【2018最新】光纤通信系统模型图word版本 (6页)

本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==光纤通信系统模型图篇一：光纤通信系统的传输设计附件1：山东建筑大学毕业论文任务书教务处制指导教师（签字）：教研室主任（签字）：院长（主任）（签字）：篇二：光纤通信仿真实验实验一光通讯系统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。

4.光监控信道光监控信道的主要功能是监控系统内各信道的传输情况。

在发送端插入本节点产生的波长为λs（1550nm）的光监控信号，与主信道的光信号合波输出。

在接收端，将接收到的光信号分波，分别输出λs（1550nm）波长的光监控信号和业务信道光信号。

帧同步字节、公务字节和网管使用的开销字节都是通过光监控信道来传递的。

5.网络管理系统网络管理系统通过光监控信道传送开销字节到其他节点或接收来自其他节点的开销字节对WDM系统进行管理，实现配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等功能。

（3）OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试和优化各种类型宽带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，OptiSystem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。

全面的图形用户界面控制光子器件设计、器件模型和演示。

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参数的扫描和优化允许用户研究特定的器件技术参数对系统性能的影响。

因为是为了符合系统设计者、光通讯工程师、研究人员和学术界的要求而设计的，OptiSystem满足了急速发展的光子市场对一个强有力而易于使用的光系统设计工具的需求。

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三.系统设计思路一个4节点2信道的WDM环形网，其主干网上传输1551.0nm和1551.8nm两个信号，节点1与节点3之间在信道一（1551.0nm）通信，节点2与节点4之间在信道二（1551.8nm）通信。

这4个节点可以分别用4个ADM实现两信号的引出与插入。

利用一根光纤可以同时传输多个不同波长的光载波，而每个光载波可以通过频分多路复用（FDM）或时分多路复用（TDM）方式，各自承载多路模拟或多路数字信号，从而实现主干网中的两个不同信号同时传输。

其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输[2]。

用波分复用器（WDM）将1551.0nm和1551.8nm的两信号耦合进主干网传输，由于环形网络无介入端口，可利用一个Initialzer将1551.0nm和1551.8nm的两信号诸如主干网络中。

此时应用光谱仪检测，环形网络中的任意点都有两个信号在传输。

但是外接的信号输入使ADM端本地输入端口输入的信号没有了意义，也无法实现节点1与3或节点2与4之间的通信无法实现了。

基于这样的分析，就无需外接信号输入了。

在节点1和3处，通过ADM的一个本地输出端口将波长为1551.0nm的信号引出，同时另一本地端口插入经调制后的同一波长的信号，从而实现节点1与3之间在信道一（155.0nm）通信。

节点2与4在信道二（1551.8nm）通信的原理与此相同。

在传输器件库中选用了连续激光器（CW Laser）作为光源，应用马赫-曾德尔调制器对信号进行调制，将调制后的信号插入ADM；在观察仪器库中，选用光谱分析仪来跟踪观测光路中各点的光谱特性。

为评(来自: : 光纤通信系统模型图 )价所建仿真系统模型的综合性能，在两个信道间接入了眼图分析仪，分析Q因子及误码率等系统性能参数。

整个环行通信系统由环路控制器（Ring Controller）控制，通过设定环路控制器的循环数，控制环形网络数据传输的次数，再此过程中实现网络信息传输及不同节点同一信道间的通信。

循环结束后，控制器端口断开，断开处无信号。

四.系统结构利用OptiSystem成功模拟出了4节点2信道的WDM城域环形网络。

节点1与3处的激光器经外调制后产生1551.0nm的光载波信号，再通过ADM的本地输入端口耦合进色散补偿光纤（DCF）进行传输，途中使用掺铒光纤放大器（EDFA）进行中继放大。

节点2与节点4传输的1551.8nm信号同理。

系统结构如图1所示。

图1 系统结构图五.系统的仿真结果分析针对该环形网络中存在的典型现象进行分析，主要涉及环形主干网中的两路信号同时传输的检测、节点1与3之间或节点2与4之间传输信号的检测、系统的眼图、Q因子及BER分析。

