OptiSystem仿真在光纤通信实验教学中的应用_王秋光_解析
光纤通信系统的仿真分析optisystem
光纤通信系统的仿真分析optisystem光纤通信系统的仿真分析(Optisystem仿真附程序)编辑：admin 来源：毕业设计论文网浏览指数：1099 收藏本页：录入时间：2009-12-16 16:38:58摘要关键词光纤仿真optisystem 模型误码率信道simulation analysis of Optical fiber communication systemAbstractOptical 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. To establish a convenientand reliable optical fiber communication system simulation platform, the system depends on the physical characteristics of each module is derived and summarized, and establish a system of mathematical models of each module. Modeling the basic principle is not only describes the characteristics of the device, have a certain precision, and also take into account the complexity of calculating, a relatively fast pace of. At the same time, according to research purposes should also be different, adjust the model selected. In the optical fiber communication systems analysis, based on the use Optisystem simulation software, a high-speed large-capacity optical fiber systems simulation model, be a high-speed optical fiber communication system with the characteristics of the laser frequency modulation and bias current relationship, fiber The loss and dispersion, and other parameters of the simulation results. And the transmission rate of 10 Gb / s fiber-optic communication systemsdesign and simulation analysis.Key Words optical fiber simulation optisystem Model BER Channel光纤通信技术是一门多学科专业交叉渗透的综合技术。
基于OptiSystem的光纤通信实验项目的设计
在计算机上对光纤通信技术课程实验进行传输系
科学与工程专业的核心专业课程之一ꎬ学生对该
题和解决问题的能力ꎮ 利用 ＯｐｔｉＳｙｓｔｅｍ 仿真软件
作的熟悉和应用程度ꎮ 在该课程的教学中把理论
统设计ꎬ学生结合理论知识设置参数ꎬ观测光功
教学和实践教学融合在一起ꎬ遵循“ 学习￣实践￣学
率、光谱和时域波形及眼图的张开情况ꎬ比对参数
实验课时中ꎬ通过动手实践设计ꎬ理论联系实际ꎬ
出实验报告和收获ꎮ
掌握光纤通信专业的基础知识ꎬ为毕业后从事相
２.２ 设计实例
关专业技术工作进行预演 [４] ꎮ
光纤通信实验整体设计依靠 Ｏｐｔｉ Ｓｙｓｔｅｍ 仿
１ 非线性效应影响:１) ＰＭＤ 仿真分析ꎻ２) ＸＰＭ 和 ＦＷＭ 仿真分析ꎻ３)
拉曼散射仿真分析ꎻ
２ 新型调制技术:１) ＤＰＳＫ 数字调制技术( 脉冲产生仿真、ＤＰＳＫ 调制
编码解码仿真、阈值检测仿真、发设计仿真、ＤＰＳＫ 发射机和接收机
仿真、ＤＰＳＫ 眼图仿真) ꎻ２) ＯＱＰＳＫ 数字调制ꎻ
基于 ＯｐｔｉＳｙｓｔｅｍ 的 ４０Ｇ 单模光纤的单信道传输系统设计ꎮ
使用 ＯｐｔｉＳｙｓｔｅｍ 进行激光器性能仿真ꎻ
使用 ＯｐｔｉＳｙｓｔｅｍ 进行激光器发射和调制仿真ꎻ
使用 ＯｐｔｉＳｙｓｔｅｍ 进行 Ｍ￣Ｚ ＬＮ 调制仿真ꎮ
收稿日期: ２０１９￣０１￣２０
基金项目: 黄河科技学院教育教学改革研究项目( ＪＧＹＢ２０１７０３５) ꎻ教育部产学合作协同育人项目( ２０１８０２３３００２３) ꎻ郑州市重点建设
习” 的方式ꎬ通过对理论知识的学习和理解ꎬ进入
状态下生成的二维图曲线ꎬ对实验结果进行分析
实验室进行实践操作ꎬ用实践教学验证和巩固理
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]。
仿真技术在光纤通信实验教学中的应用
