光通信技术实验报告

江苏科技大学苏州理工学院 12通信工程 徐秋月1245711107光通信技术试验报告试验一光通讯系统WDM系统设计试验目的生疏Optisystem试验环境，练习使用元件库中的常用元件组建光纤通信系统。使用OptiSystem模拟仿真WDM系统的各项性能参数，并进展分析。试验原理光波分复用系统简介光波分复用是指将两种或多种各自携带有大量信息的不同波长的光载波信号适用于单模或多模光纤通信系统，同时也适用于单向或双向传输。波分复用系统的工作波长可以从0.8m到1.需求。WDM光通信构造组成滤波器：在WDM系统中进展信道选择，只让特定波长的光通过，并组织其他光波长通过。可调谐光滤波器能从众多的波长中选出某个波长让其通过。在WDM系统的光的谱宽以传输需要的全部信号谱成分，且带宽要窄以减小信道间隔。复用器/解复用器〔MUX/DEMU：将多个光波长信号耦合到一路信道中，或使混合的信号分别成单个波长供光接收机处理。一般，复用/解复用器都可以进展互易，其构造定的输出端口。试验软件介绍OptiSystem光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通讯系统到LANS和MANS都使用。一个基于实际光纤通讯系统模型的系统级模拟器OptiSystem1江苏科技大学苏州理工学院 12通信工程 徐秋月1245711107为一系列广泛使用的工具。OptiSystem允许对物理层任何类型的虚拟光连接和宽带光网络的分析MANS和LANS都适用。它的广泛应用包括：物理层的器件级到系统级的光通讯系统设计；CATVTDM∕WDM网络设计；SONET∕SDH的环形设计；传输器、信道、放大器和接收器的设计；色散图设计；不同承受模式下误码率〔BER〕和系统代价〔penalty〕的评估；放大的系统BER和连接预算计算。OptisystemOptisystem通过3局部来实现光纤通信系统仿真，即：器件库、光学方案图编辑器、图形演示。1、器件库放射器放射器件库包括了全部与光信号产生和编码相关的器件，例如半导体激光器、调制器、OptiSyste当使用外调制的CWMQW马赫－曾德尔调制器和电吸取法之间进展选择光纤WDM信号，OptiSystem承受一种非线性色散传播的单模光纤模型，用以说明信号的振幅和相位受影响的现象和效果。在很大的条件范围内，这个模型都可以真实的推测波形的失真、眼图的退化和信号的其它要素。接收器用户可以依据光探测器输入端的混合信号来选择不同的模型〔PSD〕来描述，PIN或者APD将承受基于高斯近似的准分析模型来计算噪声的作用。假设噪声是与信号混合在一起，那么使用适当的PFD来描述光电子统计时，这个模型可以增考虑不同滤波器形式来设计接收器。网络器件复用器∕解复用器，上路∕下路，阵列波导光栅，静态和动态开关，循环∕环形元件，穿插连接，·波长转换。无源器件· 滤波器，调制器，耦合器，分波器，合波器，环形器，隔离器，偏振器件，光纤光栅。光放大器EDFAWDM网络转发器到CATV接线OptiSystem用半导体激光器的多功能特性，可以完成放大和波长转换。观看仪以保存处理过的信号信息，而没有必要预先确定观看仪的类型。因此，一个OSA或WDM可以加在一样的监视器上，一旦一个计算完成，就不需要再次运算。2江苏科技大学苏州理工学院 12通信工程 徐秋月1245711107库中可以利用的观看仪包括：·光∕射频频谱，示波器∕光时域，眼图，误码率，WDM，功率计。2、光学方案图编辑器这个界面可以让用户快速而有效的创立和修改自己的设计。每个OptiSystem方案文件版本的计算结果可以合并起来进展比较。3、图形演示OSAOSNR，图形生成工具可以对任何参数扫描的任意结果进展比较设计中使用的几乎所用的参数的曲线，·生成的图形组尺寸可变、视角可变换，并将这些视图转变成可以保存和重使用的结果方案图，将复合图合并成3D图。试验要求建立八组外部调变激光、WDMMux8X1(八对一的分波多任务器)、马赫轮德尔调变器，使用光频谱和WDManalyzer分波多任务猎取每个信道的信号频谱和总功率。试验步骤建立使用外部调变激光的放射器4个外调激光组件复制选择的组件，然后粘贴，一共建立8组放射器从组件库中选择Default>WDMMultiplexersLibrary>MultiplexersWDMMux8X1拖曳到MainlayoutMach-ZehnderModulator的输出端到WDMMux8X1的输入端从组件库中选择Default>VisualizerLibrary>OpticalOpticalspectrumanalyzer拖曳到MainlayoutWDMAnalyzer拖曳到MainlayoutOpticalspectrumanalyzer的输入端和WDMAnalyzer输入端相连到WDMMux的输出端执行模拟：点击calculate按钮，点击Run按钮双击Opticalspectrumanalyzer8个同间距的信道信号。