《光纖通信》實(shí)驗(yàn)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)周4（第8-15周）：1-2節(jié)，8B201-202光纖通信原理與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)講義第一部分 實(shí)驗(yàn)簡介1、OptiSystem光子學(xué)仿真軟件使用1.1、軟件簡介OptiSystem是一款創(chuàng)新的光通訊系統(tǒng)模擬軟件包，它集設(shè)計(jì)、測試和優(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LANS和MANS都適用。OptiSystem有一個基于實(shí)際光纖通訊系統(tǒng)模型的系統(tǒng)級模擬器，并具有強(qiáng)大的模擬環(huán)境和真實(shí)的器件和系統(tǒng)的分級定義。它的性能可以通過附加的用戶器件庫和完整

2、的界面進(jìn)行擴(kuò)展，從而成為一系列廣泛使用的工具。全面的圖形用戶界面提供光子器件設(shè)計(jì)、器件模型和演示。豐富的有源和無源器件庫，包括實(shí)際的、波長相關(guān)的參數(shù)。參數(shù)掃描和優(yōu)化允許用戶研究特定的器件技術(shù)參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。OptiSystem滿足了急速發(fā)展的光子市場對于一個強(qiáng)有力而易于使用的光系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具的需求，深受系統(tǒng)設(shè)計(jì)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和寬帶光網(wǎng)絡(luò)的分析，從遠(yuǎn)距離通訊到MANS和LANS都適用。它可廣泛應(yīng)用下列場合：（1）物理層的器件級到系統(tǒng)級的光通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（2）CATV或者TDMWDM網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)；（3）SONETSDH的環(huán)

3、形設(shè)計(jì)；（4）傳輸裝置、信道、放大器和接收器的設(shè)計(jì)；（5）色散圖設(shè)計(jì)；（6）不同接受模式下誤碼率（BER）和系統(tǒng)代價（Penalty）的評估；（7）放大系統(tǒng)的BER和連接預(yù)算計(jì)算。1.2、軟件使用快速入門：以“激光外調(diào)制”為例實(shí)驗(yàn)示例：激光外調(diào)制一、實(shí)驗(yàn)?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)（1）元件參數(shù)設(shè)置（2）全局變量設(shè)置6、掌握軟件的運(yùn)行、觀察結(jié)果、導(dǎo)出數(shù)據(jù)二、實(shí)驗(yàn)過程建立一個新文件。（FileNew）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

4、鎖鏈圖標(biāo)出現(xiàn)時，進(jìn)行連線。（如圖1所示）4設(shè)置連續(xù)波激光器參數(shù)。（1）點(diǎn)擊frequencymode, 出現(xiàn)下拉菜單，選中script。（2）在value中輸入數(shù)據(jù)并作評估。（3）點(diǎn)擊單位，選擇“THZ”，點(diǎn)擊OK 回主窗口。（如圖2所示）例圖1.1例圖1.25設(shè)置頻譜分析儀屬性選中圖表點(diǎn)擊右鍵（如圖3），選中“component properties”，出現(xiàn)頻譜分析儀的屬性框（圖4）。保存設(shè)置點(diǎn)擊OK返回主窗口。例圖1.3例圖1.46.運(yùn)算在File中選中Calculate進(jìn)行運(yùn)算。運(yùn)算界面如下。例圖1.5運(yùn)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、7）例圖1.6例

5、圖1.77全局變量設(shè)置與編輯 例如設(shè)置比特率11010bit/s，比特序列程度=256bits，每比特采樣數(shù)64雙擊Project Layout選擇或清除所需要的全局變量例圖 1.8 參量設(shè)置第二部分 實(shí)驗(yàn)課題實(shí)驗(yàn)1：觀察周期矩形脈沖和單個矩形電脈沖的頻譜一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、比較脈沖寬度相同的周期性信號和非周期性電信號的頻譜。2、了解周期信號的周期T與頻譜的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)過程（一）觀察周期矩形脈沖的頻譜1、設(shè)置重復(fù)率為10GHz（即脈沖周期T=1/1010s=100 ps），脈沖寬度為50ps的矩形脈沖（思考：怎么設(shè)置？）2、觀察周期脈沖時域波形和頻譜。（二）觀察單個矩形脈沖的頻譜1、設(shè)置單個矩形

6、脈沖，其寬度為50ps。（思考：如何設(shè)置脈沖寬度=50ps的單個矩形脈沖？）2、觀察單個矩形脈沖時域波形和頻譜。3、將脈沖寬度減少到10ps，重新實(shí)驗(yàn)，觀察脈沖寬度減少后的頻譜變化。（三）觀察短脈沖和無限寬脈沖的頻譜。1、設(shè)置脈沖的寬度為很寬的矩形脈沖，觀察其頻譜（如何設(shè)置？）。2、設(shè)置脈沖的寬度為很窄的矩形脈沖，觀察其頻譜。設(shè)置方法1：采用RZ碼，設(shè)置重復(fù)率是10GHz（10Gbps，脈沖周期100ps），編碼為:，重復(fù)率10GHz連續(xù)為1的RZ碼（占空比為50%），就是寬度為50ps，周期為100ps的脈沖序列圖1.1 系統(tǒng)搭建圖1.2 10GHz的50ps寬度電脈沖的頻譜圖1.3（a）寬

7、度50ps單個電脈沖的頻譜圖1.3（b）寬度10ps單個電脈沖的頻譜實(shí)驗(yàn)2：觀察周期矩形光脈沖和單個矩形光脈沖的光譜（即將實(shí)驗(yàn)1的電脈沖調(diào)制光譜后重復(fù)實(shí)驗(yàn)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、比較脈沖寬度相同的周期性光信號和非周期性光信號的光譜。2、了解周期信號的周期T與頻譜的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)過程 將實(shí)驗(yàn)1的電脈沖調(diào)制光波，光源為CW激光器，采用外調(diào)整的方法，激光頻率取193.1THz。（一）觀察周期矩形光脈沖的光譜1、設(shè)置重復(fù)率為10GHz（即脈沖周期T=1/1010s=100 ps），脈沖寬度為50ps的矩形光脈沖（思考：怎么設(shè)置？）2、觀察周期脈沖時域波形和光譜。（二）觀察單個矩形光脈沖的光譜1、設(shè)置單個矩形

8、脈沖，其寬度為50ps。（思考：如何設(shè)置脈沖寬度=50ps的單個矩形脈沖？）2、觀察單個矩形脈沖時域波形和光譜。（三）將脈沖寬度減少到25ps、10ps，重新實(shí)驗(yàn)，觀察脈沖寬度減少后的光譜變化。圖2.1 系統(tǒng)搭建圖2.2(a) 10GHz寬度50ps電脈沖的頻譜圖2.2(b) 10GHz寬度50ps電脈沖調(diào)制光波后的光譜圖2.2(c) 10GHz寬度50ps電脈沖調(diào)制光波后的光譜局部放大圖實(shí)驗(yàn)3：調(diào)制格式與載波的調(diào)制3.1比較NRZ碼與RZ碼兩種調(diào)制格式的帶寬一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握NRZ與RZ調(diào)制格式的特點(diǎn)2、比較相同數(shù)據(jù)速率的NRZ碼與RZ碼信號的頻譜圖3、比較相同數(shù)據(jù)速率的NRZ碼與RZ碼信

9、號的帶寬二、實(shí)驗(yàn)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(jī)碼，設(shè)置數(shù)據(jù)速率為10Gbps，觀察結(jié)果3、碼序列為偽隨機(jī)碼，設(shè)置數(shù)據(jù)速率為40Gbps，觀察結(jié)果4、將兩種情形同時搭建在一起比較三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論圖3.1 NRZ碼測試系統(tǒng)（a）全圖（b）局部放大圖圖3.2 10GbpsNRZ碼頻譜圖圖3.3 RZ碼測試系統(tǒng)（a）全圖（b）局部放大圖圖3.4 10GbpsRZ碼頻譜圖圖3.5 將兩種情形同時比較的系統(tǒng)搭建實(shí)驗(yàn)3 調(diào)制格式與載波的調(diào)制3.2用NRZ碼、RZ碼調(diào)制光載波一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、觀察用NRZ碼

10、、RZ碼調(diào)制光載波后，信號的頻譜圖，與不調(diào)制載波時信號的頻譜圖的差別（即與實(shí)驗(yàn)2.1的結(jié)果相比較）2、觀察相同數(shù)據(jù)速率的NRZ碼與RZ碼調(diào)制光載波后的光譜圖的特點(diǎn)與差別。二、實(shí)驗(yàn)過程1、分別搭建用NRZ碼、RZ碼電脈沖信號，采用外調(diào)制的方法，調(diào)制激光器的系統(tǒng)（如圖）。2、碼序列為偽隨機(jī)碼，設(shè)置數(shù)據(jù)速率為10Gbps，觀察結(jié)果3、碼序列為偽隨機(jī)碼，設(shè)置數(shù)據(jù)速率為40Gbps，觀察結(jié)果三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論圖2.2.1 10GbpsNRZ光脈沖的光譜圖圖2.2.2 10GbpsRZ光脈沖的光譜圖實(shí)驗(yàn)4不同波形、不同重復(fù)率光脈沖的光譜一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握產(chǎn)生不同波形光脈沖的設(shè)置方法，包括雙曲正割脈沖、高

11、斯脈沖2、觀察、比較單個光脈沖（雙曲正割脈沖或高斯脈沖）的光譜圖3、觀察、比較高重復(fù)率光脈沖（雙曲正割脈沖或高斯脈沖）的光譜圖 4、了解調(diào)制速率、脈沖寬度對光譜寬度的影響二、實(shí)驗(yàn)過程1、搭建發(fā)送Sech波形光脈沖的系統(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。2、設(shè)置光源產(chǎn)生單個光脈沖（雙曲正割脈沖或高斯脈沖），觀察光譜圖，設(shè)置脈沖寬度（如何設(shè)置脈沖寬度？），觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3、保持脈沖寬度不變，將脈沖設(shè)置為高重復(fù)率光脈沖（自定義光脈沖數(shù)據(jù)速率為10Gbps，碼序列為均為1碼，定義1024個連續(xù)1碼），觀察結(jié)果。3、保持脈沖寬度不變，將脈沖設(shè)置

12、為高重復(fù)率光脈沖（自定義光脈沖數(shù)據(jù)速率為10Gbps，碼序列為均為1碼，定義1024個連續(xù)1碼），觀察結(jié)果。三、問題、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論1、單個脈沖的光譜圖是連續(xù)的還是離散的？2、高重復(fù)率脈沖的光譜是連續(xù)的還是離散的？3、脈沖的重復(fù)率增加，其光譜寬度怎么變化？4、脈沖的重復(fù)率和光譜線之間的距離有什么關(guān)系？圖3.1 測試系統(tǒng)圖3.2（a）單個sech光脈沖的光譜圖3.2（b）重復(fù)率為10GHz的sech光脈沖的光譜（脈沖寬度與上圖相同，僅改變重復(fù)率）圖3.2 10Gbps光脈沖的光譜圖3.3 40GHz重復(fù)率sech光脈沖的光譜實(shí)驗(yàn)5 高斯脈沖在普通單模光纖(G.652光纖)中的傳輸一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、

13、掌握色散對光脈沖傳輸?shù)挠绊懀?、掌握光脈沖在光纖中正常色散區(qū)和反常色散區(qū)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)；3、觀察光脈沖經(jīng)過光纖傳輸后的啁啾。二、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建搭建仿真高斯脈沖在G.652光纖中傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)系統(tǒng)，如圖所示。三、實(shí)驗(yàn)要求1、設(shè)置高斯脈沖的半高全寬TFWHM=12.5ps。2、傳輸光纖為G.652光纖，工作在反常色散區(qū)。（1）相關(guān)參數(shù)設(shè)置：色散值D=16ps/nm/km，計(jì)算二階群速度色散參量 及色散長度： （2）分別仿真TFWHM=12.5ps的高斯脈沖，經(jīng)過2倍色散長度和10倍色散長度（2LD、10LD）距離時，脈沖展寬的情形，如下圖。3、其他條件不變，直接設(shè)，分別仿真TFWHM=12.5ps的高斯脈沖

14、，經(jīng)過2倍色散長度和10倍色散長度（2LD、10LD）距離時，脈沖展寬的情形，與在正常色散區(qū)傳輸?shù)那樾芜M(jìn)行相比。 4、比較僅僅改變光纖色散的符號，傳輸后脈沖的啁啾。四、實(shí)驗(yàn)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)取直接從OptiSystem安裝文件目錄/Optiwave Software/Optisystem/samples/Optical fibers/ Combined effects of GVD and SPM Gaussian pulse propagation/ Gaussian_pulse_SPM_and_GVD用戶自定義比特序列發(fā)生器（User

15、 Defined Bit Sequence Generator）參數(shù)設(shè)置：全局變量參數(shù)設(shè)置：雙擊Layout中所搭建的系統(tǒng)空白的地方，將彈出變量參數(shù)設(shè)置圖，將Bit rate 設(shè)置為40Gbps，即40 Bits/s，其他參數(shù)如下圖所示。光纖色散設(shè)置為16.75ps/nm/km，長度自己定義。雙擊高斯脈沖發(fā)生器，設(shè)置工作波長設(shè)置為1550nm，脈沖寬度為12.5ps，并可進(jìn)行啁啾參量設(shè)置。實(shí)驗(yàn)結(jié)果 輸入脈沖波形 輸出脈沖波形改變參量，比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律當(dāng)我被上帝造出來時，上帝問我想在人間當(dāng)一個怎樣的人，我不假思索的說，我要做一個偉大的世人皆知的人。于是，我降臨在了人間。我出生在一個官僚

16、知識分子之家，父親在朝中做官，精讀詩書，母親知書答禮，溫柔體貼，父母給我去了一個好聽的名字：李清照。小時侯，受父母影響的我飽讀詩書，聰明伶俐，在朝中享有“神童”的稱號。小時候的我天真活潑，才思敏捷，小河畔，花叢邊撒滿了我的詩我的笑，無可置疑，小時侯的我快樂無慮。“興盡晚回舟，誤入藕花深處。爭渡，爭渡，驚起一灘鷗鷺?！鼻啻旱奈胰缤恢恍▲B，自由自在，沒有約束，少女純凈的心靈常在朝陽小，流水也被自然洗禮，纖細(xì)的手指拈一束花，輕拋入水，隨波蕩漾，發(fā)髻上沾著晶瑩的露水，雙腳任水流輕撫。身影輕飄而過，留下一陣清風(fēng)。可是晚年的我卻生活在一片黑暗之中，家庭的衰敗，社會的改變，消磨著我那柔弱的心。我?guī)缀鯇ι?/p>

17、絕望，每天在痛苦中消磨時光，一切都好象是灰暗的?！皩ひ捯捓淅淝迩迤嗥鄳K慘戚戚”這千古疊詞句就是我當(dāng)時心情的寫照。最后，香消玉殞，我在痛苦和哀怨中凄涼的死去。在天堂里，我又見到了上帝。上帝問我過的怎么樣，我搖搖頭又點(diǎn)點(diǎn)頭，我的一生有歡樂也有坎坷，有笑聲也有淚水，有鼎盛也有衰落。我始終無法客觀的評價我的一生。我原以為做一個著名的人，一生應(yīng)該是被歡樂榮譽(yù)所包圍，可我發(fā)現(xiàn)我錯了。于是在下一輪回中，我選擇做一個平凡的人。我來到人間，我是一個平凡的人，我既不著名也不出眾，但我擁有一切的幸福：我有溫馨的家，我有可親可愛的同學(xué)和老師，我每天平凡而快樂的活著，這就夠了。天兒藍(lán)藍(lán)風(fēng)兒輕輕，暖和的春風(fēng)帶著春的氣息

18、吹進(jìn)明亮的教室，我坐在教室的窗前，望著我擁有的一切，我甜甜的笑了。我拿起手中的筆，不禁想起曾經(jīng)作詩的李清照，我雖然沒有橫溢的才華，但我還是拿起手中的筆，用最樸實(shí)的語言，寫下了一時的感受：人生并不總是完美的，每個人都會有不如意的地方。這就需要我們靜下心來閱讀自己的人生，體會其中無盡的快樂和與眾不同?！案徊蛔x書富不久，窮不讀書終究窮?！睘槭裁磸墓诺浇穸寄敲纯粗赜袑W(xué)識之人？那是因?yàn)橛袑W(xué)識之人可以為社會做出更大的貢獻(xiàn)。那時因?yàn)樽x書能給人帶來快樂。自從看了丑小鴨這篇童話之后，我變了，變得開朗起來，變得樂意同別人交往，變得自信了因?yàn)槲抑溃杭词宫F(xiàn)在我是只“丑小鴨”，但只要有自信，總有一天我會變成“白天鵝”

