Дипломная работа: Разработка систем передачи информации нового поколения
5.1 Описание
компонентов ВОЛС и их параметров
Генератор псевдослучайной двоичной последовательности (PRBS)
Эта
модель генерирует двоичную последовательность нескольких различных типов.
Используя только одну модель PRBS можно обеспечить многократные выходные
сигналы, ввести различные каналы WDM или параллельной оптической шины. Каждый
канал может иметь собственную модель PRBS, каждая из которых сконфигурирована
различным образом. Различные типы модели описаны согласно их имени в списке
параметров пользователя:
PRBS:
Производит максимально длинную псевдослучайную двоичную последовательность.
Параметры
PRBS генератора, определяемые пользователем:
BitRate:
Скорость передачи информации в битах сгенерированной двоич-ной последовательности
=25*109 Биты / двоичная последовательность
PatternLength:
Число битов в сгенерированной последовательности - 2x,
где
x - значение параметра =6 2 ^ x биты
PreBits:
Число нулевых битов в начале последовательности =2
Postbits: Число нулевых битов в конце последовательности =3
DF 1*1011;
F1 1.952*1014 Гц;
F2 F1+DF = 1.953*1014 Гц;
F3 F1+2*DF =
1.954*1014 Гц;
F4 F1+3*DF = 1.955*1014 Гц;
F5 F1+3*DF = 1.956*1014 Гц;
F6 F1+3*DF = 1.957*1014 Гц
F7 F1+3*DF = 1.958*1014 Гц;
F8 F1+3*DF = 1.959*1014 Гц;
Patternlenght =6
Point sperbit =5
Генератор сигнала (Signal generator)
Эта
модель преобразует входной двоичный сигнал в выходной электрический сигнал. Для
конфигурации электрического выходного сигнала используются пользовательские
параметры.
Параметры
генератора электрического сигнала, определяемые пользователем:
Upk - Пиковое напряжение выходного
электрического сигнала двоичной последовательности =2В;
Umin - Минимальное напряжение выходного
электрического сигнала двоичной последовательности =0В;
Тип модели, используемой для
генерирования сигнала - On_off_ramp;
F0
- Резонансная частота кольцевого фильтра =20*109 Гц;
Тип
фильтра - RingFilter (кольцевой фильтр);
g -излучение: Демпфирование частоты
кольцевого фильтра =7.69*109 рад/с;
Тип
модуляции - NRZ
Tr
- Время нарастания выходного электрического сигнала =40*10-12 с;
Tf
- Время спада выходного электрического сигнала =40*10-12 c.
CW
лазер
Эта
модель производит оптический сигнал с CW лазера и предназначена для
использования совместно с моделью модулятора.
Эта
модель обеспечивает два различных типа выходного оптического сигнала. Для
топологии, в которой модель CW лазера обеспечивает прямой вход к модели модулятора,
наиболее удобно представление сигнала по его мощности. Для топологии, в которой
выход CW лазера используется как вход к другим составляющим моделям, должно
использоваться временное представление сигнала. Чтобы наиболее полно
использовать эту возможность должны быть установлены параметры timeStep и
noSamples для согласования интенсивности замеров и числа точек в данном сигнале
с любыми другими сигналами, с которыми данный сигнал взаимодействует при
моделировании.
Пользователь
может также установить фазу выходного оптического сигнала.
Параметры
лазера, определяемые пользователем:
RIN:
Относительный шум интенсивности лазера = -150 дБ/Гц;
PeakPower:
Пиковая мощность (средняя мощность для CW лазера) =1*10-3 Вт;
Длина
волны: Длина волны, на которой работает лазер =1.55*10-9 м;
Электрооптический модулятор (Modulator)
Эта
модель позволяет смоделировать несколько типов модуляторов, включая модулятор
Маха-Цендера. При совместном использовании модели модулятора и модели лазера
пользователь должен установить одинаковое значение числа точек на бит и
разрядной ширины последовательности для моделей генератора двоичной
последовательности и лазера с синхронизацией мод.
Параметры
электрооптического модулятора, определяемые пользователем:
FittingType:
тип электрического модулятора - fOffset;
ModulationType:
тип функции реакция модуляции =MachZehender;
UPi Пиковое напряжение модулятора = 2В;
UBias падение напряжения на
модуляторе = 1В;
UOffset напряжение смещения
модулятора = 0В;
OnOffRatio
вымирание или двухпозиционное отношение = 30дБ;
InsertionLoss
вносимые потери = потери на волноводе + потери на соединении = 5 дБ;
Foffset
смещение частотной характеристики = 16.655 ГГц;
Power показатель степени
частотной характеристики = -0.10478;
Coef1
Coef1 в модуляторе = 1;
Coef2
Coef2 в модуляторе = 0.0114841/ГГц;
ChirpFactor
параметр "чириканья" для модулятора Маха-Цендера.=0.5;
Оптический мультиплексор (MUX)
Параметры
мультиплексора, задаваемые пользователем:
FilterType
Тип фильтра на входе: поддерживающий отдельные типы фильтра - trapezoidal;
FilterSpecMod:
Находятся ли спецификации фильтра в частоте или единицах длины волны -
частота
FirstFilterCenter
центральная частота (длина волны) фильтра =F1 Гц ( м);
FilterSpacing
Зазор между фильтром = DF Гц или м;
FilterBW
3дБ ширина диапазона фильтра в длине волны = BW Гц
или м;
FilterBW0dB
Установить на 0дБ ширину диапазона для трапеци-идального типа фильтра = 9e9 Гц или м;
FilterFSR
Освободить спектральный диапазон от оптического фильтра Фабри-Перо =100*1010
дБ или м;
Потери
Оптические вносимые потери фильтра =6 дБ.
