OptiSystem仿真案例20120522

OptiSystem 仿真软件模型案例
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：
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。

一般光发送机由以下三个部分组成：
1) 光源（Optical Source）：一般为LED和LD。

2) 脉冲驱动电路（Electrical Pulse Generator）：提供数字量或模拟量的电信号。

3)光调制器（Optical Modulator）：将电信号（数字或模拟量）“加载”到光波上。

以
光源和调制器的关系来看，可划分为光源的内调制和光源的外调制。

采用外调制器，让调制信息加到光源的直流
输出上，可获得更好的调制特
性、更好的调制速率。

目前常
采用的外调制方法为晶体的
电光、声光及磁光效应。

图1.2为一个基本的外调制激光
发射机结构：在该结构中，光源为频
率193.1Thz的激光二极管，同时我们
使用一个Pseudo-Random Bit
Sequence Generator模拟所需的数字信
号序列，经过一个NRZ脉冲发生器
（None-Return-to-Zero Generator转换
为所需要的电脉冲信号，该信号通过
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
图2 外调制激光发射机
一个Mach-Zehnder调制器，通过电光效应加载到光波上，成为最后入纤所需的载有“信息”的光信号。

1.2 光接收机简介
在光纤通讯系统中，光接收机的任务是以最小的附加噪声及失真，恢复出由光纤传输后由光载波所携带的信息，因此光接收机的输出特性综合反映了整个光纤通讯系统的性能。

一般一个基本的光接收机有以下三个部分组成，可见图2.1：
图2.1 光接收机的一般结构
1)光检测器
通常，接收到光脉冲所载的信号代表着0或者１的数位，利用光检测器，其转变为电信号。

目前广泛使用的光检测器是半导体光电二极管，主要有PIN管和雪崩光电二极管，后者又称APD管。

2)放大器
包括前置放大器和主放大器，前者与光电检测器紧相连，故称前置放大器。

在一般的光纤通讯系统中，经光电检测器输出的光电流是十分微弱的，为了保证通信质量，显然，必须将这种微弱的电信号通过放大器进行放大。

在OptiSystem提供的Photodiode元件中已内置了前置放大器。

3)均衡器、滤波器
需要均衡器、滤波器等其他电路装置对信号进行进一步的处理，消除放大器及其他部件（如光纤）等引起的波形失真，并使噪声及码间干扰减到最小。

接收机的噪声和接受机的带宽是成正比的，当使用带宽小于码率的的低通滤波器时，可以降低系统的噪声。

4)解调器
为了使信码流能够并有利于在光纤系统中传输，光发射机输出的信号是经过编码处理的，为了使光接收机输出的信号能在PCM系统中传输，则需要将这些经编码处理的信号进行复原。

在该结构中，在已经内建了判决器和时钟恢复电路的误码率分析仪（BER Analyzer）中可以得到最终复原的信号，并可对最终的输出信号的误码率等各项参数进行检测、分析。

（一）光接收机模型设计案例：PIN光电二极管的噪声分析
（1）设计目的
影响光接收机性能的主要因素就是接收机内的各种噪声源。

接收机中的放大器本身电阻会引入热噪声（Thermal Noise ），而放大器的晶体管会引入散粒噪声（Shot Noise ），而且多级放大器中会将前级的噪声同样放大，计算分析这些噪声对我们分析、优化光接收机以及整个光通讯系统都是有十分重要的作用。

（2）原理简介
噪声是一种随机性的起伏量，它表现为无规则的电磁场形式，是电信号中一种不需要的成分，干扰实际系统中信号的传输和处理，影响和限制了系统的性能。

在光接收机中，可能存在多种噪声源，它们的引入部位如图2.2所示。

hf
偏置电阻
●背景噪声●漏电流噪声
图2.2 光接收机中的噪声源及其分布
（3）模型的设计布局图
图2.3为PIN 光电二极管噪声分析的OptiSystem 设计布局图：
光电效应 增益 前放 光检测器
图2..3 光电二极管的噪声分析
的设计布局图
图2.4 光电二极管的Shot Noise（上图）图2.5 光电二极管的Thermal Noise（下图）
如图2.3所示，从外调制激光发送机输出的调制光信号，经衰减器后，由Fork复制为两路相同的信号分别送入不同噪声设置的光电二极管。

