多方面理论基础知识和光纤光缆、光器件光端机、光纤通信系统设计及网络等实践应用问题。光纤通信实验一方面可以帮助学生直观形象地理解抽象繁冗的理论教学内容,另一方面可以提高学生的实际工作技能,为从事实践技术工作奠定必要的基础。光纤通信实验的内容通常有:光纤接续; OTDＲ测量光纤参数; LD (LED光谱特性测量;光纤接收发送系统实验等
在高速光纤传输系统中,当对半导体激光器进
行直接调制时,调制频率必须小于激光场的弛豫频率,而弛豫频率随半导体激光器的偏置电流的增大而增高。通过这一实验可以观察当偏置电流变化从而改变弛豫频率时,高速光纤传输系统的性能变化
情况[7]
王秋光,等:OptiSystem仿真在光纤通信实验教学中的应用
光纤的群速度色散(GVD对高斯脉冲传播的影响。
仿真模型如图1所示。在仿真模型中:Bit rate =40Gb /s, Optical Fiber参数:length =2．812km ,Ｒefer-ence wavelength =1550nm , Beta 2=－20(ps 2/km
[1－2]
。从帮助学生理解理论教学内容的角度看,采用OptiSystem仿真技术更具优势
[3－4]
。OptiSystem是一款创新的、
发展迅速的强大软件设计工具,用户可使用该工具对从LAN、
SAN、MAN到超长距离等众多光网络的广谱物理层中的几乎所有光学链路进
行规划、测试仿真。它可以提供从元件到系统级别的传输层光通信系统设计和规划,并且能够直观地呈现分析和方案,可以最大程度地降低时间要求和光学系统、链路及元件的设计相关成本
ISSN1672－4305CN12－1352/N实验室科学LABOＲATOＲYSCIFeb. 2015
OptiSystem仿真在光纤通信实验教学中的应用
王秋光,张亚林,胡彩云,赵莹琦
(广州大学松田学院电气与汽车工程系,广东广州511370
摘
。
图1光纤色散仿真模型
仿真结果,
输出脉冲宽度T (z随传播方向z按公式(1增加,输出峰值功率按公式(2变化。
T (z =
1+(z L D
·T 0
(1
(2
光纤的群速度色散(GVD对高斯脉冲传播的
仿真结果如图2所示。可以看出输出脉冲比输入脉冲展宽了,而峰值下降了。
图2
GVD对高斯脉冲传播的影响
1．2激光器的调制频率特性实验
[5]
。
1OptiSystem仿真实验
为配合光纤通信课程教学内容的学习,我们选
取了光纤的色散[6]
、
激光器的调制频率特性、掺铒光纤放大器、光接收机及WDM系统[5]
等5个Opti-System仿真实验。1．1
光纤的色散实验
光纤介质的非线性使接收的光脉冲包络的形状会发生变化,引起传输波形的展宽,本实验用以考察
(Department of Electrical＆Automotive Engineering , Guangzhou University Sontian College , Guang-zhou 511370, China
Abstract :Introduces five OptiSystem simulation experiments , such as the fiber dispersion experi-ment , modulation frequency characteristics of the laser , erbium doped fiber amplifier , optical receiver experiment and WDM experiment , simulation model and model parameters settings of each experimen-tal item and a brief analysis of the simulation results are given．OptiSystem simulation can be repeated-ly observed in practice , save high experimental cost , and conducive to the students on the course of optical fiber communications to understand abstract theoretical knowledge , have achieved good results in the experimental teaching of optical fiber communication．
文献标识码:A
doi :10．3969/j．issn．1672－4305．2015．01．008
Application of OptiSystem simulation in experiment
teaching of optical fiber communication
WANG Qiu－guang , ZHANG Ya－lin , HU Cai－yun , ZHAO Ying－qi
要:介绍了光纤通信实验教学中的光纤色散实验、激光器调制频率特性实验、掺铒光纤放大器实验、光
接收机实验与WDM系统实验5个OptiSystem仿真实验,给出了每个实验项目的仿真模型及模型中的参数设置,简要分析了仿真实验结果。OptiSystem仿真实验可以反复观察练习,节省较高的实验费用,有利于学生对光纤通信课程教学中抽象的理论知识的理解,在光纤通信实验教学中取得了较好效果。关键词:OptiSystem ;光纤通信;仿真;实验教学中图分类号:TN929．11; TP391．9