1、光纖通信實驗報告 1245711201 陳海霞實驗一 光通訊系統WDM系統設計1、 實驗目的1.了解數字光纖通信系統的結構2.了解新技術在光纖通信中的應用3熟悉Optisystem實驗環境，練習使用元件庫中的常用元件組建光纖通信系統。4. 利用Optisystem的優化功能仿真計算光纖通信系統的各項性能參數，并進行分析。二、 實驗原理OptiSystem是一款創新的光通訊系統模擬軟件包，它集設計、測試和優化各種類型寬帶光網絡物理層的虛擬光連接等功能于一身，從長距離通訊系統到LANS和MANS都使用。一個基于實際光纖通訊系統模型的系統級模擬器，OptiSystem具有強大的模擬環境和真實的器件和

2、系統的分級定義。它的性能可以通過附加的用戶器件庫和完整的界面進行擴展，而成為一系列廣泛使用的工具。在WDM系統中的關鍵組件(1)光發射機、接收機信號在發射端經過光發射機進行A/D轉換、編碼并調制到特定的波長轉換為光信號完成信號的調制。在接收端接收到的光信號經接收機進行D/A轉換、解碼并轉換電信號，完成解調過程。(2)濾波器在WDM系統中進行信道選擇，只讓特定波長的光通過并阻礙其它光波長通過。可調諧光濾波器能從眾多的波長中選出某個波長讓其通過。在WDM系統的光接收機中為了選擇所需的波長，一般都需依賴于其前端的可調諧濾渡器。要求其有較寬的譜寬以傳輸需要的全部信號譜成分，且帶寬要窄以減小信道間隔。(

3、3)復用器/解復用器（MUX/DEMUX）將多個光波長信號耦合到一路信道中或使混合的信號分離成單個波長供光接收機處理。一般，復用/解復用器都可以進行互易其結構基本是相同的。實際上即是一種波長路由器使某個波長從指定的輸入端口l到一個指定的輸出端口。三、實驗內容（1）基本組成八組外部調變激光、WDM Mux8X1(八對一的分波多任務器)、馬赫輪德爾調變器，使用光譜分析儀和WDM analyzer分波多任務分析儀獲取每個信道的信號頻譜和總功率。（2）步驟1 建立使用外部調變激光的發射器2 選擇4個外調激光組件3 復制選擇的組件，然后粘貼，一共建立8組發射器4 從組件庫中選擇Default >

4、WDM Multiplexers Library > Multiplexers5 把WDM Mux8X1拖曳到Main layout6 連接Mach-Zehnder Modulator的輸出端到WDM Mux8X1的輸入端7 從組件庫中選擇Default > Visualizer Library > Optical8 把Optical spectrum analyzer拖曳到Main layout9 把WDM Analyzer拖曳到Main layout10 把Optical spectrum analyzer的輸入端和WDM Analyzer輸入端相連到WDM Mux的輸出

5、端11 執行模擬：點擊calculate 按鈕，點擊 Run 按鈕12 雙擊Optical spectrum analyzer來觀看圖形，該圖形顯示8個同間距的信道信號。13 雙擊WDM Analyzer來觀看圖形，該圖形顯示8個同間距的信道的數據結果。（3）WDM設計根據下圖，運用OptiSystem練習設計WDM通信系統，并得出WDM分析結果：WDM分析結果實驗二 EDFA+WDM通信系統設計一、實驗目的    摻鉺光纖放大器的主要性能指標是功率增益、輸出飽和功率和噪聲系數。EDFA的帶寬通常在30nm以上，十分適用于多信道信號的同時放大。但EDFA

6、用于波分復用（WDM）的主要問題就是增益譜不平坦。我們希望各信道有同樣的增益，但EDFA增益譜的雙峰結構顯然是不利的。尤其是級聯EDFA鏈時，各信道的增益差會愈來愈大，噪聲累積會愈來愈嚴重，光信噪比大大下降，甚至系統無法工作。所以在本設計案例中，針對16信道的波分復用輸入光信號，我們對EDF的長度和泵浦光源的功率參數值進行優化，以達到所預期的16個信道的增益平坦譜。 二、實驗原理  噪聲指數的基本測量方法有三種：Source-Subtraction Method、Polarization Nulling和Time-Domain Extinction or Puls

7、e Method。本次實驗使用的是Source-Subtraction Method。在測的的噪聲功率中，包含經過EDFA放大的自發輻射噪聲（ASE）功率和光源自發輻射噪聲（SSE）功率兩個部分，所以計算噪聲功率時候，必須先去掉SSE，得到ASE，才能算出準確的噪聲指數。若EDFA增益為G，光頻率為，則量子拍頻噪聲限制下的噪聲指數為：其中，為與輸入波長有相同偏振態和波長的放大器ASE功率密度，為自發輻射系數。在帶寬為時，為實驗測得的噪聲功率除去放大后的光源自發輻射噪聲功率，因此可得噪聲指數計算公式：三、實驗內容（1）基本組成八組外部調變激光、WDM Mux8X1(八對一的分波多任務器)、Mac

8、h-zehnder modulator馬赫輪德爾調變器光纖、摻鉺光纖放大器EDFA、控制循環LOOP control、WDM demux 1x8一對八的分波解多任務器，使用光時域觀測器和分波多任務分析儀獲取每個信道的信號頻譜和總功率。（2）步驟1 從組件庫中選擇Default >Optical Fibers Library2 把Optical Fiber 拖曳到Main layout3 從組件庫中選擇Default > Amplifiers Library > Optical > EDFA4 把EDFA Ideal拖曳到Main layout5 把EDFA參數中的Opt

9、ical Mode改成Power Control6 把Optical Fiber 輸出端和EDFA Ideal輸入端相連7 從組件庫中選擇Default > Tools library8 把Loop control拖曳到Main layout9 把WDM Mux8X1輸出端連到Loop control輸入端10 把EDFA Ideal輸出端連到Loop control第二個輸入端，并把Optical Fiber輸出端連到EDFA Ideal輸入端11 從組件庫中選擇Default >Optical Fibers Library12 把Optical Fiber 拖曳到Main la

10、yout13 從組件庫中選擇Default > WDM Multiplexers Library > Demultiplexers14 把WDM DeMux8X1拖曳到Main layout15 把Loop control輸出端連到WDM DeMux8X1輸入端16 從組件庫中選擇Default > Visualizer Library > Optical17 把Optical spectrum analyzer拖曳到Main layout18 把Optical time domain visualizer拖曳到Main layout19 把WDM Analyzer拖曳到Main layout20 把每個觀測的輸入端連到WDM DeMux8X1的第一個輸出端21 執行模擬：點擊calculate 按鈕，點擊 Run 按鈕22 雙擊觀測器來觀看結果和圖表（