实验四 光纤通信系统仿真实验
【实验目的】
1. 掌握光纤通信系统的组成及各部分功能。
2.熟悉Optisystem实验环境,练习使用元件库中的常用元件组建光纤通信系统。
3. 利用Optisystem的仿真光纤通信系统,并进行分析。 【实验仪器】
Optisystem软件 计算机 【实验内容】
选择NRZ调制格式,直接调制,APD管,low pass gauss filter设计一光纤通信系统,并进行眼图、误码率、时域信号分析。 【实验原理】
OptiSystem给用户最重要的功能便是对光通讯系统的模拟,仿真和优化。它把各种分立的有源、无源的元器件有机的组合起来,组成了不同类型、不同用途的光纤通讯系统与网络。
对一个光纤通信系统的基本要求是: (1) 传输距离
(2) 要求的传输带宽及码率
(3) 系统的保真性(误码率BER、信噪比及失真等) (4) 可靠性和经济性
用户可以使用OptiSystem方便的设计光通讯系统的各种方案和模型。以解决实际应用中的各种具体问题。
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Eye Diagram Analyzer、BER Analyzer、Optical Time Domain Visualizer、Optical Power Meter、Optical Spectrum Analyzer、Oscilloscope Visualizer。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:
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图1 完整的光纤通信系统
2.设置相关参数。整体参数: User Defined Bit Sequence Generator “1001011010010110”,系统10G,入纤功率10dBm。APD管与PIN管的响应度设定为1A/W。
整体参数设置:系统传输速率10G. ,如下图
发送序列设置:1001011010010110 ,如下图
入纤功率设置:10dBm,如下图
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APD管的响应度设置:1A/W,如下图
光纤长度设置:50Km,如下图
3.观察入纤光功率,并对比调制前后的光信号频谱与时域波形。 4.解调后的信号波形,信号眼图,及误码率等分析。 【思考题】
选择NRZ调制格式,外调制(间接调制),APD管,low pass gauss filter设计一光纤通信系统,并进行眼图、误码率、时域信号分析。元件选用:光源选用CW laser ,调制器选用Mach-Zehnder Modulator,其他元件同上。
提示: 器件库
光源:Default/Transmitters Library/Optical Sources,然后根据要求选择光源,
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电脉冲发生器:Default/Transmitters Library/Pulse Gererators/Electrical/NRZ Pulse Generator;
比特序列信号发生器:Default/Transmitters Library/Bit Sequence Generators/ User Defined Bit Sequence Generator;
光纤:Default/Optical fiber,其中还有另外 2 类,可用根据需要选择; 接收器:Default/Receivers Library/Photodetectors;
分析装置:Default/Visualizer Library,里面有光域分析器和电分析器,例如电信号示波器 Oscilloscope Visualizer,光信号示波器 Optical Time Domain Visualizer 等。
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光纤通信系统仿真实验
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