信号检测该环形网络中采用Mach-Zehnder（马赫-曾德尔）外调制其对CW Laser激光器光源进行调制，分别产生中心频率为1551.0nm和1551.8nm波长的光载波。

这两种信号通过ADM从不同节点插入后在同一根光纤中传输，如图2所示。

系统眼图为了综合评价整个系统的传输性能[3]，在节点1与3之间以及节点2与4之间接入了BER，通过眼图分析此通信系统的Q因子及误码率。

节点1与3之间的眼图如图5所示，节点2与4之间的眼图如图6所示。

篇三：光纤通信仿真光纤通信仿真实验光纤模型实验：自相位效应姓名：万方力学号：201X115030305班级：1303班指导老师：胡白燕院系：计算机科学与技术学院光纤模型实验：自相位效应一、实验目的1、通过进行本次实验，加深光纤结构以及特性的理解，通过实验现象的分析，结合理论知识获得进一步的认识。

2、本次实验是对自相位调制在脉冲传播上的模型进行模拟和验证，是基于光纤性质上的实验，通过本次实验，了解自相位效应的产生及影响，加深光纤相关知识的理解。

二、实验原理1、光纤的色散特性色散（Dispersion）是在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的传输时间不同而产生的一种物理效应。

色散一般包括模式色散、材料色散和波导色散。

1）模式色散光纤的模式色散只存在于多模光纤中。

每一种模式到达光纤终端的时间先后不同，造成了脉冲的展宽，从而出现色散现象。

2)材料色散含有不同波长的光脉冲通过光纤传输时，不同波长的电磁波会导致玻璃折射率不相同，传输速度不同就会引起脉冲展宽，导致色散。

3）波导色散由光纤的几何结构决定的色散，其中光纤的横截面积尺寸起主要作用。

光在光纤中通过芯与包层界面时，受全反射作用，被限制在纤芯中传播。

但是，如果横向尺寸沿光纤轴发生波动，除导致模式间的模式变换外，还有可能引起一少部分高频率的光线进入包层，在包层中传输，而包层的折射率低、传播速度大，这就会引起光脉冲展宽，从而导致色散。

2、自相位调制信号光强的瞬时变化引起其自身的相位调制,即自相位调制。

在单波长系统中光强变化导致相位变化时,自相位调制效应使信号频谱逐渐展宽。

这种展宽与信号的脉冲形状和光纤的色散有关。

在光纤的正常色散区中,由于色散效应,一旦自相位调制引起频谱展宽,沿着光纤传输的信号将经历暂时的较大展宽。

但在异常色散区,光纤的色散效应和自相位调制效应可能会相互补偿,从而使信号的展宽小一些。

在一般情况下,SPM效应只在高累积色散或超长系统中比较明显。

受色散限制的系统可能不会容忍自相位调制效应。

在信道很窄的多通道系统中,由自相位调制引起的频谱展宽可能在相邻信道间产生干扰。

在G.652光纤中的低啁啾强度调制信号的自相位调制效应将引起脉冲的压缩,但同时使传输光谱展宽。

采用G.652光纤时,把信道设置在零色散波长附近将有利于减少自相位调制效应的影响。

在长距离系统中,这种光纤可采用以适当间隔作色散补偿的方法来控制自相位调制效应的影响,当然,也可通过减少输入光功率的方法来减少自相位调制效应的影响。

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)由式子给出：δω(t)=δφNL?t (3.3)该频率的改变和时间的关系导致了啁啾声的产生。

验证SPM效应，设计以下布局图三、实验内容1、按照预设电路，在仿真软件中找到相应组件并将电路组建完成。

2、设定实验中的原件参数如下：此为全局参数在非线性光纤的参数设定中，本次实验只针对自相位调制效应进行检测分析，所以可以禁掉其他非线性效应。