光发送机仿真
OptiSystem仿真实例
OptiSystem 仿真实例目录1光发送机（Optical Transmitters）设计1.1光发送机简介1.2光发送机设计模型案例：铌酸锂（LiNbO3）型Mach-Zehnder调制器的啁啾（Chirp）分析2光接收机（Optical Receivers）设计2.1光接收机简介2.2光接收机设计模型案例：PIN光电二极管的噪声分析3光纤（Optical Fiber）系统设计3.1光纤简介3.2光纤设计模型案例：自相位调制（SPM）导致脉冲展宽分析4光放大器（Optical Amplifiers）设计4.1光放大器简介4.2光放大器设计模型案例：EDFA的增益优化5光波分复用系统（WDM Systems）设计5.1光波分复用系统简介5.2光波分复用系统使用OptiSystem设计模型案例：阵列波导光栅波分复用器（AWG ）的设计分析6光波系统（Lightwave Systems）设计6.1 光波系统简介6.2 光波系统使用OptiSystem设计模型案例：40G单模光纤的单信道传输系统设计7色散补偿（Dispersion Compensation）设计8.1 色散简介8.2 色散补偿模型设计案例：使用理想色散补偿元件的色散补偿分析8孤子和孤子系统（Soliton Systems）9.1 孤子和孤子系统简介9.2 孤子系统模型设计案例：9结语1 光发送机（Optical Transmitters）设计1.1 光发送机简介一个基本的光通讯系统主要由三个部分构成，如下图1.1所示：图1.1 光通讯系统的基本构成1）光发送机2）传输信道3）光接收机作为一个完整的光通讯系统，光发送机是它的一个重要组成部分，它的作用是将电信号转变为光信号，并有效地把光信号送入传输光纤。
光发送机的核心是光源及其驱动电路。
现在广泛应用的有两种半导体光源：发光二级管（LED）和激光二级管（LD）。
其中LED输出的是非相干光，频谱宽，入纤功率小，调制速率低；而LD是相干光输出，频谱窄，入纤功率大、调制速率高。
基于OptiSystem的WDM系统的设计与仿真
基于OptiSystem的WDM系统的设计与仿真
王语涵
【期刊名称】《软件》
【年(卷),期】2022(43)7
【摘要】利用光波分复用(WDM)系统,将五组不同波长的光信号组合复用并耦合到光缆信号的同一根光纤中进行传输,采用光学仿真软件OptiSystem进行光发送机,光传输链路,光接收机模块的搭建和分析。
本文通过改变输出光功率,光纤传输长度和光纤的损耗系数的参数,验证系统可行性,探究其对于光纤通信系统性能的影响,得出本系统最佳输出光功率,最远传输距离,和最佳光纤损耗系数参数,建立了一个可靠性良好的光纤通信系统。
该系统相对于传统的光纤通信,具有更高的灵敏度和更低的误码率,对未来光纤通信技术的发展具有深远的影响。
【总页数】4页(P151-154)
【作者】王语涵
【作者单位】上海师范大学
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.11
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于Optisystem环回型光纤通信系统设计与仿真5.基于Optisystem的光纤通信系统设计与仿真
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实验一 OptiSystem仿真组件库介绍
实验一OptiSystem仿真组件库介绍Component library 组件库：根据optisystem7.0翻译一、default 系统默认值二、custom 自定义三、favorites 收藏夹四、recently used 最近使用过的一、default 系统默认值●Visualizer library 观察型组件库●Transmitters library 发送类器件库●WDM multiplexers library 波分多路复用器件库●Optical fibers library 光纤器件库●Amplifiers library 放大器组件库●Filters library 滤波器器件库●Passives library 无源器件库●Network library 网状器件库●Receivers library 接收端器件库●Signal processing library 信号处理器件库●Tools library 工具类器件库●Optiwave software tools 光波类软件库●Matlab library Matlab组件库●Cable access library 有线接收器件库●Free space optics 自由空间光●EDA cosimulation library 电子设计自动化仿真组件库（1）Visualizer library观察型组件库Optical 光学类Test sets：Optical filter analyzer 光学滤波式分析器（测试设备）Photonic all-parameter analyzer 光电子全参量分析器Differential mode delay analyzer 差模延迟分析器Optical spectrum analyzer 光谱仪Optical time domain visualizer 光时域观察仪Optical power meter 光功率计WDM analyzer 波分复用分析仪Dual port WDM analyzer 双端口波分复用分析仪Polarization analyzer 检偏振器Polarization meter 偏振仪表Spatial visualizer 空间立体观察器Encircled flux analyzer 环型通量分析仪Electrical 电学类Test sets：Electrical filter analyzer 电子类滤波器分析S parameter extractor S参量提取器Oscilloscops visualizer 示波器RF spectrum analyzer 射频频谱分析仪Eye diagram analyzer 眼图BER analyzer 误码率分析仪Electrical power meter visualizer 功率表Electrical constellation visualizer 万用表Electrical carrier analyzer 载波分析(2) Transmitters library 发送机组件Optical sources光源CW laser 连续波激光器Laser rate equations 速率方程Laser measured 激光测量LED 发光二极管White light source 白光Pump laser 激光泵浦Pump laser array 激光泵浦阵列CW laser array 连续激光阵列CW laser measured 连续波激光测量Directly modulated laser measured 调制激光直接测量CW laser array ES 连续波激光回声探测VCSEL laser 垂直端面发射激光器Controlled pump laser 可控泵浦激光Spatial CW laser 空间连续波激光器Spatial laser rate equations 空间激光速率方程组Spatial LED 空间发光二级管Spatial VCSEL 空间垂直端面发射激光器Spatiotemporal VCSEL 空域/时域垂直端面发射激光器Bit sequence generators 码元产生器Pseudo-random bit sequence generator 伪随机码发生器User defined bit sequence generator 用户自定义码发生器Pulse generators 脉冲发生器Electrical : RZ pulse generator 归零脉冲发生器NRZ pulse generator 非归零脉冲发生器Gaussian pulse generator 高斯脉冲发生器Hyperbolic-secant pulse generator 双曲正割脉冲发生器Sine generator 正弦波产生器Triangle pulse generator 三角脉冲产生器Saw-up pulse generator 上升锯齿波产生器Saw-down pulse generator 下降锯齿波产生器Impulse generator 脉冲产生器Raised cosine pulse generator 升余弦脉冲Sine pulse generator 正弦脉冲Measured pulse 测量脉冲Measured pulse sequence 测量脉冲组Bias generator 电流偏差产生器Duobinary pulse generator 二进制脉冲产生器Electrical jitter 电抖动Noise source 噪声源Predistortion 预失真、预矫正M-ary pulse generator M进制脉冲发生器M-ary raised cosine pulse generator M进制升余弦脉冲发生器Optical: Optical Gaussian pulse generator 高斯光脉冲产生器Optical sech pulse generator 双曲正割光脉冲产生器Optical impulse generator 光测量脉冲发生器Measured optical pulse 测量脉冲Measured optical pulse sequence 测量光脉冲组TRC measurement date TRC测量数据Spatial optical gaussian pulse generator 高斯空间光脉冲产生器Spatial optical impulse generator 空间光脉冲产生器Spatial optical sech pulse generator 双曲正割空间光脉冲产生器Optical modulators 光调制器Mach-zehnder modulator M-Z调制器Electroabsorption modulator 电吸收调制器Amplitude modulator 调幅Phase modulator 调相Frequency modulator 调频Dual drive Mach-zehnder modulator measured 双驱动M-Z调制器Electroabsorption modulator measured 电吸收调制器Single drive Mach-zehnder modulator measured 单驱动M-Z调制器Dual port dual drive Mach-zehnder modulator measured 双端口双驱动M-Z调制器LiNb Mach-zehnder modulator LiNb M-Z调制器Optical transmitters 光发送机WDM transmitter 波分复用光发送机Spatial optical transmitter 空间光发送机Optical transmitter 光发送机Multimode 多模Multimode generator 多模产生器Laguerre transverse mode generator 拉盖尔横模产生器Donut transverse mode generator 环行横模产生器Measured transverse mode generator 可调横模产生器(3) WDM multiplexers library WDM多路复用器Add and drop 分插复用WDM add 合复用器WDM drop 分复用器WDM add and drop 分插复用器Demultiplexers 解复用器WDM demux 1x2 1x2解复用器WDM demux 1x4 1x4解复用器WDM demux 1x8 1x8解复用器WDM demux WDM解复用器Ideal demux 理想解复用器WDM demux ES 额外区段波分复用器WDM interleaver demux 交错波分复用器Multiplexers 复用器WDM mux 2x1 2x1复用器WDM mux 4x1 4x1复用器WDM mux 8x1 8x1复用器WDM mux 复用器Ideal mux 理想复用器WDM mux ES 额外波段复用器Nx1 mux bidirectional Nx1双向复用器AWG 阵列波导光栅AWG NxN NxN阵列波导光栅AWG NxN bidirectional NxN双向阵列波导光栅(4) Optical fibers library 光纤组件Multimode：linear multimode fiber 线性多模光纤Measured-index multimode fiber 指数多模光纤Parabolic-index multimode fiber 抛物线形多模光纤Optical fiber 光纤Optical fiber CWDM 稀疏波分复用光纤Bidirectional optical fiber 双向光纤(5) Amplifiers library 放大器件OpticalEDFA: Erbium doped fiber 掺饵光纤EDFA 掺饵光纤放大器EDFA black box EDFA黑盒子Optical amplifier 光放大器EDFA measured 基于标准的掺饵放大器EDF dynamic 可移动掺饵光纤EDF dynamic analytical 动态分析Er-Yb codoped fiber 铒-镱混合掺杂光纤Yb doped fiber 掺镱光纤Yb doped fiber dynamic 可移动掺镱光纤Er-Yb codoped fiber dynamic 可动铒-镱混合掺杂光纤Ranam : Raman amplifier average power model 拉曼平均功率放大器Raman amplifier dynamic model 拉曼放大器动态模型SOA:Traveling wave SOA 行波半导体光放大器Wideband traveling wave SOA 宽频行波半导体光放大器Reflective SOA 反射式半导体光放大器Waveguide amplifier: Er Yb codoped waveguide 铒-镱混合掺杂波导ElectricalElectrical amplifier 电放大器Transimpedance amplifier 互阻抗放大器Limiting amplifier 限幅放大器AGC amplifier 自动增益控制放大器(6) Filters libraryOpticalFBG: Fiber bragg grating 光纤布拉格光栅Uniform fiber bragg grating 均匀布拉格光栅Ideal dispersion compensation FBG 理想色散补偿布拉格光栅Optical IIR filter 无限脉冲响应滤波器Measured optical filter 测量滤波器Rectangle optical filter 矩形滤波器Trapezoidal optical filter 梯形滤波器Gaussian optical filter 高斯滤波器Butterworth optical filter 巴特沃斯滤波器Bessel optical filter 贝塞尔滤波器Fabry perot optical filter F-P滤波器Acousto optical filter 声光滤波器Mach Zehnder interferometer 马赫曾德尔干涉仪Inverted optical IIR filter 反相光IIR滤波器Inverted rectangle optical filter 反相矩形滤波器Inverted trapezoidal optical filter 反相梯形滤波器Inverted Gaussian optical filter 反相高斯滤波器Inverted buttertworth optical filter 反相巴特沃斯滤波器Inverted Bessel optical filter 反相贝塞尔滤波器Gain flattening filter增益平坦滤波器Delay interferometer 延时干涉仪Periodic optical filter 周期性光滤波器Measured group delay optical filter 群延时测量光滤波器3 port filter bidirectional 3端口双向滤波器Reflective filter bidirectional 反射双向式滤波器Transmission filter bidirectional 透射双向式滤波器ElectricalIIR filterLow pass rectangle filter 低通矩形滤波器Low pass gaussian filter 低通高斯滤波器Low pass butterworth filter 低通巴特沃斯滤波器Low pass Bessel filter 低通贝塞尔滤波器Low pass chebyshev filter 低通切比雪夫滤波器Low pass RC filter 低通阻容滤波器Low pass raised cosine filter 低通升余弦滤波器Low pass cosine roll off filter 低通余弦滚降滤波器Low pass squared cosine roll off filter 低通余弦平方滚降滤波器Measured filter 标准滤波器Band pass rectangle filter 带通矩形滤波器Band pass Gaussian filter 带通高斯滤波器Band pass butterworth filter 带通巴特沃斯滤波器Band pass Bessel filter 带通贝塞尔滤波器Band pass chebyshev filter 带通切比雪夫滤波器Band pass RC filter 带通阻容滤波器Band pass raised cosine filter 带通升余弦滤波器Band pass cosine roll off filter 带通余弦滚降滤波器Band pass squared cosine roll off filter 带通余弦平方滚降滤波器S parameters measured filter S参量测量滤波器(7) Passives library 无源器件库OpticalAttenuators:Optical attenuator 光衰减器Attenuator bidirectional 双向衰减器Couplers:X coupler X型耦合器Pump coupler co-propagating 混合传播泵浦耦合器Pump coupler counter-propagating 相向传播泵浦耦合器Coupler bidirectional 双向耦合器Pump coupler bidirectional 双向泵浦耦合器Power combiners:Power combiner 2x1 2x1功率合成器Power combiner 4x1 4x1功率合成器Power combiner 8x1 8x1功率合成器Power combiner 功率合成器Polarization:Linear polarizer 线偏振片Circular polarizer 圆偏振片Polarization attenuator 偏振衰减器Polarization combiner 偏振合波器Polarization controller 偏振控制器Polarization rotator 偏振转子Polarization splitter 偏振光分路器PMD emulator 偏振模色散仿真器Polarization delay 偏振延迟Polarization phase shift 偏振相移Polarization waveplate 半波片Polarization combiner bidirectional 双向偏振合路器Isolators: Isolator 隔离器Ideal isolator 理想隔离器Isolator bidirectional 双向隔离器Circulators: Circulator 循环器Ideal circulator 理想循环器Circulator bidirectional 双向循环器Connectors: Connector 连接器Connector bidirectional 双向连接器Spatial connector 空间连接器Reflectors: Reflector bidirectional 双向反射器Taps: Tap bidirectional 双向Measured components: Measured component 测量组件Luna technologies OV A measurementMultimode: Spatial aperture 孔径（多模）Thin lens 薄透镜V ortex lens 漩涡透镜Phase shift 相移Time delay 延时ElectricalAttenuators: Electrical attenuator 衰减器Couplers: 90 degree hybrid coupler 90°混合耦合器180 degree hybrid coupler 180°混合耦合器DC blockers: DC block 隔直器Splitters: Splitters 1x2 1x2分离器Splitters 1xN 1x2分离器Combiners: Combiners 2x1 2x1组合器Combiners Nx1 Nx1组合器Measured components: 1 port S parameters 1端口参量2 port S parameters 2端口参量3 port S parameters 3端口参量4 port S parameters 4端口参量Electrical signal time delay 电信号延时Electrical phase shift 电信号相移(8) Network library 网状器件库Frequency conversion 变频Ideal frequency converter 理想变频Optical switches 光开关Optical swich 光开关Digital optical swich 数字光开关Optical Y swich Y型光开关Optical Y select Y型光选择开关Ideal switch 2x2 2x2理想开关Ideal Y switch 理想Y型开关Ideal Y select 理想Y型选择开关Ideal Y switch 1x4 理想1x4Y开关Ideal Y select 4x1 理想4x1Y选择Ideal Y switch 1x8 理想1x8Y选择Ideal Y select 8x1 理想8x1Y选择Ideal Y select Nx1 理想Nx1Y选择Ideal Y switch 1xN 理想1xNY开关Dynamic Y select Nx1 measured 动态Y选择Nx1 Dynamic Y switch 1xN measured 动态Y开关1xNDynamic Y switch 1xN 动态Y开关1xN Dynamic Y select Nx1 动态Y选择Nx1 Dynamic space switch matrix NxM measured NxM动态空间矩阵测量开关Dynamic space switch matrix NxM NxM动态空间矩阵开关2x2 switch bidirectional 双向2x2开关(9) Receivers library 接收端器件库Regenerators 热交流器Clock recovery 时钟恢复Ideal frequency demodulator 理想频率解调Ideal phase demodulator 理想相位解调Data recovery 数据恢复3R regenerator 3R再生器Electronic equalizer 电子均衡器MLSE equalizer 最大似然估计值均衡器Integrate and dump 积分陡落Photodetectors 光电探测器Photodetector PIN PIN光电探测器Photodetector APD APD光电探测器Spatial PIN photodetector 空间PIN光电探测器Spatial APD photodetector 空间APD光电探测器Optical receivers 光接收机Spatial optical receiver 空间光接收机Optical receiver 光接收机Multimode 多模Mode combiner 模式合路器Mode selector 模式选择器( 10) Signal processing library 信号处理组件库Arithmetic 算法Optical: Optical gain 光增益Optical adder 加法器Optical subtractor 减法器Optical bias 光偏置Optical multiplier 乘法器Optical hard limiter 硬限幅器Electrical: Electrical gain 电增益Electrical adder 加法器Electrical substractor 减法器Electrical multiplier 乘法器Electrical bias 偏置Electrical norm 模方Electrical differentiator 微分Electrical integrator 积分Electrical rescale 缩放Electrical reciprocal 倒数Electrical abs 绝对值Electrical sgn 符号函数ToolsOptical: Merge optical signal bands 合并信号带Convert to parameterized 参数化Convert to noise binsConvert to optical individual samples 转到小样本Convert from optical individual samples 从小样本转化Optical downsampler 降低取样频率取样器Signal type selector 信号类型选择器Channel attacher 频道连接Convert to sampled signals 抽样信号转化Logic 逻辑运算Electrical: Electrical NOT 非Electrical AND 与Electrical OR 或Electrical XOR 异或Electrical NAND 与非Electrical NOR 或非Electrical XNOR 同或Binary: Binary NOT 二进制非Binary AND 二进制与Binary OR 二进制或Binary XOR二进制异或Binary NAND二进制与非Binary NOR 二进制或非Binary XNOR二进制同或Delay 延时Duobinary precoder 双二进制预编码器4-DPSK precoder 四进制DPSK预编码器(11) Tools library 工具库Fork 1x2 1x2分路器Loop control 循环控制Ground 接地Buffer selector 缓冲选择Fork 1xN 1xN分路器Binary null 无效二进制Optical null 无效光Electrical null 无效电Binary delay 二进制延时Optical delay 光延时Electrical delay 电延Optical ring controller 光环型控制器Duplicator 复制器Save to file 保存到文件夹Load from file 从文件夹打开Switch 开关Select 选择Limiter 限幅器Intializer 初始化Electrical ring controller 电环形控制器Command line application 命令行应用Swap horiz 水平交换(12) Optiwave software tools 光软件工具OptiAmplifier 光放大器OptiGrating 光栅WDM phasar demux 1xN 1xN WDM移相解复用器WDM phase mux Nx1 