光纖通信實驗報告

光纖通信實驗報告光纖通信實驗報告一、OptiSystem

OptiSystem實驗OptiSystem就是一款創(chuàng)新的光通訊系統(tǒng)模擬軟件包,它集設(shè)計、測試與優(yōu)化各種類型寬帶光網(wǎng)絡(luò)物理層的虛擬光連接等功能于一身,從長距離通訊系統(tǒng)到MANS都適用。OptiSystem有一個基于實際光纖通訊系統(tǒng)模型的系統(tǒng)級模擬器,并具有強大的模擬環(huán)境與真實的器件與系統(tǒng)的分級定義。它的性能可以通過附加的用戶器件庫與完整的界面進(jìn)行擴展,從而成為一系列廣泛使用的工具。全庫,包括實際的、波長相關(guān)的參數(shù)。參數(shù)掃描與優(yōu)化允許用戶研究特定的器件技OptiSystem滿足了急速發(fā)展的光子市場對于一個強有力而易于使用的光系統(tǒng)設(shè)計工具的需求,深受系統(tǒng)設(shè)計者、光通信工程師、研究人員的青睞。OptiSystem軟件允許對物理層任何類型的虛擬光連接與寬帶光網(wǎng)絡(luò)的分析,MANSLANS都適用。它可廣泛應(yīng)用下列場合:物理層的器件級到系統(tǒng)級的光通訊系統(tǒng)設(shè)計;CATVTDMWDM網(wǎng)絡(luò)設(shè)計;SONETSDH的環(huán)形設(shè)計;傳輸裝置、信道、放大器與接收器的設(shè)計;色散圖設(shè)計;不同接受模式下誤碼率(BER)與系統(tǒng)代價(Penalty)的評估;BER與連接預(yù)算計算。實驗1OptiSystem快速入門:以“激光外調(diào)制”為例一、實驗?zāi)康?、掌握軟件的簡單操作2、了解軟件的元件庫3、掌握建立新的project(新的工作界面)4、掌握搭建系統(tǒng):將元件從元件庫中拖入project、連線、搭建系統(tǒng)5、掌握設(shè)置參數(shù)6、掌握軟件的運行、觀察結(jié)果、導(dǎo)出數(shù)據(jù)二、實驗過程建立一個新文件。()將光學(xué)器件從數(shù)據(jù)庫里拖入主窗口進(jìn)行布局、光標(biāo)移至有鎖鏈圖標(biāo)出現(xiàn)時,進(jìn)行連線。(1所示4.設(shè)置連續(xù)波激光器參數(shù)。(1)frequency>mode,出現(xiàn)下拉菜單,script(2)value中輸入數(shù)據(jù)并作評估。(3)點擊單位,選擇“THZ”,OK回主窗口。(2所示)125.設(shè)置頻譜分析儀屬性選中圖表點擊右鍵(3),選中“component頻譜分析儀的屬性框(圖4)。保存設(shè)置點擊OK返回主窗口。346、運算在File中選中Calculate進(jìn)行運算。運算界面如下。圖5運算后分別從示波器,頻譜分析儀,光學(xué)時域觀察儀器里觀察。(如圖5、6)圖62NRZRZ碼的帶寬一、實驗?zāi)康?、比較相同數(shù)據(jù)速率的NRZ碼與RZ碼的頻譜圖2、比較相同數(shù)據(jù)速率的NRZ碼與RZ碼的帶寬二、實驗過程1、分別搭建發(fā)送NRZ碼、RZ碼電脈沖信號的系統(tǒng)(如圖):比特序列發(fā)生器、碼型脈沖發(fā)生器、示波器、RF射頻頻譜儀2、碼序列為偽隨機碼,10Gbps,觀察結(jié)果3、碼序列為偽隨機碼,40Gbps,觀察結(jié)果4、將兩種情形同時搭建在一起比較三、實驗結(jié)果10GbpsNRZ碼頻譜圖RZ碼測試系統(tǒng)10GbpsRZ碼頻譜圖碼序列為偽隨機碼,10Gbps碼序列為偽隨機碼,40Gbps實驗3比較數(shù)據(jù)速率不同的光脈沖的光譜一、實驗?zāi)康?、比較數(shù)據(jù)速率不同的光脈沖信號的光譜2、了解調(diào)制速率對光譜寬度的影響二、實驗過程1、搭建發(fā)送Sech光脈沖的系統(tǒng)(如圖):比特序列發(fā)生器、光脈沖碼型發(fā)生器、光示波器、光譜儀。選擇光載波頻率193、1THz。210Gbps,觀察結(jié)果340Gbps,觀察結(jié)果4、數(shù)據(jù)速率如果更低,結(jié)果會變化？三、實驗總結(jié)測試系統(tǒng)10Gbps光脈沖的光譜40Gbps光脈沖的光譜自定義光脈沖數(shù)據(jù)速率為10Gbps自定義光脈沖數(shù)據(jù)速率為40Gbps一、實驗?zāi)康?/p>