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图２ 光 谱 右 移Ｏ ｐ ｔ ｉ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ系统
２ 巾， 连续 波 激 光 搽 发 ｝ Ｉ ｛ 的激 光 ， 输 入 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ￣ ［ Ｉ 件， 使 用 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｔ 组 件 对 其进 行 频 移操 作 。注 意 ： 需要￣ Ｅ Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ 组件 巾的 “ Ｓ ａ ｍ ｐ ｌ ｅ 【 ｌ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｄ ｏ ｍ ａ ｉ ｎ ” 发 髓 为“ Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ” ， 表 示 在 频 域 采 集 俯 把 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ 组 件 中 的“ Ｒ ｕ ｎ Ｃ ｔ ） ｎ ｌ ｎ ｌ ａ ｎ ｄ ” 设 置 为Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ 脚本 的 以下 足 编 写 的Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ 脚小 代 码 ， 名字为ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｅ ｈ ＿ ｓ ｈ ｉ ｔ ｆ ． ｍ
； 《， ｍ
ｆ ＝ ｌ ｎ ｐ ｕ ｔ Ｐ ｏ ｒ ｔ １ ． Ｓ ａ ｍ ｐ ｌ ｅ ｄ ． Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ； ％输 入光 信 号 的频 谱 Ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ Ｐ ｏ ｒ ｔ １ ． Ｓ ａ ｍ ｐ ｌ ｅ ｄ ． Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ＝ ｆ ＋ １ ｅ ＋ １ ２ ： ％输 出 光 谱 频 率 移Ｉ ｒ ｒ Ｈｚ 使 川 光 谱 仪 分 别 测 试 连 续 波 激 光 器 的 输 出 光 谱 和 经 过 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ 组 件 处 理 过 后 的 光 ， 分 别 如 罔３ （ ａ ） 和（ ｂ ） 所示 。
圈
OptiSystem在光纤通信实验教学中的应用
OptiSystem在光纤通信实验教学中的应用作者：段武来源：《中国新通信》2015年第02期【摘要】光纤通信技术是当代通信技术发展的最新成就，在信息传输的速率和距离、通信系统的有效性，可靠性和经济性等方面取得了卓越的成就。
使通信领域发生了巨大的变化，已经成为现代通信的基石，是信息时代的主要物质基础。
本文结合自己的实际教学经验，着重对光纤通信实验教学中使用OptiSystem仿真软件进行简要分析。
【关键词】光纤通信 OptiSystem 实验教学光纤通信以其独特的优越性、极大的传输容量而成为当今世界信息传输的主要手段，并已获得了普遍应用。
《光纤通信技术》是“通信工程”的一门专业必修课。
该课程以讲授光纤通信的基本概念、基本原理和基本分析方法为主，在开设理论课的同时也开设了光纤通信技术实验课程。
本文主要分析了在实验设备缺乏的情况下，如何使用OptiSystem仿真软件开展光纤通信技术实验。
一、光纤通信实验教学的现状红河学院是2003 年 4 月，经教育部批准，由蒙自师范高等专科学校和云南广播电视大学红河分校合并组建的省属综合性普通本科院校。
2010年红河学院经省教育厅批准开设通信工程专业。
到目前为止已有一届毕业生，专业学生人数达400人。
目前《光纤通信技术》课程存在的一个亟待解决的问题是理论与实践环节的严重脱节。
光纤通信实验室还没有开始建设。
各种实验设备及器材相当缺乏。
譬如最基本的光功率计，光纤活动连接器，LED光源，LD激光器，PIN光电检测器，APD光电检测器等一系列实验设备缺乏。
严重影响了理论及实验课程的讲授。
在短时间内要建设光纤通信实验室需要大量财力，物力，人力。
为了解决实验设备不足的问题，借鉴了其他高校的先进思路。
通过软件仿真的方法弥补实验硬件的不足。
将业内领先的光通信仿真软件OptiSystem应用到《光纤通信技术》课程教学中。
OptiSystem可以帮助用户规划、测试和模拟几乎传输层所有的光纤系统，包括局域网、城域网和广域网，也提供了从组件到系统各个层面的传输层光通信系统设计和规划，并仿真出分析结果和应用。
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。
