光纤通信系统的仿真分析(Optisystem仿真附程序)

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光纤通信optisystem实验

光纤通信大作业1、选择一个您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,low pass rectangular filter或者low pass gauss filter。

请选择您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,low pass gauss filter。

选择这个方案的理由就是: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,调制与调解结构简单,在10G与一部分40G系统中得到广泛应用,一直被作为中短距离光纤通信系统中的主要调制格式,通过色散管理与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,因为直接强度调制就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low pass gauss filter(低通高斯响应滤波器),因为low pass rectangular filter(低通矩形响应滤波器)就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,如此理想的特性就是无法实现的,所有的设计只不过就是力图逼近矩形滤波器的特性而已。

而low pass gauss filter(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管与low pass gauss filter构成的光纤通信系统。

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]。

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。

基于Optisystem的色散补偿光纤通信系统仿真分析

款功能强大的光纤通信系统仿真软件，它可以帮
翻
助用户规划、测试和模拟光纤通信系统中从物理层的器件到系统级的光通信系统设计的各种情况。本文基于ＯｐｔｉＳｙｓｔｅｍ仿真软件搭建带色散补偿的
第３５巷第２期
２０１７年０３月
．
佳木斯大学学报（自然科学版）
Ｉｏｍ’ ｎａｌｏｆＪｉａｎｍｓｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔ）（Ｎａｔｕｒａｌ（ｉｅｌＲ￣ｅＥｄｉｔｉｏｎ）
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图３系统全局参数设置
（ｋｉｎｉｔｏｒｍＦＢＧ）。ＵＦＢＧ特点是反射谱较窄，多用
收稿日期：２０１６一ｌ２一ｌ６作者简介：彭霞（１９８４一），女安徽锏陵人．帅，研究方向：光纤通技术
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１光纤光栅补偿技术简介

浅谈Optisystem仿真在光纤通信教学中的应用

教改教法
浅谈Ｏｐｔｉｓｙｓｔｅｍ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：Ｇ７１２
摘要
江苏・苏州
２１５２００）
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２ — ７８９４（２０１４）２３ — ００６６ — ０２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ＬＡＮＳ和ＭＡＮＳ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，ＯｐｔｉＳｙｓｔｅｍ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ｅａｃｈｉｎｇｔｈｅｏｉｒｅｓｄｉｓｐｌａｙｍｏｒｅｉｎｔｕｉｔｉｖｅａｎｄｃｌｅａｒｉｎ
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

