光发送机仿真

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
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
【相关文献】
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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 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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 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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。

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。

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。

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。

论文题目：基于optisystem光发送机设计中铌酸Mach-Zehnder调制器的啁啾分析专业：学生：签名：指导教师：签名：摘要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）。

在高速光纤通信系统中，Mach-Zehnder集成光波导电光调制器作为一种信号源的外调制器，它可以获得很窄的调制信号谱宽，降低光纤色散的影响。

此外，Mach-Zehnder 集成光波导电光调制器调制速率高，能很好的满足光纤通信系统向更高速率发展的要求。

这些特点令它成为当前大容量光纤传输网络和高速光电信息处理系统中的关键器件，并有着广阔的发展前景。

本毕业设计主要完成的内容：基于optisystem的光纤通信系统中的光发送机设计，它的作用是将电信号转变为光信号，有效地把光信号送入传输光纤, 并详细讨论了影响啁啾参数的因素。

导出了Mach-Zehnder结构外调制方式调制器的啁啾参数表达式,研究表明该结构调制器频率啁啾不为零,而且调制器的直流偏置漂移对啁啾的影响很小。

【关键词】光纤通信，光发送机，Optisystem，啁啾分析【论文类型】论文topic: Based on optisystem optical transmitter design niobic acidAnalysis of Mach-Zehnder modulator chirpMajor:Name: Signature:Supervisor:Signature:ABSTRACTAs a complete optical communication system, optical transmitter is an important part of it, it is the role of the electrical signals into light signals, and effectively put the light signal into the transmission fiber. The core of an optical transmitter is the source and driving circuit. Now widely used two kinds of semiconductor light source: light emitting two tubes (LED) and laser diode (LD) .In high-speed optical fiber communication system, Mach-Zehnder integrated optical waveguide electro-optic modulator as a signal External modulator source, it can obtain the modulation signal is very narrow spectral width, reducing the effect of fiber dispersion. In addition,Mach-Zehnder integrated optical waveguide electro-optic modulator modulation rate is high, can be very good to meet the fiber optical communication system High speed development requirements. These features make it become large capacity optical fiber transmission network and high speed optical telecommunication the key device, information processing system, and there are broad prospects for development.This paper mainly completed the design of optical transmitter in optical fiber communication systems, it is the role of the electrical signals into light signals, and effectively put the light signal into the optical fiber, the chirp parameter expression modulator Mach-Zehnder external modulation is deduced, studies show that the structure of the modulator frequency chirp is not zero, but the impact is very small DC bias on the chirp modulator. Factors affecting the chirp parameter are discussed in detail.【Keywords】Optical communication, Optical transmitter, Optisystem, Analysis of chirp 【Type of thesis】Thesis type目录1 绪论 (3)1.1研究背景及意义 (4)1.2国内外研究状况 (5)1.3研究的主要内容 (6)1.4本章小结 (6)2光发送机 (7)2.1光发送机的结构 (7)2.2光发送机的作用 (8)2.3光发送机的调制方式 (9)2.3.1 直接调制方式 (9)2.3.2外调制方式 (10)2.4光发送机的主要技术指标 (10)2.4.1 平均发光功率Ps (11)2.4.2 谱宽δλ (11)2.4.3光源器件的寿命 (12)2.5本章小结 (12)3铌酸锂的性质及应用 (12)3.1铌酸锂晶体的介绍 (12)3.2铌酸锂生长方法 (14)3.2.1双柑祸连续加料法 (14)3.2.2助熔剂法 (14)3.2.3气相输运平衡技术 (14)3.3铌酸锂的光学性质 (14)3.3.1紫外可见光谱 (14)3.3.2折射率 (15)3.4铌酸锂调制器 (15)3.5铌酸锂的研究价值 (16)3.6本章小结 (16)4.光发送机（Optical Transmitters）设计 (17)4.1 Optisyetem软件简介 (17)4.2光发送机设计 (18)4.2.1设计原理 (18)4.2.4数据分析 (27)4.3 本章小结 (28)5 总结和展望 (29)参考文献 (31)1 绪论1.1研究背景及意义随着现代电子技术的发展，通信技术正向着数字化、网络化、智能化和宽带化的方向发展。

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。

光发射机消光比测试实验报告一、实验目的1、了解数字光发射机的消光比的指标要求。

2、掌握数字光发射机的消光比的测试方法。

二、实验器材主控&信号源模块2号数字终端&时分多址模块25号光收发模块23号光功率计模块三、实验原理消光比定义为：式中P00是光发射机输入全“0”时输出的平均光功率即无输入信号时的输出光功率。