双击WDMAnalyzer8个同间距的信道的数据结果。试验内容系统设计布局图3江苏科技大学苏州理工学院 12通信工程 徐秋月1245711107WDM分析结果4江苏科技大学苏州理工学院 12通信工程 徐秋月1245711107试验二EDFA+WDM通信系统试验试验目的了解掺铒光纤放大器的主要性能。使用OptiSystem模拟仿真EDFA+WDM系统的各项性能参数，并进展分析。试验原理光放大器简介光放大器，尤其是掺铒光纤放大器〔EDFA〕的研制成功使光纤通讯技术产生了革命性电－光混合式中继器，从而可实现比特率及调制格式的透亮传输，尤其是和WDM技术的珠联璧合，奠定了向将来的全光通信进展的根底。光放大器分类主要有三类：5输入光信号光耦合器光隔离器光隔离器光滤输入光信号光耦合器光隔离器光隔离器光滤波器输出光信号掺铒光纤泵浦光源EDFA构造示意图半导体光放大器〔SOA，SemiconductorOpticalAmplifer〕掺稀土元素〔铒Er、镨Pr、铷Nd〕的光纤放大器；主要是是EDFA，还有PDFA等非线性光纤放大器，主要是光纤喇曼放大器〔FRA，FiberRamanAmplifier〕针对目前以EDFA的进展最为快速，应用也最为广泛，在本章中，主要以EDFA为主要介OptiSystem也供给了大量SOA,PDFA,FRA等等光放大器的元件库，为设计者供给了格外便利的分析工具和功能。掺铒光纤放大器的构造掺铒光纤放大器的英文缩写为：EDFA，其根本构造如下图。EDFA主要是由掺铒光纤ED、泵浦光源、耦合器、隔离器以及滤波器等组成。耦合器〔Coupler〕将输入光信号和泵浦光源输出的光波混合起来的无源光器件，一般承受波分复用器WD。隔离器防止反射光影响光放大器的工作稳定性，保证光信号只能正向传输的无源器件。掺铒光纤是一段长度大约为10~100m的石英光纤，将稀土元素铒离子Er3+注入25mg/kg。泵浦光源为半导体激光器，输出光功率约为10~100mW。光滤波器的作用是滤除光放大器的噪声，降低噪声对系统的影响，提高系统的信噪比。此外，依据泵浦光源的泵浦方式不同，EDFA又可包括三种构造方式：同向泵浦构造、反向泵浦构造和双向泵浦构造。EDFA主要优点包括增益高，带宽大、输出功率高、泵浦效率高、插入损耗低和对偏振不敏感等。试验要求建立八组外部调变激光、WDMMux8X1(八对一的分波多任务器)、Mach-zehndermodulator马赫轮德尔调变器光纤、掺铒光纤放大器EDFALOOPcontrol、WDMdemux1x8的信号频谱和总功率。6江苏科技大学苏州理工学院 12通信工程 徐秋月1245711107试验步骤从组件库中选择Default>OpticalFibersLibraryOpticalFiber拖曳到Mainlayout从组件库中选择Default>AmplifiersLibrary>Optical>EDFAEDFAIdeal拖曳到MainlayoutEDFA参数中的OpticalMode改成PowerControlOpticalFiber输出端和EDFAIdeal输入端相连从组件库中选择Default>ToolslibraryLoopcontrol拖曳到MainlayoutWDMMux8X1输出端连到Loopcontrol输入端EDFAIdeal输出端连到Loopcontrol其次个输入端，并把OpticalFiber输出端连到EDFAIdeal输入端从组件库中选择Default>OpticalFibersLibraryOpticalFiber拖曳到Mainlayout从组件库中选择Default>WDMMultiplexersLibrary>DemultiplexersWDMDeMux8X1拖曳到MainlayoutLoopcontrol输出端连到WDMDeMux8X1输入端从组件库中选择Default>VisualizerLibrary>OpticalOpticalspectrumanalyzer拖曳到MainlayoutOpticaltimedomainvisualizer拖曳到MainlayoutWDMAnalyzer拖曳到Mainlayout把每个观测的输入端连到WDMDeMux8X1的第一个输出端执行模拟：点击calculat