浅谈Optisystem仿真在光纤通信教学中的应用
浅谈 Ｏ ｐ ｔ ｉ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ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 ： Ｇ７ １ ２
摘 要
江苏・ 苏州
２ １ ５ ２ ０ ０ ）
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ７ ８ ９ ４ （ ２ ０ １ ４） ２ ３ — ０ ０ ６ ６ — ０ ２ 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 Ｌ Ａ Ｎ Ｓ和 ＭＡ Ｎ Ｓ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， Ｏ ｐ ｔ ｉ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ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ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｏ ｉ ｒ ｅ ｓ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ ｍｏ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｕ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ
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
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王秋光;张亚林;胡彩云【期刊名称】《宁波职业技术学院学报》【年(卷),期】2015(19)1【摘要】介绍了光纤通信实验教学中的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。
结果表明，OptiSystem仿真实验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。
%This paper introduces 5 OptiSystem simulation experiments in the experiment teaching of optical fiber communication, simulation model and model parameter settings of each experimental item and a brief analysis of the simulation results are given. OptiSystem simulation experiment is beneficial to students understanding abstract the theory on the course of optical fiber communications.【总页数】4页(P69-72)【作者】王秋光;张亚林;胡彩云【作者单位】广州大学松田学院，广州 511370;广州大学松田学院，广州511370;广州大学松田学院，广州 511370【正文语种】中文【中图分类】TN929.11;TP391.9【相关文献】1.Optisystem 虚拟仿真在光纤通信实践教学中的应用探讨 [J], 唐志军;吴笑峰;席在芳;吴亮红2.OPTISYSTEM在“光纤通信”新技术实验教学中的应用 [J], 陈琳;徐悦婷;朱武;初凤红3.浅谈Optisystem仿真在光纤通信教学中的应用 [J], 李向莉4.OptiSystem仿真在光纤通信实验教学中的应用 [J], 王秋光;张亚林;胡彩云;赵莹琦5.OptiSystem软件在光纤通信实验教学中的应用 [J], 王学勤;郑艳彬因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
仿真在光纤通信教学改革中的应用
纤通信新技术 的基本原理及应用 。
光 纤 通 信 的 整 个 理 论 教 学 体 系 中 ，很 多 定 理 都 伴 随 严 格 的数 学证 明 和 复 杂 的 概 念 ，并 且 很 多概 念 比 较 抽 象 。 比如 ：
Ｏｐ ｔ ｉ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｓ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｔ ｏ ｃ ｌ ａ ｓ ｓ ｒ ｏｏ ｍ ａ ｎ ｄ ｅ ｘ ｐｅ ｒ ｉ —