光纤通信系统的设计与仿真分析

光纤通信系统的设计与仿真分析光纤通信系统是现代通信领域中的重要技术，它利用光纤作为传输介质，将信息以光的形式传送。

本文将围绕光纤通信系统的设计和仿真分析展开讨论，介绍其原理、组成部分以及相关技术。

一、光纤通信系统的原理光纤通信系统的工作原理基于光的传播特性以及调制解调技术。

光纤具有高带宽、低传输损耗、抗电磁干扰等优点，使得光纤通信系统成为目前最主流的通信方式之一。

光在光纤中的传播是基于全反射原理实现的。

通过在光源端发射的激光器将信号调制为光脉冲，经过光纤的传输后，在接收端的光电探测器上转化为电信号。

在传输过程中，需要使用光纤放大器对信号进行增强，以克服传输损耗。

二、光纤通信系统的组成部分光纤通信系统由多个重要的组成部分构成，包括光源、调制解调器、光纤和接收器等。

1. 光源：光源是光纤通信系统中的信号发生器，通常使用半导体激光器作为光源。

激光器通过注入电流或电击产生激发光，形成高亮度、高单色性的光脉冲。

2. 调制解调器：调制解调器在光纤通信系统中起到信号调制和解调的作用。

调制是将电信号转换为光信号的过程，解调则是将光信号转换为电信号的过程。

3. 光纤：光纤是信息传递的载体，其优良的特性使得光信号能够在光纤中进行长距离传输。

光纤主要由纤芯、包层和包覆层组成，其中纤芯是光信号传输的核心区域。

4. 接收器：接收器将传输的光信号转换为电信号。

接收器包括光电转换器和电信号处理器，光电转换器将光信号转换为电流信号，然后经过信号处理器进行滤波、放大、解码等操作。

三、光纤通信系统的技术为了实现光纤通信系统的高速稳定传输，需要运用多种技术来解决光纤通信系统中的挑战。

1. 多重复用技术：光纤通信系统中通过采用多重复用技术，将多个信道复用到同一根光纤上，从而提高传输容量。

常见的多重复用技术有密集波分复用（DWDM）、频分复用（FDM）等。

2. 光放大技术：在光纤通信系统中，由于信号传输的过程中会存在信号衰减，因此需要使用光放大器对信号进行增益。

OptiSystem仿真在光纤通信实验教学中的应用

ISSN1672— 4305CN12—1352/N 实验室科学LABO R ATO R YSCIENCE 第18 卷第 1 期2015 年 2 月Vol. 18No.仆eb. 2015OptiSystem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 文献标识码:Adoi :10. 3969/j. issn. 1672—4305. 2015. 01. 008Application of OptiSystem simulation in experimentteach ing of optical fiber com muni cati onWANG Qiu —gua ng, ZHANG Ya —lin , HU Cai —yun , ZHAO Ying —qi(Departme nt of Electrical & Automotive Engin eeri ng , Guan gzhou Un iversitySon tian College , Gua ng-zhou 511370, ChinaAbstract :Introduces five OptiSystem simulation experiments , such as the fiber dispersi on experi-me nt , modulatio n freque ncy characteristics of the laser , erbium doped fiber amplifier , optical receiver experiment and WDM experiment , simulation model and model parameters sett ings of each experime n-tal item and a brief an alysis of the simulation results are given OptiSystem simulation can be repeated-ly observed in practice , save high experime ntal cost , and con ducive to the stude nts on the course of optical fiber com muni cati ons to un dersta nd abstract theoretical kno wledge , have achieved good results in the experime ntal teach ing of optical fiber com muni cationKey words :OptiSystem ; optical fiber com muni catio ns ; simulatio n ; experime ntal teaching基金项目：广州大学松田学院院级特色专业建设项目。

基于Optisystem的光纤通信系统设计与仿真

第6期2021年3月No.6March，20210 引言计算机仿真工具对于硬件与系统的设计、可行性分析等都有着重要的意义。

光纤通信的发展迅速，光通信系统愈加趋于复杂。

层出不穷的器件和复杂的网络结构让光纤系统设计变得困难[1-2]。

光纤通信的虚拟仿真工具Optisystem ，具有强大的模拟环境，支持自定义器件与快速低成本的设计模型，其本质是通过建造系统模型进行由表及里、从外到内的试验性研究，找出不足并保留优点，以期达到系统模型及其运行的最佳状态[3-4]。

本文使用Optisystem 工具，对光纤通信系统中的光发送机、光接收机以及波分复用（WDM ）系统进行仿真设计，实现直接调制的光发送机系统设计与仿真、基于PIN 光电二极管的光接收机系统设计与仿真以及四路复用的单模光纤WDM 通信系统设计与仿真。

设计完成后在Optisystem 中进行仿真模型搭建和运行，观测各处的数据并进行对比分析。

1 光纤通信系统总体设计一个完整的光纤通信系统包含光发送机和光接收机两个部分，光发送机的作用是将传输过来的电信号转化成光信号，而光接收机的作用则是将光信号转化成电信号，这个转化的过程简称为“电—光—电效应”，而光纤通信系统正是通过“电—光—电效应”来传输信息的通信系统。