上端的PIN管不考虑热噪声，而具有Shot Noise；而下端的PIN管的热噪声为1.85e-25W/Hz，没有Shot Noise，然后分别送入滤波器和最终的误码率分析仪中，其中两路中的低通滤波器的截止频率和码率都是一样的。

在图2.4中，用户可以看到上端PIN管中Shot Noise是依赖于信号强度大小的。

而在图2.5中，下端的PIN管不计入Shot Noise，而只考虑热噪声；可以发现该噪声的大小也是依赖于信号强度的。

从本例中，我们可以观察到热噪声和散粒噪声对最终传输的信号质量的影响，并可以根据数据模拟有个定量的分析和计算。

此外，还可以对噪声参数的调试，观测不同噪声对整个系统性能的影响程度的大小。

并且，我们可以得出，在这样一个小信号系统中，光检测器的偏置电阻及放大器电路的热噪声是最主要的噪声源。

1.3光纤（Optical Fiber）系统设计
1.3.1光纤简介
光纤通信与电信的主要差异之一，即是利用光纤来传输光信号。

光纤有不同的结构形式。

目前，通信用的光纤大多数是利用石英材
料做成的横截面很小的双层同心玻璃体，Array外层玻璃的折射率比内层稍低。

折射率高
的中心部分叫纤芯，其折射率为n1；折射
率低的外围部分称为包层，折射率为n2
（<n1），如图3.1：
在本章中，并不针对光纤具体的折射
率分布等设计参数进行详细介绍和讨论，
因为OptiWave提供了专门针对光纤设计
和分析的专门软件：OptiFiber，而
OptiSystem可以将在OptiFiber中设计的光纤直接输入调用，十分方便。

在本章中，我们主要讨论的是光纤的损耗，色散以及非线性等传输过程中的效应对光通讯系统的性能的分析以及影响。

1.3.2光纤的损耗特性
光纤的传输损耗是光纤通信系统中一个至关重要的问题，低损耗是实现远距离光通讯的前提，光纤损耗的原因十分复杂，归结起来主要包括：吸收损耗和散射损耗，以及辐射损耗。

（1）吸收损耗：吸收损耗包括紫外吸收、红外吸收和杂质吸收等，它是材料本身所固有的，因此是一种本征吸收损耗。

（2）散射损耗：散射与光纤材料及光波导中的结构缺陷、非线性效应有关。

一般包括：瑞利散射损耗、波导散射损耗和非线性损耗。

（3）辐射损耗：光纤使用过程中，弯曲往往不可避免，在弯曲到一定的曲率半径时，就会产生辐射损耗。

1.3.3光纤的色散特性及带宽
光信号在光纤中传输时不但幅度会因损耗而减小，波形亦会发生愈来愈大的失真，脉冲展宽，从而限制了光纤的最高信息传输速率。

这种失真是由于信号中的各种分量在光纤中的群速度不同（因而时延不同）引起的。

这些分量包括发送信号调制和光源谱宽中的频率分量及光纤中的不同模式分量。

时延失真是由于光纤色散而产生的，一般包括以下几种：
（1）模间色散：多模光纤中由于各个导模之间群速度不同造成模间色散。

在发送机多个导模同时激励时，各个导模具有不同的群速，到达接收端的时刻不同。

（2）波导色散：这是某个导模在不同波长（光源有一定的谱宽）下的群速度不同引起的色散，它与光纤结构的波导效应有关，又称为结构色散。

（3）材料色散：这是由于光纤材料的折射率随光频率呈非线性变化，而光源有一定谱宽，于是不同的波长引起不同的群速度。

（4）偏振模色散：普通单模光纤实际上传输两个相互正交的模式，实际在单模光纤存在各种少量随机的不确定性，不对称性，造成了两个偏振模的群时延不同，导致偏振
模色散。

3.1 光纤模型设计案例：自相位效应（SPM ）-Induced Spectral Broadening
3.1.1 设计目的
对自相位调制（Self-Phase Modulation ：SPM ）在脉冲传播上的模型进行模拟和验证。