實驗4光源外調(diào)制光纖傳輸系統(tǒng)1二、實驗過程1、如圖所示2、光源選擇連續(xù)光源,載波波長選擇1550nm;調(diào)制器選擇馬赫-曾德爾調(diào)制器;信號選偽隨機碼3、數(shù)據(jù)速率10Gbps或者40Gbps,碼型NRZ或者RZ碼3、觀察經(jīng)過調(diào)制后的光譜與光源光譜的差別;觀察傳輸后的結(jié)果。三、實驗總結(jié)系統(tǒng)搭建經(jīng)過調(diào)制后的光譜與光源光譜的差別實驗5光纖傳輸系統(tǒng)性能測試:誤碼測試及眼圖觀察一、實驗?zāi)康?、掌握傳輸系統(tǒng)性能測試的方法2、掌握誤碼分析儀、眼圖分析手段二、實驗過程1、采用實驗4的系統(tǒng),增加碼分析儀、眼圖分析儀2、數(shù)據(jù)設(shè)置如實驗4,觀察的結(jié)果3、改變數(shù)據(jù)速率、改變傳輸距離,觀察結(jié)果三、實驗總結(jié)誤碼分析結(jié)果與眼圖分析結(jié)果(傳輸10km)實驗6脈沖在光纖中的傳輸一、實驗?zāi)康?二、實驗要求1、傳輸光纖為G、652光纖;工作波長選擇1550nm;2、研究非啁啾高斯脈沖在G、652光纖中的傳輸規(guī)律;研究啁啾參量對脈沖傳輸?shù)挠绊?3sech脈沖(雙曲正割脈沖),其她參量不變,結(jié)果三、實驗過程系統(tǒng)搭建*系統(tǒng)搭建簡便方法:直接從OptiSystem安裝文件目錄中調(diào)取OptiSystem安裝文件目錄/OptiwaveSoftware/Optisystem/samples/Opticalfibers/CombinedeffectsofGVDandSPMGaussianpulsepropagation/Gaussian_pulse_SPM_and_GVD1、用戶自定義比特序列發(fā)生器(UserDefinedBitSequenceGenerator)參數(shù)設(shè)置:2、全局變量參數(shù)設(shè)置:Layout中所搭建的系統(tǒng)空白的地方,設(shè)置圖,Bitrate40Gbps,40000000000Bits/s,示。3、光纖色散設(shè)置為16、75ps/nm/km,長度自己定義。4、雙擊高斯脈沖發(fā)生器,設(shè)置工作波長設(shè)置為1550nm,并可進(jìn)行啁啾參量設(shè)置。5、實驗結(jié)果輸入脈沖波形與輸出脈沖波形6、改變參量,比較實驗結(jié)果,總結(jié)實驗規(guī)律實驗7利用色散補償光纖進(jìn)行色散補償一、實驗?zāi)康?二、實驗要求1G652光纖;1550nm;D1=1675ps/nm/km;L12,D2散補償效果;驗證獲得最佳色散補償效果時,D1L1+D2L2=0。3,,將出現(xiàn)過補償現(xiàn)象;否則將出現(xiàn)欠補償現(xiàn)象;請進(jìn)行驗證。三、實驗過程實驗結(jié)果:分別為初始脈沖,經(jīng)過傳輸光纖后脈沖展寬的情形經(jīng)過色散補償光纖后的獲得色散補償?shù)拿}沖一、實驗?zāi)康?/p>

實驗8光纖中的自相位調(diào)制效應(yīng)1、驗證高功率、窄脈沖在光纖中傳輸?shù)淖韵辔徽{(diào)制效應(yīng)二、實驗要求1、改變?nèi)肷涔饷}沖的峰值功率、入射光脈沖的寬度、光纖長度、光纖色散等參量,觀察光纖中的自相位調(diào)制效應(yīng)的規(guī)律三、實驗過程*系統(tǒng)搭建直接從OptiSystem安裝文件目錄中調(diào)取:OptiSystem安裝文件目錄/OptiwaveSoftware/Optisystem/samples/Opticalfibers/SPMinducedspectralbroadening/SPM_unchirped_Gaussian_pulse結(jié)果示例:光纖輸入端初始脈沖的光譜,與通過光纖傳輸后,輸出脈沖的光譜一、實驗?zāi)康?/p>

實驗9光纖中的拉曼放大效應(yīng)1、驗證光纖中的拉曼放大效應(yīng)二、實驗要求1、改變泵浦光的功率、改變信號光的波長、信號光的入射功率,觀察拉曼放大的規(guī)律三、實驗過程*系統(tǒng)搭建直接從OptiSystem安裝文件目錄中調(diào)取:OptiSystem安裝文件目錄/OptiwaveSoftware/Optisystem/samples/Opticalfibers/ScalarRamanamplification/ScalarRamanamplification結(jié)果示例:輸入光纖的泵浦光與信號光,與光纖輸出端一、實驗?zāi)康?/p>

實驗10光纖中的光孤子傳輸1、驗證光纖中的形成光孤子的原理光纖中光孤子形成的條件就是,入射光脈沖為sech波形,光脈沖峰值功率足夠高,,,盡管光纖有色散,這就就是基態(tài)光孤子。二、實驗要求1、觀察形成光孤子時,了解光脈沖的參數(shù),光纖的參數(shù);改變光纖長度觀察脈沖波形;2、了解什么就是基態(tài)光孤子、什么就是高階光孤子;觀察基態(tài)光孤子與高階光孤子的傳輸有什么異同三、實驗過程*系統(tǒng)搭建直接從OptiSystem安裝文件目錄中調(diào)取:OptiSystem安裝文件目錄/Optiw