基于RZ的40 Gbps SMF光纖傳輸系統(tǒng)的設(shè)計與仿真

1、課程設(shè)計任務書20162017學年第二學期專業(yè)： 學號： 姓名： 課程設(shè)計名稱： 光纖通信課程設(shè)計 設(shè)計題目： 基于RZ的40 Gbps SMF光纖傳輸系統(tǒng)的設(shè)計與仿真 完成期限：自 2017 年 5 月 22 日至 2017 年 6 月 8 日共 2 周一、設(shè)計依據(jù) 窗體頂端 光纖通信技術(shù)從光通信中脫穎而出，已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一，在現(xiàn)代電信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。電發(fā)射機把信號轉(zhuǎn)換為適合信道傳輸?shù)男盘?，這個轉(zhuǎn)換如果需要調(diào)制，則其輸出信號稱為已調(diào)信號，然后把這個已調(diào)信號輸入光發(fā)射機轉(zhuǎn)換為光信號，光載波經(jīng)過光纖線路傳輸?shù)浇邮斩?，再由光接收機把光信號轉(zhuǎn)換為電信號，電接收機把接收的電信號轉(zhuǎn)換

2、為基帶信號，最后由信息宿恢復用戶信息。利用光發(fā)送模塊、光接收模塊以及光纖，設(shè)計40 Gbps單模光纖傳輸系統(tǒng)。并用Optisystem仿真軟件進行仿真，最終確定最佳的光纖傳輸系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置。 二、要求及主要內(nèi)容 1查閱相關(guān)文獻，掌握光纖通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)組成，掌握光纖通信系統(tǒng)光纖通信的基本原理； 2學會Optisystem仿真軟件的使用方法，并搭建40Gbps SMF光纖傳輸系統(tǒng)； 3利用直接調(diào)制和間接調(diào)制兩種方法進行仿真分析。 三、途徑和方法 1查閱相關(guān)文獻，理解光纖傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理； 2利用Optisystem仿真軟件搭建簡單的光纖傳輸系統(tǒng)； 3 通過改變光源功率、光纖長度

3、來分析傳輸后的性能參數(shù)：最小誤碼率、Q值的變化； 4確定光學傳輸系統(tǒng)最佳的功率數(shù)和光纖長度。 四、時間安排 1課題講解：2小時。 2閱讀資料：10小時。 3撰寫設(shè)計說明書：12小時。 4修訂設(shè)計說明書：6小時。 五、主要參考資料 1李履信光纖通信系統(tǒng)M機械工業(yè)出版社，2003.7 2劉增基，周洋溢光纖通信M西安電子科技大學出版社 3王磊，裴麗光纖通信的發(fā)展和未來J中國科技信息 2006.4 4楊浚明光纖通信設(shè)計M天津科學技術(shù)出版社，1995 5趙梓林光纖通信工程M人民郵電出版社，1987 6汪杰軍光纖通信系統(tǒng)中光發(fā)射機的設(shè)計M現(xiàn)代電子技術(shù)，2008 指導教師（簽字）： 教研室主任（簽字）： 批

4、準日期： 年 月 日 課程設(shè)計說明書 第 II 頁基于RZ的40 Gbps SMF光纖傳輸系統(tǒng)的設(shè)計與仿真摘 要當光纖中只有一個波峰通過且一般v小于2.405時，稱為單模光纖，它的芯子很細，約為8-10微米，模式色散很小，能把光以很寬的頻帶傳輸很長距離。單模光纖可容許單模光束傳輸，可減除頻寬振模色散的限制。單模光纖相比于多模光纖可支持更長傳輸距離，在100Mbps的以太網(wǎng)以至1G千兆網(wǎng)，單模光纖都可支持超過5000m的傳輸距離。單信道40 Gb/s光纖通信系統(tǒng)及其波分復用技術(shù)已經(jīng)成為當前光纖通信研究的熱點。40 Gb/s光通信系統(tǒng)中，色度色散、偏振模色散、靈敏度和非線性效應對系統(tǒng)性能影響越來越

5、嚴重。本文對這一些特性進行了仿真分析，降低他們對系統(tǒng)性能的影響，并得出了一些結(jié)論。第一部分是對此課題的簡單介紹及設(shè)計概要。第二部分是對通過改變光源功率、光纖長度來分析傳輸后的性能參數(shù)：最小誤碼率、Q值的變化進行分析。第三部分是進行仿真，得出他們對光纖特性傳輸?shù)挠绊?。最后對得到的?shù)據(jù)以及圖形分析，總結(jié)探究結(jié)果。關(guān)鍵詞：單模光纖，最小誤碼率，Q值 課程設(shè)計說明書 第 II 頁目 錄1緒論12光纖傳輸系統(tǒng)各部分介紹22.1光源22.2光發(fā)送機32.3光纖42.4光接收機42.5中繼器52.6無源器件63光纖傳輸系統(tǒng)性能73.1 最小誤碼率73.2 Q值83.3影響光纖傳輸系統(tǒng)的主要因素83.4光發(fā)送

6、機性能參數(shù)94光纖傳輸系統(tǒng)仿真分析104.1 Q值、最小誤碼率隨光源功率的關(guān)系114.2 Q值、最小誤碼率隨光纖長度的關(guān)系134.3最佳情況下通信系統(tǒng)16總 結(jié)19參考文獻20課程設(shè)計說明書 第 20 頁1緒論光纖通信在擴大網(wǎng)絡(luò)傳輸容量方面起到了其他方式不可替代的作用。目前，中國已經(jīng)形成了較完整的光纖通信產(chǎn)業(yè)體系，涵蓋了光纖光纜、光傳輸設(shè)備、光器件、光模塊等領(lǐng)域，受移動互聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合等新型應用對于帶寬需求推動，中國光通信市場開始進入高速成長期1。人們對高速通信系統(tǒng)的需求越來越高，光纖通信由于其容量大、傳輸距離遠、節(jié)省能源、抗干擾、抗輻射等諸多優(yōu)點，成為信息高速公路的主體。目前2.5Gb/S的

7、光纖通信系統(tǒng)已被廣泛應用，10Gb/S速率的超高速干線系統(tǒng)正逐漸得到推廣并將成為未來我國信息高速公路的主干。因此，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)、用于光纖傳輸?shù)母咚偌呻娐穼ξ覈畔⒏咚俟返慕ㄔO(shè)具有重大意義。作為RZ的40GbpsSMF光纖傳輸系統(tǒng)，在光釬通信系統(tǒng)的發(fā)展中有重要地位。2光纖傳輸系統(tǒng)各部分介紹光纖通信技術(shù)作為一種廣泛應用的信號傳輸技術(shù)從光通信中脫穎而出，單信道光纖通信系統(tǒng)已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一，在現(xiàn)代電信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用2。一個光纖傳輸系統(tǒng)主要包括三大部分，既光發(fā)射機、光接收機和光纖線路。圖2.1光纖傳輸系統(tǒng)光源電放大器光放大器光探測器調(diào)制器電信號信號處理圖2.2單信道光纖通

8、信系統(tǒng)設(shè)計一條光纖鏈路必須考慮下面的系統(tǒng)要求：最大的傳輸距離、傳輸速率或信道帶寬、誤碼率或信噪比。2.1光源在光纖通信系統(tǒng)中對光源有一些基本要求：光源發(fā)光波長必須與光纖的低損耗工作波長相一致；光源的輸出功率必須足夠大；光源應有很高的可靠性；光源的譜線寬度要窄；電光轉(zhuǎn)換效率要盡量高；光源應便于調(diào)制；光源應體積小、重量輕，便于安裝3。半導體激光器是以一定的半導體材料做工作物質(zhì)而產(chǎn)生激光的器件。.其工作原理是通過一定的激勵方式，在半導體物質(zhì)的能帶（導帶與價帶）之間，或者半導體物質(zhì)的能帶與雜質(zhì)（受主或施主）能級之間，實現(xiàn)非平衡載流子的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，當處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的大量電子與空穴復合時，便產(chǎn)生受激發(fā)

9、射作用。發(fā)光二極管由含鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成。當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光，氮化鎵二極管發(fā)藍光。因化學性質(zhì)又分有機發(fā)光二極管OLED和無機發(fā)光二極管LED。2.2光發(fā)送機發(fā)送機（transmitter）是指產(chǎn)生并送出信號或數(shù)據(jù)的設(shè)備。光發(fā)送機（Optical transmitter）是光傳輸網(wǎng)中的一類設(shè)備，和光接收機（Optical receiver）成對使用。光發(fā)送機將電信號轉(zhuǎn)成光信號，通過光纖發(fā)送，光接收機則將光信號