ｔ ｈｅ ｏｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｄ ｅ ｅ ｐ，ｋｎ ｏ ｗｌ ｅ ｄ ｇｅ ｕ ｐｄ ａ ｔ ｅ ｆ ａ ｓ ｔ ，ｔ ｈｅ ｏ ｒ ｙ ａ ｎｄ ｐｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ｌ ｉ ｎ ｋ ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ｌ ｙ ，ａ ｎ ｄ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｔ ｒ ａ ｉ ｎｉ ｎｇ ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ａ ｎｄ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎｔ ｓ ，
和 独立设 计 的能 力。
难 度 较 大 ；３ ）专 业 课 知 识 更 新 速度 快 ，课 本 及 现 有 设 备 难 于 反 映最 新 的发 展 成 果；４ ）学 生 难 于验 证 、实 践对 知识 的构 想 。 基 于 以上 原 因 ，本 课 程 的 教 学 改 革 立 足 于 将 Ｏ ｐ ｔ ｉ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ 仿真 技 术 融 入 光 纤 通 信 的 教 学 中 。
文 章编 号 ：１ ６ ７ １ — ４ ８ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ２ ４ — ０ １ ０ ４ — ０ ２
Ａ ｐｐ¨ ｃａ ｔｉ ｏ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｓｉ Ｉ ｌ ｌ ＵＩ ａ ｔｉ ｏｎ ｉ ｎ Ｏ ｐ ｔｉ ｃ ａｌ Ｆｉ ｂ ｅｒ Ｃ ｏ ｍ ｍｕ ｎｉ ｃ ａ ｔｉ ｏ ｎ
Optisystem软件应用于《光纤通信》课程中的教学设计
Optisystem软件应用于《光纤通信》课程中的教学设计作者：柯润宇题潇颖叶成荫来源：《科技风》2018年第30期摘要：目前光纤通信课程的讲授，多以板书和多媒体相结合，学生对一些重点难点知识点，往往理解不透，且与实际脱节，缺乏未来工作中必备的系统设计能力，现将Optisystem应用于课堂理论教学中，并对教学环节进行设计，教学效果表明，Optisystem软件与教学的结合，使学生更易于理解课本内容，提高了教学质量和学生的学习兴趣。
关键词：光纤通信； Optisystem；教学设计1 光纤通信理论教学存在问题及改进光纤通信是一门多学科交叉融合的课程，具有涉及知识面广、基础理论深、技术更新快等特点。
[1]目前光纤通信课程的教学通常是将光纤通信系统分为光纤、半导体光源、光发端机、光接收机等模块分别进行讲解，只有简单的以框图形式对光纤通信系统进行的总体功能描述，很少对各子模块进行系统层面的介绍，造成学生不仅重要知识点理解不透，而且缺少综合性的整体概念，更没有形成完整系统的设计能力。
同时，由于缺乏实际工程项目的训练，学生不能将所学理论知识和实际应用结合起来，虽然通过理论和实践教学环节学到了一些专业知识，但不清楚这些知识用在何处以及如何运用。
[1]OptiSystem是一款实用的光通讯系统模拟软件包，它能快速便捷地对不同光网络进行设计和检测，同时能利用各种虚拟观测设备进行分析，操作简单、结果直观。
[2]目前虽有把Optisystem软件引入光纤通信课程实验教学中的案例，但是因为实验学时有限，且远远迟于理论教学，造成学生上实验之时已缺乏学习兴趣，理论理解不深，仅依靠有限的实验已然不够，可以提前将Optisystem软件引入到理论教学中，让学生对教材上的内容有更直观的理解。
2 利用OptiSystem进行光纤通信辅助教学的设计光纤通信主要内容包括光源的发光机理、特性以及以光源为主要组成部分的光发端机、光纤波导传输机理、光电检测器的光电转换原理及其特性以及以光电检测器为主要组成部分的光接收机、波分复用技术和掺饵光纤放大器等光纤通信系统相关技术。
基于OptiSystem的光纤通信系统的仿真与分析
2020年34期创新前沿科技创新与应用Technology Innovation and Application基于OptiSystem 的光纤通信系统的仿真与分析*雒明世，郑圆圆（西安石油大学计算机学院，陕西西安710065）光纤通信是现代通信网的核心技术之一，如今全世界的光纤通信行业都在高速发展。
Optisystem 软件是一种帮助研究人员有效分析光通信系统的工具，它主要是利用搭建仿真模型代替实际中构建系统模型以评估系统性能，搭建系统模型如图1所示。
1光源对系统性能影响的仿真分析光纤通信系统中，光源作为光发射机的核心设备，作用是将电信号转换为光信号。
在光源中，输出光功率影响系统的传输距离，输出光功率小，信号传输的距离短，而输出光功率太大，会引起光纤非线性效应[1]。
分析输出光功率对系统的影响，仿真结果如图2、图3、图4所示。
可以看出，增加输出光功率，眼图线迹变细，形状变端正，失真变小，系统性能变好。
即输出光功率越大，系统性能越好，反之系统性能则越差。
2光纤的损耗系数对通信系统性能的影响损耗系数影响光纤损耗，即影响系统性能，先分析损耗系数如何影响系统性能，仿真结果如图5、图6、图7所示。
依据眼图的观察方法，增加衰减系数，眼图线迹变粗，信号失真变大，系统性能变差。
因此，在传输距离、色散系数恒定的情况下，系统的性能受衰减系数影响，衰减系数越小，光纤通信的性能越好，反之系统性能则越差。