P11是光发射机输入全“1”时输出的平均光功率。

从激光器的注入电流（I）和输出功率（P）的关系，即P-I特性可以清楚地看出消光比的物理概念，如下图所示。

由图可知，当输入信号为“0”时，光源的输出光功率为P00,它将由直流偏置电流Ib来确定。

无信号时光源输出的光功率对接收机来说是一种噪声，将降低光接收机的灵敏度。

所以从接收机角度考虑，希望消光比越小越好。

但是，应该指出，当Ib减小时，光源的输出功率将降低，光源的谱线宽度增加，同时，还会对光源的其它特性产生不良影响，因此，必须全面考虑Ib的影响，一般取Ib=(0.7～0.9)Ith(Ith为激光器的阈值电流)。

在此范围内，能比较好地处理消光比与其它指标之间的矛盾。

考虑各种因素的影响，一般要求发送机的消光比不超过0.1。

在光源为LED的条件下，一般不考虑消光比，因为它不加直流偏置电流Ib，电信号直接加到LED上，无输入信号时的输出功率为零。

因此，只有以LD作光源的光发射机才要求测试消光比。

四、实验步骤1、登录e-Labsim仿真系统，创建实验文件，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2号模块TH7(DoutD)连至25号光收发模块的TH2(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）。

（4）将开关J1拨为“10”，即无APC控制状态。

开关S3拨为“数字”，即数字光发。

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作者：徐云霞时翔汤祺金维东来源：《无线互联科技》2021年第06期摘要：将虚拟仿真与光纤通信融合，进行系统的设计、仿真和调试，通过数据分析进行系统优化，大大减少了光纤通信网络规划及工程实施的实际支出。

文章利用Optisystem工具进行光纤通信系统的辅助设计，建立光发送机、接收机及波分复用系统的电路模型，进行噪声与信号波形的仿真与分析，以期达到系统的优化。

关键词：光纤通信;虚拟仿真;波分复用;Optisystem0 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。

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）设计光波系统简介光波系统使用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）设计色散简介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）孤子和孤子系统简介孤子系统模型设计案例：9结语1 光发送机（Optical Transmitters）设计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，如下图所示：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。

前者适宜于短距离低速系统，后者适宜于长距离高速系统。

毕业设计(论文) 光纤通信系统的仿真分析电子科技大学中山学院教务处制发光纤通信系统的仿真分析摘要光纤通信系统是以光为载波，利用纯度极高的玻璃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。

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。

本文对光纤通信系统的仿真进行了深入的探讨，首先介绍了光纤通信系统的特点及构成，接着对光纤通信系统仿真软件Optisystem的简单介绍并对传输速率为10Gb/s的光纤通信系统进行仿真设计和分析，详细介绍了仿真的流程和分析后的结果并作出总结。

关键词：光纤通信系统；Optisystem；仿真Simulation Analysis of Optical FiberCommunication SystemAbstractOptical fiber communication system u sed optical wave as carrier，and very fine optical fiber made of high purity glass as transmission medium. It can transmit information through photoelectric conversion.Optical 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.The paper discusses in depth the simulation of optical fiber communication system，firstly the characteristics and structure of Optical fiber communication system was introduced, then the simulation software (Optisystem) was simply presented, and an optical fiber communication system with transfer rate of 10 Gb/s was simulated and designed, the process and result of simulation was detailed and the summary was made.Keywords: Optical fiber communication system; Optisystem; simulation目录1 绪论 (1)1.1 光纤通信概述 (1)1.1.1 光纤通信的优点 (1)1.1.2 光纤通信的缺点 (2)1.1.3 光纤通信的应用 (3)1.2 系统仿真原理 (3)2 光纤通信系统及其构成 (5)2.1 光发送机 (5)2.2 光纤线路 (5)2.3 光接收机 (6)2.4 光中继器 (6)3 光纤通信系统仿真软件 (7)4 数字模型建立与性能仿真分析 (8)4.1 发射系统模型的建立 (8)4.1.1 数字模型建立 (8)4.1.2 光源与系统性能关系的仿真分析 (8)4.2 传输系统模型的建立 (10)4.2.1 数字模型建立 (10)4.2.2 传输速率与光纤传输系统特性的关系 (11)4.2.3 光纤信道参数与光纤传输系统特性的关系 (13)4.2.4 光放大器对系统性能的影响 (17)4.3 接收系统模型的建立 (19)4.3.1 数字模型建立 (19)4.3.2 光电检测器与系统性能关系的仿真分析 (20)4.4 波分复用系统仿真分析 (22)5 光纤通信系统仿真实验 (25)5.1 10Gb/s光纤通信系统模型的建立 (25)5.2 仿真结果分析 (26)5.3 光纤通信技术的发展现状及趋势 (28)5.3.1 光纤通信技术的现状 (28)6 结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)1 绪论1.1 光纤通信概述通信是指两个或多个实体之间交换信息的过程，而通信系统是该过程的具体实现。