Оптическое волокно (Fiber)
Эта
модель вычисляет реакцию сигнала на волокно. При этом принимается во внимание
затухание, дисперсия и нелинейность волокна. При использовании одноканального
способа мультиплексирования волоконной модели, также принимается во внимание
четырехволновое смешивание. При многоканальном способе четырехволновое
смешивание не моделируется между отдельными каналами.
Распространение
различных WDM-канальных сигналов моделируется следующим уравненем:
(2.1)
Здесь
Ai - модуль комплексной
амплитуды сигнала i-го канала, ngi - групповая скорость, b2i -
коэффициент дисперсии второго порядка, b3i - коэффициент дисперсии третьего порядка, ai -
коэффициент поглощения, gRji - коэффициент усиления Рамана в i-м канале, вызванного j-м
каналом, gi - параметр нелинейности
волокна (gi=2pn2/liAeff), где n2 - коэффициент нелинейности, а Aeff - эффективное поперечное сечение
волокна.
Коэффициенты
усиления Рамана gRji
интерполируются из экспериментальной кривой усиления Рамана кремниевого
волокна. Состояния поляризации рассматриваются в равной степени распределенными
среди параллельных и перпендикулярных состояний. Коэффициент усиления Рамана
отрицательный, если i-й канал имеет более
короткую длину волны, чем j-й
канал.
Выражение
для gRji
имеет вид:
, (2.2)
где
gRn(lj,li) -
интерполируемое усиление Рамана, l0 =
1.0 мкм - длина волны для нормирования кривой усиления Рамана, поскольку
расчетные коэффициенты усиления имеют единицу м-1Вт-1, gRmax=0.98×10-13 м/Вт - пиковое
усиление Рамана.
Параметры
волокна, определяемые пользователем.
Расстояние
Длина волокна = 110*103 м;
Диаметр
Диаметр сердцевины = 8 *10-6 м;
Потери
Затухание на единицу длины = 0.25 дБ/км;
Beta2
дисперсия групповой скорости = -0.25*10-27 с^2/м;
Beta3
дисперсия групповой скорости = 0.1*10-39 с^2/м;
N1 групповой
коэффициент = 1.4682
N2 Коэффициент
нелинейности = 3.0*10-20 м^2/Вт.
EDFA усилитель
Это
модель блока оптического усилителя, в частности волоконного усилителя с
добавками эрбия.
В
этой модели EDFA усилителя усиление не зависит от длины волны. Причиной этого
частично является зависимость коэффициента усиления от уровня насыщения
усилителя, что усложняет моделирование. Коэффициент усиления является
значительным фактором при моделировании многоволновых систем со спектральным
разделением (WDM). В эту модель включено
насыщение усиления при высоких входных мощностях и указанном усилении мощности:
, (2.3)
где
G0 - малое усиление мощности сигнала, Psat - выходная
мощность насыщения, Pave -
общая средняя мощность в волокне.
Усиление
G получают как сигнал так и предварительно сгенерированный самопроизвольный
шум.
Параметры
оптического усилителя EDFA,
определяемые пользователем.
Усиление
Оптический усилитель (усиление по амплитуде сигнала) = 26дБ;
Psat
Оптическая мощность насыщения усилителя = 18 дБм;
BW
Оптический усилитель ASE шумовая ширина диапазона =30*10-9м.
Оптический демультиплексор (DEMUX)
Параметры
DEMUX, задаваемые пользователем:
FilterType
Тип фильтра на входе: поддерживающий отдельные типы фильтра - trapezoidal;
FilterSpecMod:
Находятся ли спецификации фильтра в частоте или единицах длины волны -
частота
FirstFilterCenter
центральная частота (длина волны) фильтра =F1 Гц ( м);
FilterSpacing
Зазор между фильтром = DF Гц или м;
FilterBW
3дБ ширина диапазона фильтра в длине волны = BW Гц
или м;
FilterBW0dB
Установить на 0дБ ширину диапазона для трапеци
идального
типа фильтра = 0.8*BW Гц или м;
FilterFSR
Освободить спектральный диапазон от оптического фильтра Фабри-Перо =100*1010
дБ или м;
Потери
Оптические вносимые потери фильтра =6 дБ.
Приемник
Это
модель оптического приемника и всех его стандартных составляющих. Данная модель
преобразует входной оптический сигнал в электрический сигнал, который затем
усиливает и фильтрует, а также вычисляет шум в сигнале. Рассмотрим различные
части этой модели приемника.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 |