19、的，而且會是一只世界上最美麗的“白天鵝”我讀完了這篇美麗的童話故事，深深被丑小鴨的自信和樂觀所折服，并把故事講給了外婆聽，外婆也對童話帶給我們的深刻道理而驚訝不已。還吵著鬧著多看幾本名著。于是我給外婆又買了幾本名著故事，她起先自己讀，讀到不認(rèn)識的字我就告訴她，如果這一面生字較多，我就讀給她聽整個一面。漸漸的，自己的語文閱讀能力也提高了不少，與此同時我也發(fā)現(xiàn)一個人讀書的樂趣遠(yuǎn)不及兩個人讀的樂趣大，而兩個人讀書的樂趣遠(yuǎn)不及全家一起讀的樂趣大。于是，我便發(fā)展“業(yè)務(wù)”帶動全家一起讀書現(xiàn)在，每每遇到好書大家也不分男女老少都一擁而上，爭先恐后“搶書”，當(dāng)我說起我最小應(yīng)該讓我的時候，卻沒有人搭理我。最后還把

20、書給撕壞了，我生氣地哭了，媽媽一邊安慰我一邊對外婆說：“孩子小，應(yīng)該讓著點(diǎn)?！蓖馄艆s不服氣的說：“我這一把年紀(jì)的了，怎么沒人讓我呀？”大家人你一言我一語，誰也不肯相讓讀書讓我明白了善惡美丑、悲歡離合，讀一本好書，猶如同智者談心、談理想，教你辨別善惡，教你弘揚(yáng)正義。讀一本好書，如品一杯香茶，余香繚繞。讀一本好書，能使人心靈得到凈化。書是我的老師，把知識傳遞給了我；書是我的伙伴，跟我訴說心里話；書是一把鑰匙，給我敞開了知識的大門；書更是一艘不會沉的船，引領(lǐng)我航行在人生的長河中。其實(shí)讀書的真真樂趣也就在于此處，不是一個人悶頭苦讀書；也不是讀到好處不與他人分享，獨(dú)自品位；更不是一個人如癡如醉地沉浸在書

21、的海洋中不能自拔。而是懂得與朋友，家人一起分享其中的樂趣。這才是讀書真正之樂趣呢！這所有的一切，不正是我從書中受到的教益嗎？我閱讀，故我美麗；我思考，故我存在。我從內(nèi)心深處真切地感到：我從讀書中受到了教益。當(dāng)看見有些同學(xué)寧可買玩具亦不肯買書時，我便想到培根所說的話：“世界上最庸俗的人是不讀書的人，最吝嗇的人是不買書的人，最可憐的人是與書無緣的人?！痹S許多多的作家、偉人都十分喜歡看書，例如毛澤東主席，他半邊床上都是書，一讀起書來便進(jìn)入忘我的境界。書是我生活中的好朋友，是我人生道路上的航標(biāo)，讀書，讀好書，是我無怨無悔的追求。從群體上看，中專 畢業(yè)生的劣勢是閱歷較少、知識層次相對不高;優(yōu)勢是學(xué)校專業(yè)

22、設(shè)置大多貼近市場實(shí)際、貼近一線需要，且中專畢業(yè)生年青、肯吃苦、可塑性強(qiáng)。從個體來說，每位畢業(yè)生的優(yōu)勢與長項(xiàng)又各不相同，如有相當(dāng)一部分畢業(yè)生動手操作能力較好;有些學(xué)生非常上進(jìn)，上學(xué)期間還同時參加了職業(yè)資格考試或自學(xué)考試。所以，在實(shí)事求是，不弄虛作假的前提下，要特別注意揚(yáng)長避短，從而在競爭中取得優(yōu)勢，打動聘任者。沒有重點(diǎn)和章法的寫作易使文章顯得頭緒不清、條理紊亂。非常熱愛市場銷售工作，有著十分飽滿的創(chuàng)業(yè)激情。在兩年從事現(xiàn)磨現(xiàn)煮的咖啡市場銷售工作中積累了大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和客戶資源。與省內(nèi)主要的二百多家咖啡店鋪經(jīng)銷商建立了十分密切的聯(lián)系，并在行業(yè)中擁有廣泛的業(yè)務(wù)關(guān)系。在去年某省的咖啡博覽會上為公司首次簽定了海外的定單。能團(tuán)結(jié)自己的