基于Optisystem的波分复用性能的仿真研究

基于Optisystem的波分复用性能的仿真研究

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基于Optisystem的波分复用性能的仿真研究

毕卫红，张力方，祝亚男

(燕山大学信息科学与工程学院，河北秦皇岛066004)

摘要：分析了波分复用（ＷＤＭ）技术及系统的设计原理，介绍了Ｏｐｔｉｓｙｓｔｅｍ软件强大的仿真功能。在此基

础上，给出了基于Ｏｐｔｉｓｙｓｔｅｍ的波分复用光传输链路仿真模型的搭建，对复用及解复用后的光信号进行仿真得出光谱图，对链路传输性能及Ｑ因子、误码率、眼图的等参数进行分析，并验证了波分复用系统的正确性和设计方案的可行性，近而得出相关结论。

关键词：光纤通信；ＷＤＭ；Ｑ因子；误码率；Ｏｐｔｉｓｙｓｔｅｍ中图分类号：TN913.7

文献标识码：A

文章编号：1002-5561(2009)01-0010-02

SimulationstudyofWDMbasedontheoptisystem

BIWei-hong，ZHANGLi-fang，ZHUYa-nan

（collegeofInformationandscienceEngineering，YanshanUniversity，QinhuangdaoHebei066004，China）

Abstract:ThedesignprincipleofWDMisgivenandanalyzed,andthepowerfulsimulationfunctionoftheOptisystemsoftwareisdescribed.ThesimulationmodeloftheWDMbasedontheOptisystemispresentedac-cordingtotheaboveprinciple.ThesimulationresultssuchasQfactorandBERaregivenanddeeplyana-lyzed.,theexactnessandthepossibilityofWDMareverified.Intheendthecorrespondingconclusionispre-sented.

Keywords:opticalfibercommunication,WDM,Qfactor,BER,optisystem

0引言

随着Internet的迅猛发展，因特网业务和其它新型数据通信业务在整个世界范围内得到了极大应用，这就对整个通信骨干网的传送带宽提出了很大的要求，并出现了光纤耗尽现象和对带宽的无限渴求[1]。波分复用技术（WDM）满足了点对点系统中光纤耗尽现象，它可以在节省30%~50%的成本情况下，极大地提供光纤中的传输容量。利用波分复用技术对网络的升级、发展宽带新业务、充分挖掘和利用光纤带宽能力，特别是在实现超高速通信具有十分重要的意义[2]。

⑴光发射机、接收机信号在发射端经过光发射机进行A/D转换、编码并调制到特定的波长转换为光

信号，完成信号的调制。在接收端接收到的光信号经接收机进行D/A转换、解码并转换成电信号，完成解调过程。

⑵滤波器在WDM系统中进行信道选择，只让特

定波长的光通过，并阻碍其它光波长通过。可调谐光滤波器能从众多的波长中选出某个波长让其通过。在

WDM系统的光接收机中，为了选择所需的波长，一般

都需依赖于其前端的可调谐滤波器。要求其有较宽的谱宽以传输需要的全部信号谱成分，且带宽要窄以减小信道间隔。

1WDM系统的结构及仿真模型

Optisystem是一个创新的光通信系统仿真软件,可

在光网络物理层上对光学链路进行从器件到系统的设计、测试和优化,如TDM/WDM、SDH、光孤子通信等，本系统采用Optisystem软件搭构模型及仿真。

在WDM系统中的关键组件一般包括：

收稿日期：2008-08-18。

作者简介：毕卫红（1960），女，教授

）将多个光波⑶复用器／解复用器（ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ

长信号耦合到一路信道中，或使混合的信号分离成单个波长供光接收机处理。一般，复用/解复用器都可以进行互易，其结构基本是相同的。实际上即是一种波长路由器，使某个波长从指定的输入端口到一个指定的输出端口。

光波分复用系统一般有单向和双向两种结构，这

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基于Optisystem的波分复用性能的仿真研究

毕卫红，张力方，祝亚男：基于Optisystem的波分复用性能的仿真研究

193.1~193.8GHz），信号经光载波调制复用后的光谱图如图3。

为了衡量基带传输系统性能的优劣，通常用眼图来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响。从系统的眼图可以看出眼图斜边的斜率不大，系统对定时抖动不太敏感，零点失真量小，在抽样时刻系统眼图的信号失真量小，满足后继信号提取要求[4]。

在光通信系统中，仅仅依靠

图1点-点的8信道WDM系统

光信噪比OSNR无法准确地衡

量系统的性能，特别是WDM系统中，BER是衡量光路性能的重要指标之一。通常，作为一个品质因数，采用信号的Q因子来衡量信号的质量，并由它来表征系统的误码率（BER）。由图2可以看出，Q因子曲线随着眼图的张开程度大小做如下变化：越靠近眼图张开最大处，其Q因子越大，对应的BER就越小。在眼图张开最大时刻其Q因子达到了111。根据测试，当Q=6时，

BER约为10-9；当Q=7时，BER约为10-12，由图3得出

图2Q因子和眼图的关系图

该系统在保证达到系统误码率要求的条件下有较大的判决范围。

在接收端复合信号经解复用器解复用，再经过解调器恢复出原通信信号，分离出的一路信号光谱图如图3。可见各路信号分离后未出现混频现象，说明

WDM系统有着极大的可靠性[5]。

3结束语

通过对WDM系统的仿真，验证了其工作原理，并

图3误码率和眼图的关系图

得到了较为理想的系统眼图和Q因子曲线，从而验证了WDM系统的正确性和设计方案的可行性。WDM系统提高了信道的利用率，极大地影响了整个通信网络的性能，因此波分复用的研发具有极其可贵的应用价值。参考文献：

[1]孙学康,张金菊.光纤通信技术[M].北京：人民邮电出版社,2004.[2]孙强,周虚.光纤通信系统及其应用[M].北京：清华大学出版社,北方交通大学出版社,2004.

里给出一个单向8信道WDM点-点通信系统如图1。

8个光发送机发送8个不同波长的光信号按一定的间

隔排列，在复用器中复合在一起送入到传输光纤信道中。在光接收机端，这8个波长光信号由解复用器分离后送到相应的可调谐的光接收机。另外，传输信道中间还包括了诸如EDFA、光纤等各种元器件[3]。

2系统的仿真结果分析

针对WDM传输系统中存在的基本参数进行分析，主要涉及波分复用、解复用光谱图及系统眼图和Q因子等参数。该仿真模型中采用Mach-Zehnder（马赫增德尔）外调制器对CWLaser激光器光进行调制，分别产生8个不同中心频率波长的光载波（中心频率为

[3]张宝富，刘忠英，万谦.现代光纤通信与网络教程[M].北京：人民邮电出版社,2002.

[4]王秉钧,王少勇.光纤通信系统[M].北京：电子工业出版社,2004.[5]刘增基,周洋溢,胡辽林,等.光纤通信[M].西安：西安电子科技大学出版社,2004.

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