光通信設計軟件——OptiSystem 光通信系統與放大器設計軟件

OptiSystem是一款具有創新意識、持續更新、功能強大的光通信設計軟件,對LAN, SAN, MAN以及超長距光通信等光傳輸層的幾乎每一種光鏈路都能夠進行設計、測試和仿真。它提供傳輸層光通信系統中從器件到系統層面的設計和規劃,并直觀地呈現分析結果和設計方案。與Optiwave公司的其他設計自動化軟件的協同使用將更加有利于加速產品投向市場并縮短投資回報周期。

OptiSystem是一個獨立的產品,不依賴于其他仿真框架。它是基于光纖通信系統實際建模的系統級仿真軟件。它擁有強大的仿真環境以及元件和系統的分層定義。通過添加用戶組件,可以輕松擴展其功能,并且可以無縫連接到各種工具。

產品優勢:

? 提供對整個光通信系統性能的全局考察
? 快速,低成本的原型設計
? 評估參數靈敏度以設計容差規格
? 直觀地呈現設計選項和方案
? 對各種系統性能數據的快捷訪問
? 提供自動參數掃描與優化
? 和Optiwave系列產品的協同仿真

關鍵功能:

元件庫

OptiSystem元件庫里有數百種元件,用戶可以輸入從實際元件中測得的技術參數。元件庫集成了來自不同供應商的測試與測量設備。用戶可以基于子系統和用戶自定義庫加入新的的元件,或者利用諸如MATLAB或SPICE等第三方軟件與其協同仿真。

和Optiwave其他軟件的集成

OptiSystem允許用戶使用Optiwave軟件工具(OptiSPICE,OptiBPM,OptiGrating和OptiFiber)來構建在器件層面和電子回路層面的元件。

混合信號表征

OptiSystem在仿真時可同時處理光信號和電信號。OptiSystem采用與所需的仿真精度和效率有關的靈活算法對信號進行計算。

品質和性能算法

光通信系統的性能通常會受到碼間串擾和噪聲的限制。為預測其性能,OptiSystem使用數值分析或者半解析技術來計算諸如誤碼率和Q因子等性能參數。

先進的可視化工具

先進的可視化工具可以生成OSA光譜、信號啁啾、眼圖、偏振態、星座圖等,同時還提供了WDM分析工具,可列出信號功率、增益、噪聲系數和每通道光信噪比等參數。

數據監測

在仿真結束后,用戶能夠選擇器件端口保存數據和附加監測。該特點允許用戶在仿真結束后處理數據,而不用重新計算。用戶可以在相同端口的監測器上附加任意數量的觀察儀。

使用子系統進行分級仿真

為了使仿真工具靈活與高效,在包括系統、子系統以及器件等不同抽象層面上構建模型是極其重要的。OptiSystem具有真正意義上的器件和系統分層定義功能,使仿真實現所需的細節精度。

強大的腳本語言

用戶可以用算數表達式來定義參數,并且能夠通過使用標準VB腳本語言在器件和子系統之間共享全局參數。腳本語言能夠操作和控制OptiSystem進行計算、創建設計以及后處理等。

最先進的計算數據流

計算調度器根據選定的數據流模型確定組件模塊的執行順序來控制仿真。主要的數據流模型是組件迭代數據流(CIDF)。CIDF域使用運行時間調度,支持條件,數據相關迭代和真遞歸。

報告頁面

報告頁面可完全按照用戶要求定制,允許用戶顯示設計中任意一組參數和結果。生成的報告被整理成大小可調整移動的電子表格、文本、2D和3D圖表,也可以轉化成HTML格式輸出和帶有預格式化的報告設計模板。

材料清單

OptiSystem提供按系統、布局、元件分類的造價分析表。造價數據可以導出成表格數據。

多種布局

用戶能夠在同一的項目文件里創建許多布局,這可以使用戶快速而高效的創建和修改設計。每個OptiSystem項目文件可包含許多設計版本。設計版本獨立進行計算和修改,但不同版本的計算結果可以放到一起,這樣就允許用戶在不同的設計版本之間進行比較。

OptiSystem的特點

OptiSystem為光學設計工程師提供了最全面的光通信和光子設計工具,其關鍵特點如下:

發射機庫

OptiSystem的發射機庫包含可供廣泛選擇的光源(法布里-珀羅,DFB,VCSEL),電和光信號的脈沖發生器,光調制器(EA,MZ),電調制器和編碼器(QAM,PAM,FSK,OFDM)和多模信號發生器(拉蓋爾-高斯,厄米-高斯)。

設計者可以選擇基于先進的物理模型或基于測量的經驗模型建立半導體激光器的靜態模型或動態模型。物理模型包括1D和2D的多模激光器速率方程模型,設計工程師可以在整體激光速率模型和傳輸線矩陣法(TLMM)模型之間選擇最合適的模型進行仿真。

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接收機庫

接收機庫包含了為光通信接收機子系統建模所需的所有必要組件,包括再生器(時鐘/數據恢復,3R),電子均衡器,閾值檢測器,PSK / QAM調制的判決電路、PIN和APD光電探測器,解調器(正交頻分復用,頻率,相位幅度),解碼器(PAM、QAM、PSK等),以及用于單偏振和雙偏振相干PSK和QAM系統的數字信號處理(DSP)工具箱。

光纖

先進的高度參數化的光纖模型可以用來模擬單模和多模光信號傳輸,包括線性色散,隨機PMD,和非線性損害(FWM、自相位調制、交叉相位調制)。利用OptiSystem的雙向光纖元件,可以對瑞利、布里淵和拉曼散射效應進行模擬。

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光放大器

提供了一套全面的穩態和動態光放大器模型,包括用于物理光纖放大器設計的先進摻雜光纖模型(鉺,鉺多模,鉺-鐿,鐿多模,銩,鐠,Ho);用于WDM網絡系統設計的EDFA和EDFA黑箱子(增益譜、噪聲指數測量);動態和平均功率拉曼模型以及一維/二維半導體光放大器模型(集中速率方程,行波,TLMM)。也提供用于接收機設計的電子放大器(跨阻放大器、自動增益控制和限幅放大器)。

網絡設計工具

網絡設計工具包括用于光開關、復用器、解復用器、陣列波導(AWGs)、光纖連接器以及PMD仿真器的理想和非理想模型。

濾波器

提供各種用于子系統和系統設計仿真的電和光濾波器,包括標準濾波函數(貝塞爾、高斯、RC、升余弦等),數字IIR / FIR濾波器,周期濾波器,反射/FBG光纖光柵,已實測的濾波器,S參數濾波器以及聲光濾波器。

無源器件

可供各種類型的光電無源器件,可用于建立各種組件和子系統的設計。光元件包括衰減器、耦合器、功分器、合路器、偏振控制器、反射器、taps、隔離器和環行器。電器件包括180和90度混合耦合器、DC隔直、功分器、合路器以及射頻傳輸線。允許設計人員使用實際的測量數據來設定器件的傳遞函數,包括小信號散射矩陣和瓊斯矩陣。

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信號處理

信號處理工具用于操作光,電和二進制信號。功能和操作包括偏置發生器、增益、信號的加法和減法、歸一化、電的微分器和積分器、下采樣、串-并和并-串轉換器、電翻轉正反器、電/二進制邏輯運算。

空間和自由空間光通信

OptiSystem有專門的組件用于自由空間光學信道(天線特性、大氣傳播)建模以及器件(多模信號發生器、空間連接器、薄透鏡、空間可視儀)之間多模信號耦合的空間傳播分析。

可視化工具

可視化和后仿真分析工具包括誤碼率測試儀和分析儀,眼圖分析儀、頻譜分析儀、示波器、光時域觀察儀、功率計、偏振分析儀,空間可視化儀器,環通量,DMD分析儀、光子全參數分析儀,濾波器分析儀,和S參數提取。

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應用領域:

OptiSystem針對科研工程師、光通信工程師、系統集成商、學生和各種各樣的其他用戶的需求研發,可以實現物理層中幾乎所有類型光鏈路的設計自動化,以及從SAN到MAN和LAN的寬光譜光網絡分析,應用范圍包括:

? 從組件到系統的光通信系統設計,包括高級調制格式和DSP
? CATV或者TDM/WDM網絡設計
? 基于FTTx的無源光網絡(PON)
? 自用空間光通信(FSO)
? 光載無線通信(ROF)微波系統
? SONET/SDH環設計
? 發射器,信道,放大器,接收器設計
? 不同接收模型下的誤碼率和系統懲罰計算
? 放大系統BER和系統鏈路預算的計算
? 溫度、應力、應變和振動傳感器設計
? Li-Fi應用
? 多模系統
? 光放大器和光纖激光器
? LIDAR系統設計

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