10、轉(zhuǎn)成電信號。在光纖通信系統(tǒng)中，光發(fā)送機的作用是把從電端機送來的電信號轉(zhuǎn)變成光信號，并送入光纖線路進行傳輸。光發(fā)送機的作用是進行電-光轉(zhuǎn)換。模擬光纖通信系統(tǒng)最重要的技術(shù)指標之一是系統(tǒng)的線性度。在這類系統(tǒng)中，接收端的光檢測器（一般采用PIN光電二極管PIN-PD）具有相當好的線性度，各種晶體管電路的線性度也可以設(shè)計得很好，于是光源器件（LD或LED）本身的線性度就成為了決定模擬光纖通信系統(tǒng)線性度好壞的主要因素。相移調(diào)制補償法：兩個特性相同的發(fā)光二極管分別由相位不同的注入電流信號來調(diào)制，兩路LED輸出的光信號經(jīng)Y型光纖耦合器輸出至光纖傳輸。由相移器所產(chǎn)生的兩路注入電流調(diào)制信號的相位差不同，可以消除不

11、同的諧波分量。當相移量為90°時，由二次諧波造成的非線性失真可以得到明顯的抑制。但對三次諧波的補償作用卻甚微；當相移量為60°時，可以明顯抑制三次諧波，但對二次諧波的抑制作用很差?？梢杂枚嗦凡煌嘁频恼{(diào)制器調(diào)制多個相同特性的LED，再一起耦合入纖，用以同時抑制幾個諧波成分。由于這種補償方式需要多個調(diào)制器和LED，且需要性能較好的多路至一路無源光纖定向耦合器，因此，代價很高。同時，特性完全相同的LED也不易選到。前饋補償法:注入電流信號S被分成兩路，一路直接輸入調(diào)制器1，去調(diào)制光源 ，設(shè)由于的非線性而產(chǎn)生的附加失真量為，調(diào)制器1的增益為K（常量），則輸出的光信號的一小部分為K

12、(S+ )。與 封裝在一起的PIN光電二極管檢測到輸出的光信號的一小部分并以良好的線性將其轉(zhuǎn)換成（弱）光生電流信號，再經(jīng)線性放大器放大（控制）形成含失真成分的輸出電流（S+）。此信號與延遲電路來的信號S分別輸出至誤差控制器的“-”和“+”輸入端，經(jīng)誤差控制器后，輸出的只是附加失真量。2.3光纖單模光纖：中心玻璃芯很細(芯徑一般為9或10m)，只能傳一種模式的光纖。因此，其模間色散很小，適用于遠程通訊，但還存在著材料色散和波導色散，這樣單模光纖對光源的譜寬和穩(wěn)定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩(wěn)定性要好。后來又發(fā)現(xiàn)在1.31m波長處，單模光纖的材料色散和波導色散一為正、一為負，大小也正好相等。這樣，

13、1.31m波長區(qū)就成了光纖通信的一個很理想的工作窗口，也是現(xiàn)在實用光纖通信系統(tǒng)的主要工作波段1.31m常規(guī)單模光纖的主要參數(shù)是由國際電信聯(lián)盟ITUT在G652建議中確定的，因此這種光纖又稱G652光纖。652單模光纖滿足ITU-T.G.652要求的單模光纖，常稱為非色散位移光纖，其零色散位于1.3um窗口低損耗區(qū)，工作波長為1310nm（損耗為0.36dB/km）。我國已敷設(shè)的光纖光纜絕大多數(shù)是這類光纖。隨著光纖光纜工業(yè)和半導體激光技術(shù)的成功推進，光纖線路的工作波長可轉(zhuǎn)移到更低損耗（0.22dB/km）的1550nm光纖窗口。653零色散光纖滿足ITU-T.G.653要求的單模光纖，常稱色散位

14、移光纖（DSF=Dispersion Shifled Fiber），其零色散波長移位到損耗極低的1550nm處。這種光纖在有些國家，特別在日本被推廣使用，我國京九干線上也有所采納。美國AT&T早期發(fā)現(xiàn)DSF的嚴重不足，在1550nm附近低色散區(qū)存在有害的四波混頻等光纖非線性效應，阻礙光纖放大器在1550nm窗口的應用。2.4光接收機在光纖通信系統(tǒng)中，光接收機的任務是以最小的附加噪聲及失真，恢復出光纖傳輸后由光載波所攜帶的信息，因此光接收機的輸出特性綜合反映了整個光纖通信系統(tǒng)的性能。光發(fā)射機發(fā)射的光信號經(jīng)傳輸后，不僅幅度衰減了，而且脈沖波形也展寬了，光接收機的作用就是檢測經(jīng)過傳輸?shù)奈⑷豕?/p>