1xN WDM移相复用器OptiBPM component NxM NxM 光束传播组件库Save transverse mode 保存横模(13) MATLAB library Matlab组件库ElectricalMATLAB filter 滤波器OpticalMATLAB optical filter 光滤波器MATLAB component 组件(14) Cable access library 有线接收组件库Carrier generators 载波发生器Carrier generator 载波发生器Carrier generator measured 测量用载波发生器Transmitters 发送机Modulators:Electrical amplitude modulator 调幅Electrical frequency modulator 调频Electrical phase modulator 调相Electrical PAM modulator 脉冲幅度调制Electrical QAM modulator 正交幅度调Electrical PSK modulator PSK调制Electrical DPSK modulator DPSK调制lectrical FSK modulator FSK调制Electrical CPFSK modulator 连续相位频移键控调制Electrical OQPSK modulator 偏移四相相移键控Electrical MSK modulator 最小频移键控调制Quadrature modulator 正交调制Pulse generators:PAM pulse generator PAM脉冲调制QAM pulse generator QAM脉冲调制PSK pulse generator PSK脉冲调制DPSK pulse generator DPSK脉冲调制OQPSK pulse generator OQPSK脉冲调制MSK pulse generator MSK脉冲产生器Sequence generators:PAM sequence generators PAM码产生器QAM sequence generators QAM码产生器PSK sequence generators PSK码产生器DPSK sequence generators DPSK码产生器Receivers 接收器件Demodulators:Electrical amplitude demodulator 幅度解调Electrical phase demodulator 相位解调Electrical frequency demodulator 频率解调Quadrature demodulator 正交解调Decoders:PAM sequence decoder PAM译码器QAM sequence decoder QAM译码器PSK sequence decoder PSK码译码器DPSK sequence decoder DPSK译码器Detectors: M-ary threshold detectors M进制阈值检测器(15) Free space optics 空间光FSO channel 自由空间光通信OWC channel 单向通道(16) EDA cosimulation library 电子设计自动化仿真组件库Load ADS file从文件夹打开ADS Save ADS file 保存ADS到文件夹Load spice CSDF file 打开CSDF Save spice stimulus file 保存少许激励到文件夹Triggered load spice CSDF file 触发Triggered save spice stimulus file 触发。
1_25G光纤收发器SFP设计与仿真
文章编号:1671-637X(2007)03-0158-041.25G光纤收发器SFP设计与仿真漆 燕1,2, 王桂琼3(1.江汉大学,武汉 430056; 2.华中科技大学,武汉 430070; 3.武汉理工大学,武汉 430070)摘 要: 对千兆SFP光纤收发器中控制电路参数设计及利用Cadence软件进行仿真展开了一定的探讨,提出千兆SFP光纤收发器中控制电路设计方案,分析了光发射模块和接收模块的性能,主要研究了在Cadence互连设计软件平台中,利用高速电路设计和信号完整性的理论,采用仿真分析的方法,对千兆SFP光收发模块进行板级分析设计,并对接收部分MAX3748芯片的SP I CE 模型的I/O口、MAX3744与MAX3748接口、SFP光收发模块布线进行了仿真分析,从而使电路性能达到最优化。
关 键 词: 1.25G光纤收发器; SFP; APC控制电路; SP I CE中图分类号: V271.4 文献标识码: A Desi gn and si m ul ati on of SFP for1.25G opti c-fi ber transcei verQ I Yan1,2, WANG Gui-qi ong3(1.J ianghan U niversity,W uhan430056,China; 2.Huazhong U niversity of Science&Technology,W uhan430070,China; 3.W uhan U niversity of Science&Technology,W uhan430070,China)Abstract: W e discussed the latest devel opment of S mall For m-Fact or Pluggable Op tical Transceiver (SFP)technol ogies and app licati