3光纤的色散系数对通信系统性能的影响分析色散系数对光纤通信系统的性能影响，仿真结果如图8、图9和图10所示。
色散对光纤通信系统的危害很大，影响系统性能[2]。
依据眼图的观察方法，对比图8、图9和图10可以发现，增大色散系数，眼图的线迹变粗，信号失真变大，系统性能变差，反之系统性能变好。
4光电检测器对系统性能影响的仿真分析光电检测器是接收系统的重要组成部分，对系统性能摘要：在光纤通信系统向着更大容量、更快速度的发展过程中，应用OptiSystem 软件对光纤通信系统进行仿真，是在不浪费光纤资源的情况下十分便利的一种手段。
OPTISYSTEM在“光纤通信”新技术实验教学中的应用4页word
OPTISYSTEM在“光纤通信”新技术实验教学中的应用针对光纤通信的课程特点，本文利用OPTISYSTEM仿真?件，基于正交频分复用技术，构建光纤通信系统模型。
通过OPTISYSTEM软件对发射机、电光调制、光纤信道、光电检测和接收机等模块进行仿真分析，有效地提高了学生的实验效率，节省了教学成本。
一、OPTISYSTEM仿真软件简介OPTISYSTEM是OPTIWAVE公司开发的一套光通信系统模拟软件。
在OPTISYSTEM系统仿真实验中，学生可以通过调整光学元器件参数，对通信系统进行优化设计，直观地模拟整个光纤通信系统的传输过程。
利用仿真软件进行系统性能分析，有利于引导学生对复杂系统进行探索，提高学生对系统性能的全面认识。
本文利用该软件搭建基于相干检测光正交频分复用系统，并对光谱、星座图等进行比较分析。
二、光OFDM系统仿真模型相较无线通信领域，OFDM技术在光通信中的研究相对较晚。
直到2005年，Jolley等人提出将无线通信的OFDM技术应用到高速光纤传输领域，人们才开始考虑将OFDM技术用于光通信，即光正交频分复用系统。
光OFDM可以分为直接检测光OFDM和相干检测光OFDM两种。
相干检测光OFDM结合了相干光检测和OFDM技术优势，可有效利用光谱资源实现大容量、长距离传输。
CO-OFDM系统框图如图1所示。
相干检测光正交频分复用系统可分为五个功能模块：RF-OFDM发射机；电光调制模块；光信道；光电检测模块；RF-OFDM接收机。
各模块具体性能如下：（1）RF-OFDM发射机：如图2所示，将二进制高速比特率数据进行QAM星座调制，并通过串并（S/P）变换成N个低速比特率并行数据。
再对复数数据作IFFT变换，并通过并/串转换将N路并行载波变为串行数据作为一个OFDM符号。
然后，利用模数转换（DAC），将符号变为模拟信号，即得到射频OFDM信号。
（2）电光调制模块：如图3所示，将射频电域OFDM信号，利用电光调制模块转换为光信号进行传输。
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作者：王秋光张亚林胡彩云来源：《宁波职业技术学院学报》2015年第01期摘要：介绍了光纤通信实验教学中的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。
结果表明，OptiSystem仿真实验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。
关键词： OptiSystem；光纤通信；仿真；实验教学中图分类号： TN 929.11，TP 391.9 文献标志码： A 文章编号： 1671-2153（2015）01-0069-040 引言光纤通信是一门理论性和实践性都很强的电子信息类专业课程，涉及光学、电磁场及通信等多方面理论基础知识和光纤光缆、光器件光端机、光纤通信系统设计及网络等实践应用问题。
光纤通信实验一方面可以帮助学生直观形象地理解抽象繁冗的理论教学内容，另一方面用以提高学生的实际工作技能，为从事实践技术工作奠定必要基础。
光纤通信实验的内容通常有：光纤接续、OTDR测量光纤参数、LD（LED）光谱特性测量、光纤接收发送系统实验等[1-2]。
从帮助学生理解理论教学内容的角度看，采用OptiSystem仿真技术更具优势[3-4]。
OptiSystem是一款创新的、发展迅速的强大软件设计工具，用户可使用该工具对从 LAN、SAN、MAN 到超长距离等众多光网络的广谱物理层中的几乎所有光学链路进行规划、测试仿真。
它可以提供从元件到系统级别的传输层光通信系统设计和规划，并且能够直观地呈现分析和方案，可以最大程度地降低时间要求和光学系统、链路和元件的设计相关成本[5]。
1 OptiSystem仿真实验为配合光纤通信课程教学内容的学习，本研究选取了光纤的色散[6]、激光器的调制频率特性、掺铒光纤放大器、光接收机及WDM系统[7]等5个OptiSystem仿真实验。
1.1 光纤的色散实验光纤介质的非线性使接收的光脉冲包络的形状会发生变化，引起传输波形的展宽。
基于Optisystem的光纤通信系统设计与仿真
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。
仿真技术在光纤通信实验教学中的应用.doc
仿真技术在光纤通信实验教学中的应用摘要：本文将Optisystem和Matlab联合仿真技术引入光纤通信实验教学，学生通过虚拟仿真技术，更清晰直观地进行实验，并且节省硬件设备投资，取得良好的教学效果。