15、信號，并放大、整形、再生成原傳輸信號。組成部分：1. 光學接收系統(tǒng):在接收端，接收天線的作用是將空間傳播的光場收集并匯聚到探測器表面。2. 信號處理空間光通信系統(tǒng)中，光接收機接收到的信號是十分微弱的，又加之在高背景噪聲場的干擾情況下，會導致接收端信噪比S/N<1。所以對信號的處理是十分必要的。通常采取的措施有:一是在光學信道上，采用光窄帶濾波器對所接收光信號進行處理，以抑制背景雜散光的干擾。光學濾波器的基本類型有吸收濾光器、干涉濾光器、雙折射濾光器和新型的原子共振濾光器等。二是在電信道上，采用前置放大器將光電探測器產(chǎn)生的微弱的光生電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，再通過主放大器對信號進行進一步放大

16、。然后采用均衡和濾波等方法對信號進行整形和處理，最后通過時鐘提取、判決電路及解碼電路，恢復出發(fā)送端的信息。2.5中繼器中繼器由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個：一個是補償光信號在光纖中傳輸時受到的衰減；另一個是對波形失真的脈沖近行整形。實用的光纖數(shù)字通信系統(tǒng)都是用二進制PCM信號對光源進行直接強度調(diào)制的。光發(fā)送機輸出的經(jīng)過強度調(diào)制的光脈沖信號通過光纖傳輸?shù)浇邮斩?。由于受發(fā)送光功率、接收機靈敏度、光纖線路損耗、甚至色散等因素的影響及限制，光端機之間的最大傳輸距離是有限的。光中繼器的功能是補償光的衰減，對失真的脈沖信號進行整形。當光信號在光纖中傳輸一定距離后（約5070KM），光能

17、衰減，從而使信息傳輸質(zhì)量下降。為了克服這一特點，在大容量、遠距離光纖通信系統(tǒng)中，每隔一段距離設(shè)置一個中繼器，保證光纖高質(zhì)量遠距離傳輸。這種系統(tǒng)也叫光纖中繼通信。為便于維護，光中繼器應具有公務聯(lián)絡(luò)、監(jiān)控、告警等功能，有的還具有區(qū)間通信功能。光中繼器是在長距離的光纖通信系統(tǒng)中補償光纜線路光信號的損耗和消除信號畸變及噪聲影響的設(shè)備。是光纖通信設(shè)備的一種。其作用是延長通信距離。通常由光接收機、定時判決電路和光發(fā)送機三部分及遠供電源接收、遙控、遙測等輔助設(shè)備組成。光中繼器將從光纖中接收到弱光信號經(jīng)光檢測器轉(zhuǎn)換成電信號，再生或放大后，再次激勵光源，轉(zhuǎn)換成較強的光信號，送入光纖繼續(xù)傳輸。2.6無源器件由于光

18、纖或光纜的長度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制，且光纖的拉制長度也是有限度的（如1Km)。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連接的問題。于是，光纖間的連接、光纖與光端機的連接及耦合，對光纖連接器、耦合器等無源器件的使用是必不可少的。3光纖傳輸系統(tǒng)性能光纖中傳輸?shù)墓庑盘柧哂幸欢ǖ念l譜寬度，也就是說光信號具有許多不同的頻率成分。同時，在多模光纖中，光信號還可能由若干個模式疊加而成。3.1 最小誤碼率誤碼的產(chǎn)生是由于在信號傳輸中，衰變改變了信號的電壓，致使信號在傳輸中遭到破壞，產(chǎn)生誤碼。噪音、交流電或閃電造成的脈沖、傳輸設(shè)備故障及其他因素都會導致誤碼（比如傳送的信號是1，而接收到的是0；反之亦然）

19、。各種不同規(guī)格的設(shè)備，均有嚴格的誤碼率定義，如通常視/音頻雙向光端機的誤碼率應該在：（BER）10E-9 （3.1）由于種種原因，數(shù)字信號在傳輸過程中不可避免地會產(chǎn)生差錯。例如在傳輸過程中受到外界的干擾，或在通信系統(tǒng)內(nèi)部由于各個組成部分的質(zhì)量不夠理想而使傳送的信號發(fā)生畸變等。當受到的干擾或信號畸變達到一定程度時，就會產(chǎn)生差錯。在數(shù)據(jù)通信中，如果發(fā)送的信號是“1”，而接收到的信號卻是“0”，這就是“誤碼”，也就是發(fā)生了一個差錯。在一定時間內(nèi)收到的數(shù)字信號中發(fā)生差錯的比特數(shù)與同一時間所收到的數(shù)字信號的總比特數(shù)之比，就叫做“誤碼率”，也可以叫做“誤比特率”。誤碼率（BER：bit error rat

