實(shí)驗(yàn)十一 誤碼率與接收機(jī)靈敏度

1、實(shí)驗(yàn)十一誤碼率與接收機(jī)靈敏度1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆照`碼率和靈敏度的概念，了解誤碼率估計(jì)方法仿真模塊與系統(tǒng)仿真系統(tǒng)包括NRZ光發(fā)射機(jī)、SSMF、DCF、OOK光接收機(jī)和SignalAnalyzer模塊，仿真系統(tǒng)如圖所示：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、設(shè)置SSMF光纖長(zhǎng)度為90km,DCF模塊完全補(bǔ)償SSMF色散，使得系統(tǒng)成為功率受限傳輸系統(tǒng)。2、設(shè)置OOK光接收機(jī)中光探測(cè)類(lèi)型為PIN,響應(yīng)度為1A/W,IncludeShotNoise為Yes,Thermalnoise為3.0e-12A/Hz1/2，設(shè)置BER的估計(jì)方法為“Gauss（與教材上誤碼率計(jì)算模型抑制）。3、點(diǎn)擊Run，系統(tǒng)自動(dòng)增加光發(fā)射機(jī)功率，同時(shí)計(jì)算

2、接收機(jī)誤碼率大小，觀察誤碼率隨發(fā)射機(jī)功率的變化情況,以及接收機(jī)輸出信號(hào)波形和眼圖變化,記錄BER=1E-9時(shí)的發(fā)射機(jī)功率大小。4、數(shù)據(jù)分析與討論:由于實(shí)驗(yàn)要求DCF模塊完全補(bǔ)償SSMF色散，所以設(shè)置的參數(shù)如下：SSMF模塊：光纖長(zhǎng)度90Km,色散為16e-6s/m2；DCF模塊：光纖長(zhǎng)度16Km,色散為90e-6s/m2。（1）誤碼率和光發(fā)射機(jī)功率的關(guān)系圖如下：BERvs.LaserPower-0.010.511.52.06Laser_PowrbiW通過(guò)放大可以找出誤碼率在1e-9時(shí)對(duì)應(yīng)的光發(fā)射機(jī)功率，如下圖所示：BERvs.LaserPower結(jié)論：通過(guò)第一個(gè)圖可以發(fā)現(xiàn)，在功率受限傳輸系統(tǒng)中

3、，誤碼率和光發(fā)射機(jī)功率近似成指數(shù)下降的關(guān)系，光發(fā)射機(jī)功率越高，誤碼率越低。但是由于非線性效應(yīng)的影響，光發(fā)射機(jī)功率不可能無(wú)限增大。在此系統(tǒng)中，BER=1e-9時(shí)，光發(fā)射機(jī)功率近似等于1.9uw。（2）光接收機(jī)輸出波形和眼圖的變化腳本文件如下：#startvalueforlaserpowerinWsetstartPower0.05e-3#powerdifferencebetweentwoiterationsinWsetdeltaPower0.05e-3#maximumnumberofiterationssetmaxIterations40我們?cè)O(shè)置的起始點(diǎn)是0.05e-3，步距是0.05e-3,最大

4、步數(shù)設(shè)置的是40。當(dāng)光發(fā)射機(jī)功率為0.05e-3時(shí)，光接收機(jī)的接收波形和眼圖如下：I：inputWaveiorm207o65rrrel(5ll旳C5U上tjwilj2610TimersEyeDiagramdn=oraurtdujo7-e5-100150200Timeps556當(dāng)光發(fā)射機(jī)功率為（0.05e-3）*10時(shí)，光接收機(jī)的接收波形和眼圖如下:當(dāng)光發(fā)射機(jī)功率為（0.05e-3）*20時(shí)，光接收機(jī)的接收波形和眼圖如下:InputlWaveformrnrfffluosruo匸t3LU1e_6-570-1.5e-6-2025261015Timens5EyeDiagram【TrsfflLowraz

5、utja一山44100200256Timeps當(dāng)光發(fā)射機(jī)功率為（0.05e-3）*30時(shí)，光接收機(jī)的接收波形和眼圖如下:Waveform2.53e-6rrrrolrc匚HS52e-6-”卜1,5e_81e-6-5e-7_已oje15510TimensEyeDiagram2026100150Timeps20044256當(dāng)光發(fā)射機(jī)功率為（0.05e-3）*40時(shí)，光接收機(jī)的接收波形和眼圖如下:Input1Waveformr=!nc(n20Time|ns1026EyeDiagram3e-6meltnLsBraCJuXJvLlj2e-61e-6150Timeps200256InputsWavelorm

6、rnffllffluaBrsuLliavLljrrrplraua防C5U匸tJOJLLj分析與結(jié)論：對(duì)比上面幾張圖很容易發(fā)現(xiàn)，光功率很小的時(shí)候，眼圖形狀雜論無(wú)章，上眼皮和下眼皮基本上都重疊在一起，反映到誤碼率上就是誤碼率特別大，波形的整體幅值都很小，由于功率小，信噪比小，受噪聲的影響大，所以看起來(lái)波形很密集。隨著光發(fā)射機(jī)功率的一步步提升，眼圖的上下眼皮逐漸分離，體現(xiàn)在誤碼率上就是誤碼率逐漸減小，雖然上下眼皮都比較厚，那是因?yàn)樵肼暤挠绊?，但是上下眼皮分的比較開(kāi)，這也是易于判決的，在波形方面，由于功率逐漸增大，信噪比增大，波形逐漸變得清晰，整體幅值上升。5.思考題請(qǐng)比較分析PIN和APD接收機(jī)靈敏度的差異。答：設(shè)置PIN管的暗電流為le-9A,這是一般Si材料制作的PIN光電二極管的參數(shù)同樣也設(shè)置APD光電二極管的暗電流le-9A（網(wǎng)上查資料一般小于這個(gè)值）。得到PIN管的誤碼率與光發(fā)射機(jī)功率的曲線。以誤碼率為le-9作為判定點(diǎn)，此1.06e-9g.Ue-10時(shí)，光發(fā)射機(jī)功率為l.893l6uw1.892821.89JBER5LaserPower1e-9rBER|Z=-k-_l.S93661.-89321.8934Laser_Power|jW誤碼率為le-9作為判定點(diǎn)，此時(shí)，光發(fā)射機(jī)功率為1.89314uw