关键词：仿真技术光纤通信实验技术应用随着通信技术的迅猛发展，光纤通信作为通信专业的一门重要必修课程，在培养通信人才能力的角色中扮演着越来越重要的作用[1]。
光纤通信是一门物理学和通信学的交叉学科，其中涉及很多物理学和通信学科的基础理论和基础知识，这给学生学习掌握好这门课程带来很大的挑战。
光纤通信作为一门工程学科，不仅仅教授理论内容，其实践内容也占有非常重要的地位。
由于资金的限制，电信级的设备无法购入，因此光纤通信实验课基本以试验箱为主，再配合其他测试仪器完成实验教学，这种模式存在诸多问题，比如实验设备具有使用寿命、易老化；实验项目方法单一、缺乏灵活性；很难进行综合性开发、二次开发；难以深入了解其内部工作原理等。
随着计算机仿真技术的发展，国内外高校越来越重视该技术在实验教学中的应用，目前各大高校已经陆续开始建设虚拟仿真实验室。
本文将Optisystem和Matlab联合仿真技术引入光纤通信实验教学中，不仅克服了传统实验教学的弊端，还带来了实验开设的便利性、重复性、精准性等优势，取得了良好的教学效果。
1。
Optisystem仿真系统Optisystem是加拿大Optiwave公司推出的一款计算机仿真系统[2]，主要用于光纤通信系统的器件仿真、系统设计等。
Optisystem提供了良好的可扩展性，可与Matlab进行联合仿真，只需要在仿真系统中添加一个Matlab组件即可，使用起来方便简单[3]。
在使用Optisystem与Matlab协同仿真的时候，首先要了解Optisystem的信号输入Matlab工作空间的格式。
其数据格式如图1所示。
图1Matlab空间数据格式由图1（a）可以看出，Optisystem的信号格式包括“TypeSignal”，字符类型，表示该信号的类型为光信号、电信号或二进制信号；“Sampled”，结构体，Optisystem的信号就包含在该字段当中。
Optisystem软件应用于《光纤通信》课程中的教学设计
'光纤通信理论教学存在问题及改进 光纤通信是一门多学科交叉融合的课程具有涉及知识面 广基础理论深技术更新快等特点$ 目前光纤通信课程的教 学通常是将光纤通信系统分为光纤半导体光源光发端机光 接收机等模块分别进行讲解只有简单的以框图形式对光纤通 信系统进行的总体功能描述很少对各子模块进行系统层面的 介绍造成学生不仅重要知识点理解不透而且缺少综合性的 整体概念更没有形成完整系统的设计能力 同时由于缺乏 实际工程项目的训练学生不能将所学理论知识和实际应用结 合起来虽然通过理论和实践教学环节学到了一些专业知识 但不清楚这些知识用在何处以及如何运用$ "Q@/6N<@L=是一 款实用的光通讯系统模拟软件包它能快速便捷地对不同光网 络进行设计和检测同时能利用各种虚拟观测设备进行分析 操作简单结果直观) 目前虽有把 "Q@/<N<@L=软件引入光纤 通信课程实验教学中的案例但是因为实验学时有限且远远 迟于理论教学造成学生上实验之时已缺乏学习兴趣理论理 解不深仅依靠有限的实验已然不够可以提前将 "Q@/<N<@L=软 件引入到理论教学中 让学生对教材上的内容有更直 观 的 理解 "利用 DE39?:238F进行光纤通信辅助教学的设计 光纤通信主要内容包括光源的发光机理特性以及以光源 为主要组成部分的光发端机光纤波导传输机理光电检测器 的光电转换原理及其特性以及以光电检测器为主要组成部分 的光接收机波分复用技术和掺饵光纤放大器等光纤通信系统 相关技术 在 这 些 主 要 内 容 中 都 可 设 计 引 入 "Q@/6N<@L=软 件提供重要知识点的另一种呈现加深学生对重要知识点的 记忆和难点的理解 下面对光纤通信中几个重要知识点 "Q@/2 6N<@L=的引入设计进行介绍 )&$ 光源教学中 "Q@/6N<@L=的引入 半导体激光器 d! 和半导体发光二极管 dT! 是光纤通 信系统中极其重要的光源元器件它们位于光发端机受到调 制电流作用将电信号转化为光信号其中 dT!主要应用于短距 离低速率的数字光纤通信系统而 d!则广泛应用于长距离高 速的波分复用系统无疑半导体激光器具有更广泛的应用其 性能直接影响到整个光纤通信系统的性能而 d!的 B2#曲线 能够反映 d!重要的发射性能( 所以在介绍 d!的 B2#曲线这 一重要知识点时设计引入 "Q@/6N<@L=对 d!的发射性能做仿真 并可在课堂上展开对仿真结果的讨论 半导体激光器框图的搭建可以在 "Q@/6N<@L=元件库选择 电域的非归零脉冲编码发生器作为信号源选择 d?<L;R?@LT2 i>?@/7-<激光器作为调制光源激光器输出端连接光功率计以 及光谱仪 "Q@/,?8<QL,@;>=?-?8NjL; 设置系统数据速率激光 器的工作波长阈值电流将偏置电流设为线性变化 半导体 d!的 B2#曲线需要添加二维图形才能看到具体可通过 RLQ7;@ 窗口选择 "Q@/)!I;?Q] 建立图例拖动激光器的偏置电流和光 功率计中总光功率到图例( 获得半导体 d!的 B2#曲 线 图 传统教学通常直接通过教科书上已有 d!的 B2#曲线图介绍阈 值电流的概念小于阈值电流时光源发射的是谱宽较宽且功率
Optisystem 虚拟仿真在光纤通信实践教学中的应用探讨