20、e）是衡量數(shù)據(jù)在規(guī)定時間內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸精確性的指標。誤碼率=錯誤碼元數(shù)/傳輸總碼元數(shù)。誤比特率=錯誤比特數(shù)/傳輸總比特數(shù)。誤碼率是最常用的數(shù)據(jù)通信傳輸質(zhì)量指標。它表示數(shù)字系統(tǒng)傳輸質(zhì)量的式是“在多少位數(shù)據(jù)中出現(xiàn)一位差錯”。P(e)Log2M<Pb(e)<P(e) （3.1）其中，Pb(e)表示發(fā)生誤碼的可能性，等同于誤碼率；P(e)表示波形發(fā)生錯誤并被用戶發(fā)現(xiàn)的可能性；M是間斷信號的數(shù)量 3.2 Q值一個光學諧振腔的質(zhì)量用品質(zhì)因數(shù)Q來描述的，Q是衡量光學諧振腔的儲能（光能）和選擇頻率的能力。Q值的定義公式是：Q=2(E2E1) （3.2）式中，v為腔的諧振頻率，E2為腔內(nèi)存儲的能量，E1

21、為每秒損耗的能量。腔內(nèi)存儲的能量越多，或者每秒損失的能量越少，諧振腔的質(zhì)量越好，即品質(zhì)因素Q的值越高。通常，Q的定義式?jīng)]有實際操作的意義。其中是無源諧振腔的透射光譜諧振峰半高寬，是諧振峰的中心頻率。通常，腔體積越大，對光束能量反饋越高，Q就越高。需要注明的是，同一個光學諧振腔，對不同的波長有不同的Q。因為考慮到增益介質(zhì)的吸收，不同波長的光，在不同的泵浦條件下，在諧振腔內(nèi)的損耗不同。3.3影響光纖傳輸系統(tǒng)的主要因素在光纖中傳輸?shù)墓庑盘枺}沖）的不同頻率成份或不同的模式分量以不同的速度傳播，到達一定距離后必然產(chǎn)生信號失真（脈沖展寬），這種現(xiàn)象稱為光纖的色散或彌散。 光纖的色散主要有材料色散、波導色

22、散、偏振模色散和模間色散四種。其中，模間色散是多模光纖所特有的。 這四種色散作用還相互影響，由于材料折射率n是波長（或頻率w）的非線性函數(shù)，d2n/d20，于是不同頻率的光波傳輸?shù)娜核俣炔煌?，所導致的色散成為材料色散?由于導引模的傳播常數(shù)是波長(或頻率w)的非線性函數(shù)，使得該導引模的群速度隨著光波長的變化而變化，所產(chǎn)生的色散成為波導色散（或結(jié)構(gòu)色散）。 偏振模色散指光纖中偏振色散，它是由于實際的光纖中基模含有兩個相互垂直的偏振模，沿光纖傳播過程中，由于光纖難免受到外部的作用，如溫度和壓力等因素變化或擾動，使得兩模式發(fā)生耦合，并且它們的傳播速度也不盡相同，從而導致光脈沖展寬，引起信號失真。 不

23、同的導引模的群速度不同引起的色散成為模間色散，模間色散只存在與多模光纖中。 光纖的色散及非線性對系統(tǒng)的影響日益突出，在單信道傳輸速率進一步提高和信道間隔進一步壓縮受限制的情況，增加系統(tǒng)的傳輸速率更期待與增加系統(tǒng)的傳輸帶寬，而采用更大帶寬的光纖是其必然的選擇4。3.4光發(fā)送機性能參數(shù)光信號經(jīng)過光纖信道的傳輸，幅度發(fā)生了損耗而且脈沖也被展寬。光接收機的主要作用，是將接收到的微弱光信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳碾娦盘?，再?jīng)過放大和處理，使其恢復為原來的形式5。光發(fā)送機的主要性能參數(shù)包括：平均光發(fā)送光率、光源的均方根譜寬（RMS）、-3dB譜寬（FWHM）和-20dB譜寬、邊模抑制比、消光比和眼圖?？虻?。平均發(fā)送光

