案例目的：為了增加光通信系統通信容量，本案例設計了四路波分復用乘以四路時分復用混合光網絡系統結構，通過OptiSystem軟件進行仿真分析，研究信號傳輸效果。

系統設計：

該系統主要包括信源模塊，時分復用模塊，波分復用模塊，光纖傳輸鏈路模塊，解復用模塊和信號接收模塊六個主要部分。

1. 信源模塊

調用Transmitters Library中光輸入源庫中的CW Laser（連續激光器）、Transmitters Library中的二進制序列發生器庫中的Pseudo-Random Bit Sequence Generator（偽隨機序列發生器）、還有Pulse Generators中的電發生器中的NRZ Pulse Generator（非歸零脈沖發生器）和Optical Modulators中的MZ Modulator（馬赫曾德調制器）。

圖1. 信源模塊

2. 時分復用模塊

調用Passives Library中的Time Delay（時延器）和Power Combiners庫中的Power Combiners 4×1（功率耦合器），按圖所示連接。

圖2. 時分復用模塊

3. 波分復用模塊

調用WDM Multiplexer Library中多路復用庫中的WDM Mux 4×1(合波器)。

圖3. 波分復用模塊

4. 光纖傳輸鏈路模塊

設置不同長度的光纖測試光傳輸效果，利用EDFA實現光信號放大。

圖4. 光纖傳輸鏈路模塊

5. 解復用模塊

包括波分解復用和時分解復用。調用WDM Multiplexer Library中Demultiplexers（解復用器）中的WDM Demux 1×4(解復用器)。再調用Transmitters Library中的二進制序列發生器庫中的User defined Bit Sequence Generator（自定義碼發生器），改變Bit sequence的設置作為時鐘Clock模塊，調用Pulse Generators中的NRZ Pulse Generator（非歸零脈沖發生器），Passives Library中的Electrical Signal Time Dalay(電信號時延器)和Optical Modulators中的Amplitude Modulator（光振幅調制器），作為解復用模塊對信號進行解復用。

圖5. 解復用模塊

6. 信號接收模塊

調用Receivers library中的Photodetector PIN(PIN光電探測器)，而為了更具體的表述該光纖系統的傳輸信號的準確性和可靠性，在整個光纖傳輸系統的接收模型后調用Receivers library中Regenerators中的3R Regenerator（3R再生器）和Visualizer library中Electrical中的BER analyzer（誤碼率分析儀），從而進行信號分析。

圖6. 信號接收模塊

結果分析：

波分復用模塊將四個波長的信號光進行復用，隨后進行波長解調輸出。

圖7. 波分復用與解復用

時分復用模塊將四個不同時間的信號光進行復用，隨后進行時間解調輸出。

圖8. 時分復用與解復用

為研究不同傳輸長度下，該混合傳輸光網絡的信號質量，本案例設置Sweep模式，將光纖長度掃描范圍設置為5~50 km，其中經過5 km傳輸后的眼圖和誤碼率如圖9所示，系統的誤碼率BER低至6.5e-120，Q值為23，說明光信號具有較好的傳輸質量。

圖9. 信號傳輸后的眼圖分析

觀察不同光纖傳輸長度下的誤碼率變化曲線，如圖10所示，隨著傳輸距離的增加，誤碼率在上升。

圖10. 不同光纖傳輸長度下的誤碼率變化曲線

總結展望：本案例設計并仿真了四路波分復用乘以四路時分復用混合光網絡系統結構，分析了系統的波分復用以及時分復用特性，研究了信號光傳輸質量的影響因素。該系統具有將強的拓展性與靈活性，可根據客戶需求，進行調制格式，通信速率和傳輸長度等方面的設計與完善。

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