Optisystem 虚拟仿真在光纤通信实践教学中的应用探讨唐志军;吴笑峰;席在芳;吴亮红【摘要】针对光纤通信课程实践教学环节中存在的困难，基于 Optisystem 软件搭建了 LED 调制响应、EDFA 增益优化和波分复用（WDM）三个典型光纤通信系统实验模型，并对其实验结果进行了简要分析。
引入 Optisystem 虚拟仿真环境，节省了昂贵的实验成本，为光纤通信课程教学提供了便利，这有助于提高课程的教学效果，培养学生的实践创新能力。
【期刊名称】《当代教育理论与实践》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】4页(P66-69)【关键词】光纤通信;Optisystem;虚拟仿真;实践创新【作者】唐志军;吴笑峰;席在芳;吴亮红【作者单位】湖南科技大学信息与电气工程学院，湖南湘潭 411201;湖南科技大学信息与电气工程学院，湖南湘潭 411201;湖南科技大学信息与电气工程学院，湖南湘潭 411201;湖南科技大学信息与电气工程学院，湖南湘潭 411201【正文语种】中文【中图分类】G642.0当今社会正处于信息化时代，信息业务量呈爆炸式增长，传输及处理信息对通信系统的要求日益增加。
因此，宽带通信网的信息传输技术已经成为一个新的挑战。
光纤通信由于具有超宽带、大容量、误码率低、安全性好、不受电磁干扰等多个方面的独特优势而受到广泛关注[1-2]。
为了适应时代的需求，目前国内高等院校的通信、电子类本科专业基本上开设了光纤通信这门主干专业课程。
然而，对于实践教学环节，除少部分条件好的高校外，大部分高校受经费限制，仅仅按照课程教材在定制的光纤实验箱上开设少量成本低的验证性实验，而对于培养创新能力的设计或开发性光纤通信系统实验，特别是高速复杂的光纤通信实验很少涉及。
基于此，本文探索性地在光纤通信教学实践环节中，利用Optisystem搭建若干典型光纤通信系统或组件的实验模型，对其进行仿真分析，以便帮助学生更好地理解并掌握课程中抽象的理论知识，有利于提高学生的实践创新能力。
OptiSystem仿真在光纤通信实验教学中的应用_王秋光_解析
行直接调制时,调制频率必须小于激光场的弛豫频率,而弛豫频率随半导体激光器的偏置电流的增大而增高。通过这一实验可以观察当偏置电流变化从而改变弛豫频率时,高速光纤传输系统的性能变化
情况[7]
。仿真模型如图3所示。在仿真模型中:I th =33．45mA , τsp =1ns , τph =3ps , I 0=I B =40mA , Se-quence length 128bits , Samples per bit 512。
仿真结果,
在直接光强度调制下弛豫频率与有源区内的电子寿命和谐振腔内的光子寿命的关系如公式(3。
f res
=12π
1τsp
τph (0I th
－1 (3
图3激光器的调制频率特性仿真模型
根据仿真模型设定的参数可以得到弛豫频率
f re s ≈ 1．3GH。图4给出了系统性能与调制频率的关系,调制频率为1．3GH时如图4(a所示
文献标识码:A
doi :10．3969/j．issn．1672－4305．2015．01．008
Application of OptiSystem simulation in experiment
teaching of optical fiber communication
WANG Qiu－guang , ZHANG Ya－lin , HU Cai－yun , ZHAO Ying－qi
(Department of Electrical＆Automotive Engineering , Guangzhou University Sontian College , Guang-zhou 511370, China
Abstract :Introduces five OptiSystem simulation experiments , such as the fiber dispersion experi-ment , modulation frequency characteristics of the laser , erbium doped fiber amplifier , optical receiver experiment and WDM experiment , simulation model and model parameters settings of each experimen-tal item and a brief analysis of the simulation results are given．OptiSystem simulation can be repeated-ly observed in practice , save high experimental cost , and conducive to the students on the course of optical fiber communications to understand abstract theoretical knowledge , have achieved good results in the experimental teaching of optical fiber communication．