ons.W e studied the para meter design of contr ol circuit f or SFP,and car2 ried out si m ulati on by use of Cadence s oft w are.One design sche me of contr ol circuit f or kil o mega SFP was p resented,and perf or mance of light e m issi on and receiving modules was analyzed.I B I S model and SP I CE model were intr oduced for si m ulating perf or mance of syste m.Key words: 1.25G op tic-fiber transceiver; SFP; APC contr ol circuit; SP I CE0 引言本文就千兆小型封装可热插拔式光纤收发模块(S mall For m-Fact or Pluggable Op tical Transceiver,简称SFP)中控制电路参数设计及利用Cadence软件进行仿真展开了一定的探讨,主要研究了在Ca2 dence互连设计软件平台中,利用高速电路设计和信号完整性的理论,采用仿真分析的方法,对千兆SFP光收发模块进行板级分析设计,并对接收部分MAX3748芯片的SP I CE模型的I/O口、MAX3744与MAX3748接口、SFP光收发模块布线进行了仿真分析,从而使电路性能达到最优化。
OptiSystem仿真实例
5.2光波分复用系统使用OptiSystem设计模型案例:阵列波导光栅波分复用器(AWG )得设计分析
6光波系统(Lightwave Systems)设计pqZd8。
6、1光波系统简介
6、2光波系统使用OptiSystem设计模型案例:40G单模光纤得单信道传输系统设计
7色散补偿(Dispersion pensation)设计oIcu3。
8、1色散简介
8、2色散补偿模型设计案例:使用理想色散补偿元件得色散补偿分析
8孤子与孤子系统(Soliton Systems)jzDCq。
9、1孤子与孤子系统简介
9、2孤子系统模型设计案例:
9结语
1
1、1光发送机简介
一个基本得光通讯系统主要由三个部分构成,如下图1、1所示:
作为一个完整得光通讯系统,光发送机就是它得一个重要组成部分,它得作用就是将电信号转变为光信号,并有效地把光信号送入传输光纤。光发送机得核心就是光源及其驱动电路。现在广泛应用得有两种半导体光源:发光二级管(LED)与激光二级管(LD)。其中LED输出得就是非相干光,频谱宽,入纤功率小,调制速率低;而LD就是相干光输出,频谱窄,入纤功率大、调制速率高。前者适宜于短距离低速系统,后者适宜于长距离高速系统。TgzY4。
O
1光发送机(Optical Transmitters)设计317QX。
1.1光发送机简介
1.2光发送机设计模型案例:铌酸锂(LiNbO3)型Mach-Zehnder调制器得啁啾(Chirp)分析
2光接收机(Optical Receivers)设计S4Qny。
2.1光接收机简介
2.2光接收机设计模型案例:PIN光电二极管得噪声分析
光纤通信仿真实验
实验一光通讯系统WDM系统设计一.实验目的1.了解光通讯系统WDM系统的组成；2.学会掌握使用optisystem仿真软件；二.实验原理（1）WDM系统的基本构成WDM系统的基本构成主要分双纤单向传输和单纤双向传输两种方式。
单向WDM是指所有光通路同时在一根光纤上沿同一方向传送，在发送端将载有各种信息的具有不同波长的已调光信号通过光延长用器组合在一起，并在一根光纤中单向传输，由于各信号是通过不同波长的光携带的，所以彼此间不会混淆，在接收端通过光的复用器将不同波长的光信号分开，完成多路光信号的传输，而反方向则通过另一根光纤传送。
双向WDM是指光通路在一要光纤上同时向两个不同的方向传输，所用的波长相互分开，以实现彼此双方全双工的通信联络。
（2）双纤单向WDM系统的组成以双纤单向WDM系统为例，一般而言，WDM系统主要由以下5部分组成：光发射机、光中继放大器、光接收机、光监控信道和网络管理系统。
1.光发射机光发射机是WDM系统的核心，除了对WDM系统中发射激光器的中心波长有特殊的要求外，还应根据WDM系统的不同应用（主要是传输光纤的类型和传输距离）来选择具有一定色度色散容量的发射机。
在发送端首先将来自终端设备输出的光信号利用光转发器把非特定波长的光信号转换成具有稳定的特定波长的信号，再利用合波器合成多通路光信号，通过光功率放大器（BA）放大输出。
2.光中继放大器经过长距离（80~120km）光纤传输后，需要对光信号进行光中继放大，目前使用的光放大器多数为掺铒光纤光放大器（EDFA）。
在WDM系统中必须采用增益平坦技术，使EDFA对不同波长的光信号具有相同的放大增益，并保证光信道的增益竞争不影响传输性能。
3.光接收机在接收端，光前置放大器（PA）放大经传输而衰减的主信道信号，采用分波器从主信道光信号中分出特定波长的光信道，接收机不但要满足对光信号灵敏度、过载功率等参数的要求，还要能承受一定光噪声的信号，要有足够的电带宽性能。
OptiSystem仿真实例