24、功率是指在正常的工作條件下，光發(fā)送機輸出的平均光功率。對于采用半導體激光器為光源的光發(fā)送機而言，其平均發(fā)光功率一般在mW級別均方根譜寬定義為：用高斯函數(shù)rms2=P（）近似光譜包絡(luò)分布，若rms2為均方根譜寬值，則有rms2-+-0Pd/-+P()d （3.1）式中，為光源波長，0為光源中心波長。-3dB譜寬定義為：光源譜線中主模峰值波長的幅度下降一半處光譜線兩點間的波長間隔。-20dB譜寬定義為：光源譜線中主模峰值波長的幅度下降20dB處光譜線兩點間的波長間隔。邊模抑制比定義為：主模光功率強度與最大邊模光功率強度之比的對數(shù)。4光纖傳輸系統(tǒng)仿真分析利用OptiSystem軟件設(shè)計一個40Gb/

25、s單模光纖單信道的傳輸系統(tǒng)，進行模型仿真，調(diào)試程序使其達到設(shè)計指標要求及分析仿真結(jié)果。并對40 Gb/s光通信系統(tǒng)中，通過改變光源功率、光纖長度來分析傳輸后的性能參數(shù)：最小誤碼率、Q值的變化。 設(shè)計一個40Gb/s單模光纖單信道的傳輸系統(tǒng)，分析RZ碼對其傳輸性能的影響，并對系統(tǒng)性能進行優(yōu)化。確定光學傳輸系統(tǒng)最佳的功率數(shù)和光纖長度。仿真系統(tǒng)基本參數(shù)設(shè)置：Loop Control：number of loops=2Mach-Zehnder Modulator：extinction modulator=30dB Bessel Optical Filter：Bandwidth=160GHz Frequ

26、ency=1550nmEDFA Ideal：Gain=10dB Noise figure=6dBEDFA Ideal 1：Gain=5dB Noise figure=6dBLow Pass Bessel Filter：Cutoff frequency= 0.75 * Bit rateDCF Fiber： Length=10Km Dispersion=-80(ps/nm/km)從而畫出了到RZ的40 Gbps SMF光纖傳輸系統(tǒng)的仿真圖4.1。圖4.1 基于RZ的40 Gbps SMF光纖傳輸系統(tǒng)4.1 Q值、最小誤碼率隨光源功率的關(guān)系在系統(tǒng)基本條件不變的情況下，設(shè)置SMF Fiber：Leng

27、th=50Km，將光源功率從0.1mW到7mW分為10級，對比系統(tǒng)的誤碼率和Q值隨光功率的變化。圖4.2 光源功率變化梯度圖4.3光功率變化與最小誤碼率的關(guān)系由圖4.3可知，隨著光源光功率的增加，誤碼率隨著光功率的增加先減小后增大，當光源光功率為0.8mW時系統(tǒng)的誤碼率最小，系統(tǒng)達到最優(yōu)如圖4.4。圖4.4 光源光功率0.88mW時眼圖 圖4.5光功率0.1mW時眼圖 圖4.6光功率2.4mW時眼圖對比光源光功率分別為0.88mW、 0.1mW 、2.4mW時的眼圖可得，當光源光功率為0.88mW時系統(tǒng)的誤碼率最小，眼圖達到最優(yōu)的效果；當源光功率分別為0.1mW、 2.4mW時系統(tǒng)誤碼率增加。

28、圖4.7功率變化與Q值的變化曲線由圖4.7可知Q值隨著光輸入功率的增加先增大后減小，當光功率為0.88mW時Q值最大，系統(tǒng)在本條件下達到最優(yōu)。4.2 Q值、最小誤碼率隨光纖長度的關(guān)系在光起纖通信系統(tǒng)基本條件不變的情況下，光源光功率為1.25mW時，將SMF Fiberr的長度變化范圍從46Km到55Km，對比系統(tǒng)的誤碼率和Q值隨光功率的變化。圖4.8 光纖長度變化圖4.9光纖長度與最小誤碼率的關(guān)系圖4.10光纖長度為50KM后的眼圖由圖可知，光纖通信系統(tǒng)隨著Optical Fiber的增長先下降后上升，單模光纖的光纖長度為50Km時誤碼率最小，系統(tǒng)在預設(shè)情況下達到最優(yōu)情況。圖4.11光纖長度與Q值的變化曲線光纖長度為50Km時Q值圖4.12 SMF Fiber不同長度下Q值分布由圖可知，光纖通信系統(tǒng)隨著Optical Fiber的增長先上升后下降，當光纖長度為50Km時Q值最大，系統(tǒng)在預設(shè)情況下達到最優(yōu)情況。4.3最佳情況下通信系統(tǒng) 圖4.1