在利用Optisystem 工具进行光纤通信系统的总体设计之前，考虑到实际应用，进行如下总体设计。

（1）光发送机及光接收机调制方式选择不归零码（NRZ ）制式。

输入的光信号经过NRZ 调试之后频谱特性会变得更为紧密，解调更为快速方便，十分容易。

（2）光发送机系统选择直接调制。

直接调制是直接调制信号电流强度，使输入功率随着电流强度的变化而变化，直接调制方式简单而方便。

外调制方式一般适用于更高级的通信系统，故不采纳。

（3）光发送机系统选择低通高斯响应滤波器（Low Pass Gauss Filter ）。

理想低通滤波器可供理论研究的结果趋于完美。

但实际应用时，必须考虑理想模型和实际电路之间的差异对结果的影响。

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光纤通信系统的仿真分析(Optisystem仿真附程序)摘要光纤通信系统的计算机仿真, 是对此类系统进行规划设计、可行性论证以及研制新型系统的重要手段,可用于对已设计的光纤传输系统在硬件实现之前进行性能评估和可行性论证, 可节约大量时间和经费; 同时在分析中可随时改动参数值, 便于理论研究。

要建立一个...摘要 光纤系统的计算机仿真, 是对此类系统进行规划设计、可行性论证以及研制新型系统的重要手段,可用于对已设计的光纤传输系统在硬件实现之前进行性能评估和可行性论证, 可节约大量时间和经费; 同时在分析中可随时改动参数值, 便于理论研究。

要建立一个方便可靠的光纤系统的仿真平台, 有赖于对系统各模块物理特性进行推导和归纳, 建立起系统各模块的数学模型。

建模的基本原则是既要能描述器件的特性, 具有一定的精确度, 同时又要兼顾计算的复杂度, 要有较快的分析速度。

同时, 还应能根据研究目的的不同, 调整模型的选取。

在对光纤通信系统分析的基础上，利用Optisystem仿真软件，建立了高速大容量光纤系统的仿真模型，得到了高速光纤通信系统特性与激光器的调制频率、偏置电流的关系，光纤的损耗和色散以及其他参数的仿真结果。

并对传输速率为10Gb/s的光纤通信系统进行仿真设计和分析。

关键词  光纤  仿真  optisystem   模型  误码率  信道 为此，本文设计了光通信系统的仿真模型，并利用这些模型来研究光通信系统的性能。

基于加拿大Optiwave公司的Optisystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通信系统到LANS和MANS都能使用。

为此，设计光通信系统的仿真模型，并利用这些模型来研究光通信系统的性能，可以用OptiSystem这一仿真软件来实现。

光纤通信系统概述 光纤通信系统是以光为载波，利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介，通过光电变换，用光来传输信息的通信系统。

随着国际互联网业务和通信业的飞速发展，信息化给世界生产力和人类社会的发展带来了极大的推动。

光纤通信作为信息化的主要技术支柱之一，必将成为21世纪最重要的战略性产业。

光纤通信技术和计算机技术是信息化的两大核心支柱，计算机负责把信息数字化，输入网络中去；光纤则是担负着信息传输的重任。

当代社会和经济发展中，信息容量日益剧增，为提高信息的传输速度和容量，光纤通信被广泛的应用于信息化的发展，成为继微电子技术之后信息领域中的重要技术。

本文中在对光纤通信系统分析的基础上，利用Optisystem仿真软件，建立了高速大容量光纤系统的仿真模型，验证光纤通信系统的各个器件的某些参数与高速光纤通信系统特性的关系。

具体包括光源器件的激光器调制频率和偏置电流与系统特性的关系，光纤的损耗和色散以及光放大器对系统特性的影响，接收机的光电检测器与系统性能的关系，再有对波分复用进行仿真分析。