OptiSystem 仿真实例目录1光发送机（Optical Transmitters）设计1.1光发送机简介1.2光发送机设计模型案例：铌酸锂（LiNbO3）型Mach-Zehnder调制器的啁啾（Chirp）分析2光接收机（Optical Receivers）设计2.1光接收机简介2.2光接收机设计模型案例：PIN光电二极管的噪声分析3光纤（Optical Fiber）系统设计3.1光纤简介3.2光纤设计模型案例：自相位调制（SPM）导致脉冲展宽分析4光放大器（Optical Amplifiers）设计4.1光放大器简介4.2光放大器设计模型案例：EDFA的增益优化5光波分复用系统（WDM Systems）设计5.1光波分复用系统简介5.2光波分复用系统使用OptiSystem设计模型案例：阵列波导光栅波分复用器（AWG）的设计分析6光波系统（Lightwave Systems）设计6.1 光波系统简介6.2 光波系统使用OptiSystem设计模型案例：40G单模光纤的单信道传输系统设计7色散补偿（Dispersion Compensation）设计8.1 色散简介8.2 色散补偿模型设计案例：使用理想色散补偿元件的色散补偿分析8孤子和孤子系统（Soliton Systems）9.1 孤子和孤子系统简介9.2 孤子系统模型设计案例：9结语1 光发送机（Optical Transmitters）设计1.1 光发送机简介一个基本的光通讯系统主要由三个部分构成，如下图1.1所示：图1.1 光通讯系统的基本构成1）光发送机2）传输信道3）光接收机作为一个完整的光通讯系统，光发送机是它的一个重要组成部分，它的作用是将电信号转变为光信号，并有效地把光信号送入传输光纤。
光发送机的核心是光源及其驱动电路。
现在广泛应用的有两种半导体光源：发光二级管（LED）和激光二级管（LD）。
其中LED输出的是非相干光，频谱宽，入纤功率小，调制速率低；而LD是相干光输出，频谱窄，入纤功率大、调制速率高。
光纤通信 实验2实验报告 光发射机平均光功率测试实验
实验名称：实验2光发射机平均光功率测试实验姓名：班级：学号：实验时间：指导教师：得分：序号：42实验2光发射机平均光功率测试实验一、实验目的1、了解数字光发射机平均光功率的指标要求。
2、掌握数字光发射机平均光功率的测试方法。
二、实验器材1、主控&信号源模块2、25 号光收发模块3、23 号光功率计模块三、实验内容光发射机平均光功率测试四、实验原理光发送机的平均输出光功率被定义为当发送机送伪随机序列时，发送端输出的光功率值。
ITU-U 在规范标准光接口时，为使成本最佳，同时适应运行条件变化，并考虑了活动连接器的磨损、制造和测量容差以及老化因素的影响后，给出了一个允许的范围。
其中比较重要的激光器劣化机理是有源层的劣化和横向漏电流的增加所导致的激励电流增加以及光谱特性随时间的变化。
通常，光发送机的发送功率需要有1～1.5 dB 的富余度。
本实验将带领大家测量本实验系统发射光功率。
五、实验步骤注：实验过程中，凡是涉及到测试连线改变时，都需先停止运行仿真，待连线调整完后，再开启仿真进行后续调节测试。
1、登录e-Labsim 仿真系统，创建仿真工作窗口，选择实验所需模块和示波器。
2、按如下说明进行连线及设置：（1）将信号源P N 连至25 号光收发模块的T H2(数字输入)。
（2）连接25 号光收发模块的光发输出端和光收接入端，并将光收发模块的功能选择开关S1 打到“光功率计”。
（3）将25 号模块P4(光探测器输出)连至23 号模块P1（光探测器输入）。
，即数字光发。
将（4）将开关J1 拨为“10”，即无A PC 控制状态。
开关S3 拨为“数字”25 号光收发模块的电位器W4 和W2 顺时针旋至底，即设置光发射机输出光功率为最大状态。
3、运行仿真，开启所有模块的电源开关。
4、设置主控模块菜单，选择【主菜单】【光纤通信】→【光发射机平均光功率测试】，可以进入【光功率计】功能。
记录此时光功率计的读数，即为光发射机的平均光功率。
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光发送机的仿真实验
㈠实验目的：
①学会使用仿真软件进行仿真模信号
②了解光发机的组成与仿真实验图的构建
③熟悉光发射机工作原理
㈡实验原理及结果：
光发送机是一个非常重要组成部分，它的作用是将电信号转化成光信号，并有效地将光信号传入光纤，其核心是光源和其驱动电路。
现在广泛应用的有两种半导体光源：发光二极管（LED）、激光二极管（LD）。
其中LED输出的是非相干光，频谱宽，入纤功率小，调制速率低：而LD是相干光则与之相反。
前者适宜于短距离低速系统，后者适宜于长距离高速系统。
光发送机一般都是由光源、脉冲驱动电路、光调制器组成，图1如下：
（图1）
①构建一个外调制激光发射机：光源为频率193.1THZ的激光二极管，同时用仿真软件模拟所需数字信号序列，经过NRZ 脉冲发生器转化成所需电脉冲信号，让该信号通过调制器加载到光波上，成为载有“信息”的光信号。
构建图2如下：
（图2）
②设计实例，对铌酸型Mach-Zehnder调制的啁啾分析，外调制器由于激光光源处于窄带稳频模式，消除降低系统啁啾量。
典型的外调器是由铌酸锂（LiNo3）晶体构成。
通过对其外加电压的分析调整而减少其啁啾量，设计图3如下：
（图3）
③在图3中，驱动电路1电压改变量▽V1和驱动电路2电压改变量▽V2相同，图4为MZ调制器参数设定窗口，MZ以正交模式工作，其参数调制如下图4：
（图4）
其中V1、V2分别为两个驱动电路的的电压，α为啁啾系数：α=（V1+V2）/（V1—V2）
图5为一系列信号脉冲输入时，在2、3口的电压V1=-V2=2.0V 时的波形，根据公式可得图6的结果：
（图5：输入口2的电压为2.0V,输入口3的电压为-2.0V 时的电压波形）
（图6：V1=V2=2.0V时，输出光信号波形及其啁啾量）
㈢实验小结：
①仿真实验得出仿真模拟图形，得出结果：当V1=-V2=2.0V 时，结果由图6可以看出，红色线为光发射器的啁啾量，得到其大小约为100HZ；相对于光源的频率，其啁啾量在实际情况中基本可以视为零。
②本次实验通过进行仿真，得出模拟实际情况的结果，虽然
只是仿真了一种调制器，但是结果还是理想的。