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光纤通信是一门理论性和实践性都很强的电子信息类专业课程,涉及光学、电磁场及通信等多方面理论基础知识和光纤光缆、光器件光端机、光纤通信系统设计及网络等实践应用问题。光纤通信实验一方面可以帮助学生直观形象地理解抽象繁冗的理论教学内容,另一方面可以提高学生的实际工作技能,为从事实践技术工作奠定必要的基础。光纤通信实验的内容通常有:光纤接续; OTDＲ测量光纤参数; LD (LED光谱特性测量;光纤接收发送系统实验等
在高速光纤传输系统中,当对半导体激光器进
行直接调制时,调制频率必须小于激光场的弛豫频率,而弛豫频率随半导体激光器的偏置电流的增大而增高。通过这一实验可以观察当偏置电流变化从而改变弛豫频率时,高速光纤传输系统的性能变化
情况[7]
王秋光,等:OptiSystem仿真在光纤通信实验教学中的应用
光纤的群速度色散(GVD对高斯脉冲传播的影响。
仿真模型如图1所示。在仿真模型中:Bit rate =40Gb /s, Optical Fiber参数:length =2．812km ,Ｒefer-ence wavelength =1550nm , Beta 2=－20(ps 2/km
[1－2]
。从帮助学生理解理论教学内容的角度看,采用OptiSystem仿真技术更具优势
[3－4]
。OptiSystem是一款创新的、
发展迅速的强大软件设计工具,用户可使用该工具对从LAN、
SAN、MAN到超长距离等众多光网络的广谱物理层中的几乎所有光学链路进
行规划、测试仿真。它可以提供从元件到系统级别的传输层光通信系统设计和规划,并且能够直观地呈现分析和方案,可以最大程度地降低时间要求和光学系统、链路及元件的设计相关成本
ISSN1672－4305CN12－1352/N实验室科学LABOＲATOＲYSCIFeb. 2015
OptiSystem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
。
图1光纤色散仿真模型
仿真结果,
输出脉冲宽度T (z随传播方向z按公式(1增加,输出峰值功率按公式(2变化。
T (z =
1+(z L D
·T 0
(1
(2
光纤的群速度色散(GVD对高斯脉冲传播的
仿真结果如图2所示。可以看出输出脉冲比输入脉冲展宽了,而峰值下降了。
图2
GVD对高斯脉冲传播的影响
1．2激光器的调制频率特性实验
[5]
。
1OptiSystem仿真实验
为配合光纤通信课程教学内容的学习,我们选
取了光纤的色散[6]
、
激光器的调制频率特性、掺铒光纤放大器、光接收机及WDM系统[5]
等5个Opti-System仿真实验。1．1
光纤的色散实验
光纤介质的非线性使接收的光脉冲包络的形状会发生变化,引起传输波形的展宽,本实验用以考察
(Department of Electrical＆Automotive Engineering , Guangzhou University Sontian College , Guang-zhou 511370, China
Abstract :Introduces five OptiSystem simulation experiments , such as the fiber dispersion experi-ment , modulation frequency characteristics of the laser , erbium doped fiber amplifier , optical receiver experiment and WDM experiment , simulation model and model parameters settings of each experimen-tal item and a brief analysis of the simulation results are given．OptiSystem simulation can be repeated-ly observed in practice , save high experimental cost , and conducive to the students on the course of optical fiber communications to understand abstract theoretical knowledge , have achieved good results in the experimental teaching of optical fiber communication．
文献标识码:A
doi :10．3969/j．issn．1672－4305．2015．01．008
Application of OptiSystem simulation in experiment
teaching of optical fiber communication
WANG Qiu－guang , ZHANG Ya－lin , HU Cai－yun , ZHAO Ying－qi
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