在本仿真设计中，首先，对光纤通信系统性能与其部分参数关系的验证。

得到如下结论：在其他参数相同的情况下，光偏置电流低于阈值电流时，系统的性能降低了。

在一般情况下，传输速率较低时，光纤通信系统的性能就越好；但在速率非常低时，系统的误码率并不会降低而会上升，而且系统的有效性会降低。

光纤的长度，色散和损耗都对系统性能有一定的影响，光纤信道长度增加会使系统信号变弱。

色散和损耗都是光纤的固有特性，在长度一定时，它们的参数是一定的。

但系数的大小就决定着信号传输长度和传输质量。

在光纤传输信道中加入光放大器，可以使信号能量增加，但也会使信道噪声随之增加。

光检测器是光纤通信系统接收端的重要器件，为了提高光电检测器的响应速度和光电转换效率，设计出了PIN光电二极管，为使光电检测器有较大的输出电流，利用半导体的雪崩倍增效应制成了APD雪崩二极管。

这两者各有各的优点，应用于不同的领域。

对波分复用器进行了仿真。

复用器又称合波器，其功能是将多个单通路光信号合成为一路合波信号，然后耦合进同一根光纤传输。

解复用器又称分波器，它的作用是在收端将一根光纤传输的合波信号再还原成单路波长光信号，然后分别耦合进不同的光纤信道中。

其次在对光纤通信系统分析的基础上，在Optisystem光仿真软件中对传输速率为10Gb/s，传输距离为40Km的单模光纤通信系统进行仿真，设计了光纤通信系统的仿真模型。

通过前部分对系统各器件的部分参数与系统性能影响的验证，对系统的各项参数进行调试，并最终得出高速光纤通信系统特性，以及一组比较优化的系统参数，使误码率达到10-9以下。

目   录 1  绪论………………………………………………………………………………1 1.1  光纤通信系统概述………………………………………………………………2 1.2  系统仿真原理………………………………………………………………………2 12  朱林，王国忠，夏历，谢世钟. 光纤通信系统的计算机仿真.光电子激光， 13  张明德，孙小菡. 光纤通信原理与系统(第三版). 南京：东南大学出版社，2003 14  T YU,W M Reimer,V S Grigoryan A M ean field approach for simulating wavelength- division multiplexed systems[J].IEEE photon Technol Lett,2002,12(4).443-445 内容简介简单介绍本毕业设计的课题为改建一级双幅四车道的设计。

选线以后，主要内容是完成该的平曲线设计、纵断面设计、横断面设计、路基路面的结构设计等工作。

在这些内容的设计中需要综合运用四年中学习到的大部分知识，例如：工程制图、工程地质、基础工程、、路基、路面、公路勘测设计等。

在编制过程中查阅、参考了有关的定额、规范等书籍，尽量力求完美。

通过这次毕业设计我感到自己运用知识和全面考虑问题的能力有了很大的提高，进一步巩固了专业知识，使自己的专业素质得到一定程度的提高。

5.4 路基排水……………………………………………………………25 第六章<SPANstyle="mso-spacerun: yes">  路面设计 ……………………………………………………</SP AN>29 <pclass='Uds736'> 6.1概述…………………………………………………………………29 6.2水泥混凝土路面设计 ……………………………………………… 30  参考文献………………………………………………………………….34 <fontcolor='#9a9a9a'> 专题………………………………………………………………………35 附录………………………………………………………………………40 <pclass='Uds736'> 致谢………………………………………………………………………41 <o:p> </o:p> 图纸（总计14页） 路线纵断面图(共7<SPANstyle="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'">张) <spanclass='Uds736'> 标准横断面设计 路线横断面图（共<SPANlang=EN-US>6张） 大豆油和芝麻油指纹图谱的建立(字) 摘  要：本文研究采用索氏抽提法提取大豆油和芝麻油，然后采用酸碱结合法对油脂进行甲酯化，再通过气质联用技术（GC-MS）分析，建立大豆油和芝麻油的标准指纹图谱，并对油脂脂肪酸进行相似度分析，研究结果可为食用油掺假研究提供科学依据。