Optisystem仿真在光电信息实验中的应用邹亚琪;薛同莲【摘要】文中针对光电信息综合实验中存在的问题,探索将Optisystem仿真融入实验环节,构建“基础型、综合型、创新型”的分层次实验体系.利用Optisystem 软件,学生可以直接使用器件库里光学元件构建光通信系统,灵活调整光学元器件参数,简化系统优化的过程,直观地模拟整个通信系统.这一改革,能切实提高学生的综合应用和创新设计能力.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2018(031)011【总页数】4页(P65-68)【关键词】Optisystem软件;光纤通信;软件仿真;实验改革【作者】邹亚琪;薛同莲【作者单位】南通大学理学院,江苏南通226001;南通大学理学院,江苏南通226001【正文语种】中文【中图分类】TP391“光纤通信技术”作为通信工程、光电信息工程、电子信息工程专业的核心课程，主要讲授光纤通信的基本概念、传输理论、系统组成、新技术等内容[1]。

为提高课程教学质量，配合开设了光电信息实验。

目前在实验过程中存在一些问题：(1)现有实验设备功能固定、扩展性差，仅仅是对基本原理的简单验证；(2)光纤通信设备价格昂贵，引进或建设专业实验室难度较大；(3)专业知识更新速度快，课本及现有设备难以反映最新的发展成果；(4)在现有陈旧设备上，学生难于验证、实践对知识的构想[2]。

基于以上原因，通过实验改革，利用Optisystem仿真弥补缺少硬件实验器材所带来的不足，丰富实验内容，提升实验质量；同时，加深了学生对系统理论知识的理解和提高了知识运用能力。

1 理论研究Optisystem 是Optiwave公司开发的一套光通信系统模拟软件，可以实现WDM/TDM 或 CATV 网络设计、SONET/SDH 设计、发送端、通道、放大器接收器设计、误码率估算以及对不同接收模式的系统性能估算等功能[3]。

在最新版本的Optisystem中还加入了无源网络(WDM-PON) 、光纤接入技术(FTTx)、无线光通信(OWC)、光纤无线电(ROF)、双向AWG、微波组件、极大似然估计(MLSE)、自由空间光通信(FSO)、空间以及极坐标图、高级分析工具与S参量提取等新功能。

1、概述1.1 光传操纵系统产生的背景·电传操纵及其缺陷目前新一代高性能军用、民用飞机上已广泛采用电传操纵系统（FBW：Fly-By-Wire)，电传操纵系统的优点是明显的，减轻了操纵系统的重量，减小了体积，提高了飞机操纵系统的可靠性、生存性，大大改善了飞机的操纵品质。

但电传操纵系统也有其自身的缺陷，其中最主要的是它不能防御雷电、电磁干扰(EMI:Electro Magnetic Interference)和电磁冲击(EMP: Electro Magnetic Pulse)等。

为了解决飞行控制系统的可靠性问题，现代飞机普遍采用多余度技术，无论采用多少重余度均不能防止雷电等干扰在信号传输线和电子器件中产生冲击电流和感应电压，使电传操纵系统烧毁或不能正常工作。

未来的飞机期望用复合材料代替现在使用的铝合金，这对于减轻飞机的重量、提高飞机机动性是极有利的，可减少飞机总重的15%～40%，但作为飞机蒙皮的铝合金外壳起着屏蔽罩的作用，它可以大大减轻飞机遭雷击等电磁干扰时对飞控系统的影响。

铝合金材料应用的减少甚至被复合材料完全替代意味着上述屏蔽作用的削弱乃至消失。

另外，现代飞机上电子设备日趋复杂，性能要求越来越高，飞机的大型化使各硬件间的距离又相当远，因而采用电传操纵系统进行信号传输必然导致电缆用量大增，线路布局复杂，不仅使飞机重量增加，而且也增加了各线路间串扰、地环流的相互影响。

·光传操纵的提出本世纪六十年代，英国标准电信研究所华裔科学家高锟（C.K.Kao）博士首先预言光导纤维用于信号传输的前景。

1970年美国康宁(Corning)公司研制成功20dB/km的低损耗光纤，正式揭开了光纤通信的序幕。

1975- 1 -年，2dB/km的低损耗光纤被开发成功，接着在1979年，被认为是接近理论极限值0．2dB/km的低损耗光纤再度开发成功。

从此光纤通信技术得到了飞速发展。

把光纤传输技术引入到飞行控制系统的信号传输，产生了光传操纵系统（FBL: Fly-By-Light)〖1，3〗。