基于OptiSystem的光纖通信系統的仿真與分析

雒明世 鄭圓圓

摘? 要：在光纖通信系統向著更大容量、更快速度的發展過程中，應用OptiSystem軟件對光纖通信系統進行仿真，是在不浪費光纖資源的情況下十分便利的一種手段。文章主要是分析元件及傳輸特性參數對光纖通信系統性能的影響，并運用OptiSystem軟件對光纖通信系統進行仿真，將仿真結果與理論進行對比，進而研究系統性能。

關鍵詞：光纖通信系統;OptiSystem仿真;眼圖分析

中圖分類號：TN929.11? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）34-0020-02

Abstract： In the process of the development of optical fiber communication systems towards greater capacity and faster speed， the use of OptiSystem software to simulate optical fiber communication system is a very convenient method without wasting optical fiber resources. This paper mainly analyzes the influence of components and transmission characteristic parameters on the performance of optical fiber communication system， and uses OptiSystem software to simulate the optical fiber communication system， compares the simulation results with the theory， and then studies the system performance.

Keywords： optical fiber communication system; OptiSystem simulation; eye diagrams analysis

光纖通信是現代通信網的核心技術之一，如今全世界的光纖通信行業都在高速發展。Optisystem軟件是一種幫助研究人員有效分析光通信系統的工具，它主要是利用搭建仿真模型代替實際中構建系統模型以評估系統性能，搭建系統模型如圖1所示。

1 光源對系統性能影響的仿真分析

光纖通信系統中，光源作為光發射機的核心設備，作用是將電信號轉換為光信號。在光源中，輸出光功率影響系統的傳輸距離，輸出光功率小，信號傳輸的距離短，而輸出光功率太大，會引起光纖非線性效應[1]。

分析輸出光功率對系統的影響，仿真結果如圖2、圖3、圖4所示。

可以看出，增加輸出光功率，眼圖線跡變細，形狀變端正，失真變小，系統性能變好。即輸出光功率越大，系統性能越好，反之系統性能則越差。

2 光纖的損耗系數對通信系統性能的影響

損耗系數影響光纖損耗，即影響系統性能，先分析損耗系數如何影響系統性能，仿真結果如圖5、圖6、圖7所示。

依據眼圖的觀察方法，增加衰減系數，眼圖線跡變粗，信號失真變大，系統性能變差。因此，在傳輸距離、色散系數恒定的情況下，系統的性能受衰減系數影響，衰減系數越小，光纖通信的性能越好，反之系統性能則越差。

3 光纖的色散系數對通信系統性能的影響

分析色散系數對光纖通信系統的性能影響，仿真結果如圖8、圖9和圖10所示。

色散對光纖通信系統的危害很大，影響系統性能[2]。依據眼圖的觀察方法，對比圖8、圖9和圖10可以發現，增大色散系數，眼圖的線跡變粗，信號失真變大，系統性能變差，反之系統性能變好。

4 光電檢測器對系統性能影響的仿真分析

光電檢測器是接收系統的重要組成部分，對系統性能的優劣有著至關重要的影響[3]。

仿真結果如圖11和圖12所示：

一般來說，APD適合用來接收靈敏度較高的長距離和高速率通信系統;PIN適用于中、短距離和中、低系統速率系統[4]。依據眼圖的觀察方法，圖12的線跡更細，可以推出此系統中，使用PIN光電檢測器的系統性能更加優越。

5 結束語

由以上的仿真結果可知，改變元件或者光纖傳輸參數如色散系數、損耗系數等，可以改變系統的性能。因此在實際應用中需要提高系統性能時，可以借鑒這些結論，選擇適合的元件及參數，為建立性能良好的光纖通信系統設計提供參考思路。

參考文獻：

[1]顧畹儀，李國瑞.光纖通信系統（修訂版）[M].北京：北京郵電大學出版社，2006.

[2]延鳳平，裴麗，寧提綱.光纖通信系統[M].北京：科學出版社，2006.

[3]王金梅.光纖通信系統仿真[J].光纖與電纜及其應用技術，2001，1（2）：26-28.

[4]崔艷玲.新型光子晶體光纖的色散特性和帶隙特性研究[D].燕山大學，2010.