實驗目的

1. 熟悉光纖通信系統的主要組成部分
2. 掌握通信系統綜合設計的主要內容

實驗原理

NRZ、RZ調制格式，直接調制或者外調制，APD管或者PIN管，low pass rectangular filter或者 low pass gauss filter。選擇的理由如下： 選擇NRZ調制格式，因為經NRZ調制的光信號具有緊湊的頻譜特性，調制和調解結構簡單，在10G和一部分40G系統中得到廣泛應用，一直被作為中短距離光纖通信系統中的主要調制格式，通過色散管理和終端可調色散補償技術，NRZ調制格式在終端傳輸距離普通光纖獲得良好的光傳輸性能。

選擇直接調制，因為直接強度調制是用信號直接調制激光器的驅動電流，使其輸出功率隨信號變化.這種方式設備相對簡單，研究較早，現已成熟并商品化.外調制則常用于要求較高的通信系統。

選擇APD管，因為由書上的P264頁的圖8.3可知，PIN管接收靈敏度適用于低數據速率光纖通信，當系統通信數據速率為10G時，PIN靈敏度管不適于應用，我們優選ADP管。

選擇low pass gauss filter（低通高斯響應濾波器），因為low pass rectangular filter（低通矩形響應濾波器）是理想的低通濾波器的模型，在幅頻特性曲線上呈現矩形。 在現實中，如此理想的特性是無法實現的，所有的設計只不過是力圖逼近矩形濾波器的特性而已。而low pass gauss filter（低通高斯響應濾波器）采用時域法測量有效帶寬，具有直觀、簡便的優點，而采用時域法能夠顯著縮短有效帶寬測量時間。

實驗內容

本次實驗中，由NRZ調制格式、直接調制、APD管和low pass gauss filter構成的光纖通信系統。

1）.根據實驗要求，連接實驗電路。同時為了實時地觀察系統的運行狀態，必須在系統外圍增加監測及顯示裝置，將系統運行結果顯示出來，便于觀察和分析。因此，在系統中加入了Eye Diagram Analyzer、BER Analyzer、Optical Time Domain Visualizer、Optical Power Meter、Optical Spectrum Analyzer、Oscilloscope Visualizer。通過這些監測及顯示器件，可以較為直觀地觀察到入纖光功率、調制前后的光信號頻譜與時域波形、解調后的信號波形、信號眼圖及誤碼率等系統的運行狀態和運行結果。整個光纖通信系統的架構如下圖示：

完整的光纖通信系統

2）設置相關參數。整體參數： User Defined Bit Sequence Generator “1001011010010110”，系統10G，入纖功率10dBm。APD管與PIN管的響應度設定為1A/W。整體參數設置：系統傳輸速率10G. ，如下圖

發送序列設置：1001011010010110 ，如下圖

入纖功率設置：10dBm，如下圖

APD管的響應度設置：1A/W，如下圖

光纖長度設置：50Km，如下圖

在OptiSystem軟件中進行仿真，運行的結果如下：

（1）實際入纖光功率為5.471E-3 W，7.381dBm，如下圖

圖1

（2）調制前信號時域波形，如下圖

圖2

（3）調制后光信號時域波形，如下圖

圖3

（4）調制后光信號頻譜，如下圖

圖4

(5)信號眼圖，如下圖

圖5

（6）誤碼率，如下圖

圖6

最后，有相關仿真需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡。