用OptiSystem設计八路内调制波分复用系统.docVIP

软件设计报告 课程名称： 光通信系统设计 实验名称：八路内调制波分复用系统 实验日期：2011年4月13日--2011年4月17 日 光电综合设计概述 1.1 性质、目的与任务 光电综合设计是电子科学与技术专业集中实践性教学环节中的专业课程设计。通过本课程的学习与实践，不仅使学生能够基本掌握运用OptiSystem软件平台进行光纤通信系统的设计和仿真分析的方法，更重要的是使学生能够将在相关先修课程中所学的知识串接起来，初步形成在系统层面上分析问题和解决问题的能力，为毕业设计（论文）打下良好的基础。 1.2 设计内容、学时分配及基本要求 　　光电综合设计的课内总学时为32学时（2周）。教学活动已分散自学和集中上机相结合的方式进行。参加光电综合设计的同学首先利用分散自学时间复习相关课程内容，认真阅读设计指导书，针对课题的设计要求提出设计方案；然后利用集中上机时间对设计方案进行建模、仿真，根据仿真结果，进行设计修改和设计优化，形成最终设计方案。在上述工作的基础上，写出设计报告。 　　光电综合设计光通信系统设计的内容和基本要求见下表1.1. 表1.1 光通信系统设计内容和基本要求 序号 课题名称 课题内容及要求 课题类型 备注 1 OptiSystem的基本操作 熟悉OptiSystem界面，掌握基本操作。 综合 2 基本光纤通信系统设计 设计一个简单光纤通信系统，并利用OptiSystem仿真验证。 设计 3 WDM系统设计 设计一个四波分WDM光纤传输系统，并利用OptiSystem仿真验证。 设计 4 长距离光纤传输系统设计 设计一个4x2.5Gbit/s长距离光纤传输系统，并利用OptiSystem仿真验证。 设计 5 OADM设计 设计一个具有四波长通道双向OADM并进行仿真验证。 设计 6 EDFA设计 采取不同结构和泵浦波长设计一个EDFA，并利用OptiSystem仿真验证和设计有缘。 设计 1.3 课程考核 本课程设计以完成课题设计与仿真分析结果以及课程设计报告作为主要考核依据。 学生必须在规定时间内完成指定课题的设计和仿真验证分析，并由指导教师考核验收。 学生必须完成光电综合设计报告。报告包括： 课题任务及技术指标； 课题分析及设计思路； 系统设计； 仿真结果及结果分析，设计优化； 小结； 二、预备知识 1970年，美国康宁玻璃公司研制出损耗为20dB的石英光纤，证明光纤作为通信的传输每只是大有希望的。同年，半导体激光器实现了室温下的连续工作，为光纤通信提供了理想的官员。从此，便开始了光纤通信快速发展的时代。 在80年代，光纤通信得到极大地发展，波分复用技术，相干光纤通信系统，光纤放大器等技术已经受到人们的重视，并得到快速发展。 目前最引人瞩目的WDM全光通信，它是在传送网中加上光曾，在光上进行交叉连接和分叉复用，从而减轻电交换节点的压力，大大提高整个网络的传输容量和机电的吞吐容量，成为网络升级的首选方案，这也是当前光纤通信的研究热点。 光纤通信之所以得到如此迅速的发展，与光纤通信的优越性是分不开的，它的主要优点有： 1.传输损耗低； 2.尺寸小，重量请，有利于敷设和运输； 3.抗电磁干扰性能好，适合应用于有强电干扰和电磁辐射的环境中 ； 4.光纤之间的串话小（又称“串音”。通信线路上信号杂散耦合到其他通信线路造成干扰的现象）； 5.制造光纤的主要原料是二氧化硅，是地球上蕴涵最丰富的物质，取之不尽，用纸不竭； 2.1 简单光纤通信系统 　　一个基本的光纤通信系统是由发送机，传输介质（光纤），接收机三部分构成的。如下图2.1： 　　其中发送端包括光源、脉冲发射器、解调器等； 　　传输部分包括传输光纤、光纤放大器、色散补偿光纤等； 　　接收端包括PIN/APD光、放大器、低通滤波器、解调器等。 　　对于一个光纤通信系统，需要对系统的制式，速率，光纤选型加以完善，全面的考虑。 比如新建的长度干线和大城市的市话通信一般都应选择SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系，根据ITU-T的建议定义，是不同速度的数位信号的传输提供相应等级的信息结构，包括复用方法和映射方法，以及相关的同步方法组成的一个技术体制设备），长途干线已经采用STM-16，多路波分复用的2.5Gbit/s系统，甚至是10Gbit/s系统。 至于光纤，G652光纤目前已经大量敷设，是在1.3微米波段性能最佳的单模光纤。该光纤设计简单，工艺成熟，成本低廉，是实用性较好的光纤之一。 2.2 掺铒光纤放大器EDFA 2.2.1 EDFA的结构和工作原理 　　图2.2给出了