主要包括两个方面：
（1） 脉冲啁啾（Pulse Chirping ）
（2） 脉冲光谱展宽（Pulse Spectral Broadening ）
3.1.2 原理简介
自相位调制（SPM ）效应可由式3.1进行描述：
(3.1) ||2E E i z E γ=∂∂ 其中E(Z,t)是电场波包，参数γ由式3.2给出：
(3.2) 02eff
cA n ωγ= 在方程3.2中，ω0是光载波频率，n 2是非线性折射率系数，A eff 是有效作用面面积[1]。

可根据方程3.1直接进行求解得到：
)|),0(|ex p(),0(),(2z t z E i t z E t z E ===
从该式可知，经过自相位调制后，脉冲的波形（即：|E(z,t)|2=|E(z=0,t)|2）不受影响。

而相位变化项ΦNL =|E(z=0,t)|2表明经过自相位调制后，脉冲的瞬时频率相对原先载波的频率ω0已有所改变。

频率改变量δω(t)由式3.3给出：
(3.3) )(t t NL
∂=δφδω
该频率的改变和时间的关系导致了啁啾声的产生。

3.1.3 模型的设计布局图
为了验证SPM 效应，我们可以设计以下布局图3.2：
图3.2 自相位调制设计布局图
其中参数设定如图3.3：
图3.3 全局参数设定（上图）；图3.4 光纤参数设定（下图）
在非线性光纤的参数设定中，我们只针对自相位调制效应进行检测分析，所以我们可以禁掉其他非线性效应，如图3.4所示。

当脉冲的峰值功率为10mW，光纤长度设为10km时，得到的结果如图3.5所示：
图3.5 经过10.73km的光纤前（上图）后（下图）的脉冲波形和啁啾
从图3.5中可看到脉冲的波形保持不变，但由于自相位调制效应，产生了啁啾声。

脉冲前端红移，而后端蓝移。

如果存在反常色散，则可能发生由于SPM的啁啾而导致脉冲波形会变窄。

这说明SPM效应和GVD的作用正好相反。

为了观察SPM导致的光谱展宽，我们需要引入：φmax= γP0z。

其中P0是峰值功率。

图3.6中为未啁啾高斯型输入脉冲在不同的最大相移值时（0~3.5π）的光谱图。

自相位调制和啁啾以方程3.1联系在一起。

根据图3.5，在两个不同t值时的啁啾相同，说明在两个不同的点上瞬时频率为相同的一个。

这两个点代表两个相同频率的波，能够相长或者相消的互相作用，
导致了脉冲光谱的振荡结构。

图3.6 未啁啾高斯脉冲的不同相移时的光谱
由于SPM导致脉冲展宽依赖于脉冲波形和初始啁啾，图3.7为最大相移φmax=4.5π时，输出端的高斯脉冲的光谱和第三级高斯脉冲的光谱。

图3.7最大相移φmax=4.5π时输出端光谱和第三级高斯脉冲光谱
1.4 光放大器（Optical Amplifiers）设计
1．4．1 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的变化：用相对简单廉价的光放大器代替长距离光纤通信系统中传统使用的复杂昂贵的光－电－光混合式中继器，从而可实现比特率及调制格式的透明传输，尤其是和WDM技术的
珠联璧合，奠定了向未来的全光通信发展的基础。

1.4.2 光放大器分类
主要有三类：
（1）半导体光放大器（SOA，Semiconductor Optical Amplifer）
（2）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（3）非线性光纤放大器，主要是光纤喇曼放大器（FRA ，Fiber Raman Amplifier）针对目前以EDFA的发展最为迅速，应用也最为广泛，在本章中，主要以EDFA为主要介绍和设计对象。

但这里需要提到的是，OptiSystem也提供了大量SOA, PDFA, FRA等等光放大器的元件库，为设计者提供了十分便利的分析工具和功能。

1.4.3 掺铒光纤放大器的结构
掺铒光纤放大器的英文缩写为：EDFA，其基本结构如图4.1所示。

（1）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，一般采用波分复用器（WDM）。

（2）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。

（3）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E r3+注入到纤芯中，浓度一般为25mg/kg。

（4）泵浦光源为半导体激光器，输出光功率约为10~100mW。

（5）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，根据泵浦光源的泵浦方式不同，EDFA又可包括三种结构方式：同向泵浦结构、反向泵浦结构和双向泵浦结构。

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。

（一）光放大器模型设计案例：EDFA增益的优化
（1）设计目的
掺铒光纤放大器的主要性能指标是功率增益、输出饱和功率和噪声系数。

EDFA的带宽通常在30nm以上，十分适用于多信道信号的同时放大。

但EDFA用于波分复用（WDM）的主要问题就是增益谱不平坦。

我们希望各信道有同样的增益，但EDFA增益谱的双峰结构显然是不利的。

尤其是级联EDFA链时，各信道的增益差会愈来愈大，噪声累积会愈来愈严
重，光信噪比大大下降，甚至系统无法工作。

所以在本设计案例中，针对16信道的波分复用输入光信号，我们对EDF的长度和泵浦光源的功率参数值进行优化，以达到所预期的16个信道的增益平坦谱。

（2）原理简介
EDFA的增益介质是纤芯中掺杂的稀土元素铒离子（Er3+）的单模石英光纤。

在泵浦源作用下，在掺铒光纤中出现了粒子数反转分布，产生了受激辐射，从而使光信号得到放大，由于EDFA具有细长的纤形结构，使得有源区达到能量密度很高，光和物质的作用区很长，这样降低对泵浦功率的要求。

铒离子有三个工作能级：E1，E2和E3，其中E1能级最低为基态；E2能级为亚稳态，E3能级最高，称为激发态。

Er3+在未受任何光激励的情况下，处于最低能级E1上，当用泵浦光源的激光不断激发光纤时，处于基态的粒子获得了能量就会向高能级跃迁。

由于处于E3这个高能级的粒子态不稳定，将迅速无辐射跃迁到亚稳态E2上，在该能级上，粒子寿命相对较长，由于泵浦光源不断激发，E2能级上的粒子数不断增加，而E1能级上的粒子数则减少，直至实现粒子数反转分布。

当输入光信号E（=hf）正好为E2和E1间的能级差时，则亚稳态E2上的粒子将以受激辐射的形式跃迁到基态E1上，并辐射出和输入光信号中的光子一样的全同光子，从而增加了光子数量，形成放大。

（2）模型设计布局图
如图4.2所示：
图4.2 EDFA增益平坦优化设计布局图
（4）模拟分析
关于EDFA增益平坦的优化可以以示意图4.3来说明：
图4.3 EDFA增益平坦优化原理图
我们设定最终优化的目标为16个信道的增益在一平坦曲线上，如优化参数框设置图4.4-4.7 对于优化设置的一些说明：
Main：优化方式为“Gain Flatten”增益平坦方式，所要优化达成的目标为“Exact”，优化循环数为60，结果公差为10，有其他参数限制条件。

（图4.4）
图4.4 EDFA增益的多参数优化参数设置
Parameters：在本项中设置了需要优化的参数，一为泵浦光源的功率，这里选择0-160mW，初始值为100；另一为掺铒光纤的长度，范围为1-40m，初始值为4m。

（图4.5）
图4.5 MPO中要优化的参数
Result：这里要设定我们希望最后优化完成的目标，在本例中为16个信道的增益平坦一致为23dB，如图4.6所示。

图4.6 MPO中的最后要达到的16信道增益平坦目标设定
Constraint：这里设定了两个限制条件，一为输出信号的最大/最小增益比，要求小于0.5；另一为光功率计检测到的总功率大于8.5dB
]
图4.7 MPO对EDFA增益平坦优化的限制参数设定
Advanced：一些其他高级设置，在本例中使用缺省值即可。

选择运行对话框中的优化（Optimization）并运行，可看到运行优化的过程如图4.8所示。

图4.7 EDFA增益的优化进程
我们可分别得到EDF的长度和泵浦光源的功率的最终优化值：
最终，我们可以通过Dual Port WDM Analyzer来分析模拟后得到的16个信道数据，如图4.8所示：
一些统计数据如图4.9
图4.8 WDM Analyzer数据分析
我们可以进一步用光谱仪（OSA）对经过EDFA前后的16个信道的光信号做检测分析，
从以上结果分析可以很清楚的得到经过OptiSystem的计算机辅助优化后，信号的增益在一个平坦的曲线上，这可从为经过EDFA的光谱图（图4.9）和经过EDFA的光谱图（图4.10）的比较看出；优化的结果是十分成功的，这为我们提供了对所要设计的元件参数的改进和优化指明了方向。

图4.9未经过EDFA的16信道光谱图
图4.10为经过EDFA的光谱图（绿色曲线为存在的噪声）
1.5 光波分复用系统（WDM Systems）设计
1.5.1 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，在发射端经复用器汇合，并将其耦合到同一根光纤中进行传输，在接收端通过解复用器对各种波长的光载波信号进行分离，然后由光接收机做进一步的处理，使原信号复原，这种复用技术不仅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0.8μm到1.7μm，由此可见，它可以适用于所有低衰减、低色散窗口，这样可以充分利用现有的光纤通信线路，提高通信能力，满足急剧增长的业务需求。

1.5.1.1 光波分复用系统的结构
光波分复用系统一般有单向和双向两种结构，这里出一个单向8信道WDM点-点通信系统的示意图5.1。

N个光发送机发送N个不同波长的光信号按一定的间隔排列，在复用器（MUX）中复合在一起送入到传输光纤信道中。

在光接收机端，这N个波长光信号由解复用器（DEMUX）分离后送到相应的可调谐的光接收机。

传输信道中间包括了诸如EDFA、光纤等各种元件。

图5.1 点-点的8信道WDM系统
1.5.1.2WDM光通信结构组成
如图5.1所示，一般在WDM系统中的关键组件包括：
（1）滤波器：在WDM系统中进行信道选择，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系统的光接收机中，为了选择所需的波长，一般都需依赖于其前端的可调谐滤波器。

要求其有宽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。

（2）复用器/解复用器（MUX/DEMUX）：将多个光波长信号耦合到一路信道中，或使混合的信号分离成单个波长供光接收机处理。

一般，复用/解复用器都可以进行互易，其结构基本是相同的。

实际上即是一种波长路由器，使某个波长从指定的输入端口到一个指定的输出端口。

1.5.2 波分复用系统（WDM）模型设计案例：阵列波导光栅波分复用器（AWG）的设计分析
1.5.
2.1 设计目的
使用OptiSystem模拟仿真AWG波分复用系统，检测其波长选择性能。

1.5.
2.2原理简介
阵列波导光栅（AWG：Arrayed Waveguide Grating）波分复用器由输入输出波导、两个N⨯N平面波导星形耦合器及AWG构成，集成制造在Si或InP衬底上，该复用器的核心是AWG，它是一系列规则排列的波导，相邻波导间有一恒定的光程差ΔL，对波长为λ的信号，每个波导中产生一个相对相移2πΔL/λ，因此AWG相当于一个相位光栅，所以可以进行波长选择。

N⨯N平面波导星形耦合器将所有输入波导中的光辐射到中间的自由空间区域，然后再将它们耦合到所有的输出波导中。

自由空间区域的形状用天线理论和傅立叶光学原理设计。

在AWG波分复用器中，输入光信号先辐射进第一个平面波导区，然后激励阵列波导，传输通过阵列波导后，光束在第二个平面波导区的焦点上产生相长性干涉，焦点位置决定于信号波长λ，结果在特定的端口输出。

当波长不同时，焦点位置不同，输出的端口也不同。

模型设计布局图
图5.1 AWG WDM系统设计布局图
上图 5.1为阵列波导光栅波分复用器。

其设计主要调用了由OptiBPM提供的WDM_Phasar设计的AWG元件。

运行编译后，我们可以使用OSA直接观察从AWG解复用出来的各个信道信号。

如图5.2所示，为信道1的光谱图。

图5.2 AWG信道1的谱图
而AWG的各信道透射谱可得到，如图5.3所示，从中我们可以了解到AWG波分复用器的性能。

图5.3 AWG透射谱
1.6 光波系统（Lightwave Systems）设计
1.6.1 光波系统简介
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。

1.6.2 模型设计案例：40G单模光纤的单信道传输系统设计
1.6.
2.1 设计目的
在40G高速光纤通信系统中，最重要，也是最主要的问题就是系统中产生的线性色散问题，所以我们希望通过OptiSystem模型的建立，对真实情况下色散的问题进行模拟和解决，以期在实际应用中选择并达到最佳通信质量和性能。

1.6.
2.2设计原理
典型情况下，单模光纤在 1.55μm时的β2=-20ps2/km传输导致的色散系数D为16ps/(nm.km) 。

当系统的码率B = 40Gb/s时，T B=25ps，相应色散长度L D约为2.8km。

在对40Gb/s码率单模光纤中的归零型（RZ）和非归零型（NRZ）的传输过程中需考虑到：群速度色散、Kerr非线性效应导致的自相位调制，线性损耗、ASE噪声的周期性放大。

具体的计算分析可见下节。

1.6.
2.3 模型设计布局图
图6.1和6.2是分别针对RZ和NRZ型调制的布局设计图：
图6.1 RZ型调制的40Gb/s光波系统
图6.2 NRZ型调制的40Gb/s光波系统
一些全局参数为：
所以
Number of Samples = Sequence Length*Sample per Bit = 16384
Time Window = Sequence Length * Bit Slot = 3.2ns
Sample interval = Time Window/ Number of Samples = 0.195ps
Sample rate = 1/ the sampling interval = 5.12THz
其中两个Layout中的Pseudo-random Bit Sequence generators的设定是相同的。

而对于RZ generator有以下属性：
Rectangle Shape : Gaussian
Duty Cycle = 0.5 Bit
Rise Time = 0.15 Bit
Fall Time = 0.25 Bit
使用外调制连续波长激光器（1550nm ，线宽0.1MHz ）作为光源。

对于单模光纤，可得到： 色散系数D ：
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡•=km nm ps D 17 色散斜率：
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡
•=∂∂km nm ps D 208.0λ 非线性系数：
⎥⎦
⎤
⎢
⎣⎡•=W km 131.1γ 线性损耗：
α=0.2dB/km 光纤长度： L SMF = 50km
经过单模光纤的损耗后，使用一个EDFA 补偿这个线性损耗。

对于色散补偿光纤，具有以下属性： 色散系数：
⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡•-=km nm ps D 80 色散斜率：
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡
•=∂∂km nm ps D 208.0λ 非线性系数：
⎥⎦
⎤
⎢
⎣⎡•=W km 124.5γ 线性损耗：
α=0.5dB/km 光纤长度： L DCF = 10km
经过DCF 光纤的损耗后，使用一个EDFA 补偿这个线性损耗。

Bessel 光滤波器的波长为1550nm ，带宽为4* Bit Rate 低通Bessel 电滤波器的截止频率为0.75* Bit Rate
这里使用OptiSystem 提供的理想EDFA 作为增益补偿器（也考虑到了ASE 噪声），经过EDFA 后，单模光纤的增益为10dB ，噪声为6dB 。

（DCF 中相应的数值为5dB 和6dB ）。