光纤通信系统仿真分析
光纤通信作为现代通信中不可或缺的一部分，它以光作为载波玻璃制成的光导纤维作为传输介质，符合现代对通信的速度要求。光纤通信传输系统在低损耗的性能评估和光纤升级的变化中。光纤通信系统的仿真测试，以此类系统为基础进行规划并设计与研究新型系统的重要方法。仿真测试的本质是对硬件实现其实用性之前进行评估和论证，节约人力和时间。本文对通信仿真测试的深入探讨，利用Optisystem对信息传输速率的仿真模型建立，并对其得出的图形进行仿真分析，本文将围绕仿真过程并分析参数的结果最后得出结论。
目 录
一、绪论 1
二、光纤通信系统的构成 2
（一）光发送机 2
（二）光纤线路 2
（三）光接收机 3
（四）光中继器 3
三、光纤通信系统仿真实验 4
（一）光纤通信系统仿真软件 4
（二）信息传输速率与光纤传输系统特性的关系 5
（三）10Gb/s光纤通信系统模型的建立 7
（四）仿真结果分析 10
四、结论 11
参考文献 12
致谢 13
一、绪论
在现代通信网络中光纤通信作为其主要支柱之一，有着举足轻重的作用。光纤具有通信容量大，传输距离远，损耗低，保密性高，材料来源丰富，环境保护好等优点。本章将会对光纤传输特性与其各项参数的关系，从而得到优化的数据。对使用光纤作为通信介质对参数的设定有很好的借鉴与参照作用，实现损耗达到最小与经济性更好的双赢局面。
光纤通信在目前应用广泛，具有以下的优点：
1.密闭好，保密强
由于光纤传输的特点与其他介质不同，数据传输中传输的光向外散溢的能量很小，很难被其他设备获取。因此与其他有线，无线通信方式相比保密性更好，光纤中传输的信息非常保密。
2.节省金属资源
铅、铜等有色金属是制作电缆的主要材料，相同长度的同轴电缆与光纤相比制作的材料相差大，同长度的光纤是制作同轴电缆的几千倍。而且制作光纤的主要耗材是石英，石英在大自然中储备丰富，并且石英价格便宜，基本上是无穷的。
3.铺设方便，质量轻，延展性好
在携带相 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
同的信息量时，光纤的质量比光缆的重量要少很多。每根光纤里面有很多细小的光纤组成，有些由特殊制作的光纤，可以进行折中弯曲也不会折断，所以在铺设上可以和其他的电缆一样，可以架设，地下管道，或者利用从海洋地底通过。利用光纤制成的设备，通常质量较小，可以利用其性质制作航天或者在军事方面设备，具有非凡的意义。
光纤通信在很多网络通信中应用广泛，例如：通信网，通信和信息交换的系统，电子监控系统，都主要以光纤为通信媒介，作用于电信网络和计算机网络，互联网中作数据通信。国家主网干线以及城域网所用的专线网络。城市区内的自动监控系统和有线电视的主干线以及工业数据传输的重要线路。
现今计算机技术的飞速发展，系统仿真也孕育而生并逐步形成的一门新兴研究热点。仿真技术最先用以实现某种高科技领域的实验成果，后来随着应用领域的扩大逐步发展到重工业的研究。仿真的通信是基于现实技术的模型，发掘并深入理论研究，通过建立的仿真模型，从中我们可以获取相关信息，然后对照现实的技术，创新技术系统仿真技术已被更大化的研究各种人们生活息息相关的高科技与生活体验中在开发、实践。
本课题以光纤通信理论分析为基础，利用Optisystem软件，建立虚拟的高速传输速率和特定的参数进行分析，利用其模型的数据理论的猜想，验证各个器件的部分参数与高速光纤系。统存在的联系。在建立模型中通过对系统各项参数的对比和调整，得出传输速率为10Gb/s,5Gb/s,1Kb/s，误码率在109以下的通信仿真数据。
二、光纤通信系统的组成
光纤通信系统的构成大致过程为：由光发送机发出信号，到光纤线路构成信号传输介质，再到光中继器放大信号，最后光接收机接收信号，这样一个完整的接收体系组成光纤通信系统。如图1所示:
图1 光纤通信体统的组成框图
（一）光发送机
光发送机是以光源为核心，进行数据发送。它将输入的电信号转换成光信号的一种光纤设备。在光纤中接受到信将整个信号后传输给线路号，光发送机在对信号进行传输之前需对信号进行调制，为的是保证信号的不丢失与不易被窃取。因而在调制过程中涉及到两种调制方式：
一种为内调制方法，目的直接对信号的利用一定的仪器设置参数，进行信号编码。所以对于输出的频率要求不能太高。另一种为外调制方法，主要是对调制器改变不对参数改变，容易获得好的调制性能，这也就是目前人们最为常用的方法之一，适用于传输速率较大的通信。
因为调制器的性能直接影响到信号输出的好坏，所以为保证对信号的传输效率和传输质量，光发送机对光源的要求有着几点要求如：对输出功率，器件寿命，调制速率，光波的长度等。
（二）光纤线路
光纤线路作为光信号的传输媒介，将调制的信号经过线路最大化的把完整信号传输到接收机。线路对于光纤基本传输参数，色散有一定的要求，并具备一定的物理性质。 对于光纤线路有单模光纤和多模光纤两种传输模式。在对比单模光纤的传输性能与多模光纤性能上，单模光纤有很多优势。因此国家通信网、城市中心网，广域网以及企业，家庭接入网等中都普遍采用单模光纤。
现今常用的光纤其主要的制作原料是石英，因为石英主要成分是二氧化硅，石英损耗和波长特性中有三个低损耗的波长区，波长在三个不同波长下的分析，即波长分别850nm、1310nm、1550nm。在三个低损耗波长区的单模光纤传输上衰减系数典型值要小于平均值。针对不同中需求的光线系统光纤类型也有不同。
（三）光接收机
光接收机的作用是恢复由光纤线路传送所携带的信息。因为光信号需经放大、再生恢复后变为原来的电信号后容易传输的更加远而损失的数据非常小。然而光电探测器来将光信号转变成电信号。
光电探测器两种最为常用，分别为直接探测、外差探测两种检测方法。探测器的主要是响应度高，检测速度快等。对比这两种探测方法的差异性；光纤通信系统中，直接探测方式因其技术不复杂而应用广泛，而外差探测的方式虽然技术复杂，但也有很多优点如：接收信息灵敏度高、传输速率高，噪声小，成本较低等会比传统的通讯方式更加具有优势。
（四）光中继器
光中继器原理是将光信号转电信号并非直接放大信号进行传输。这种方式能将光信号在不失真的情况下对信号放大有利远距离传输信息。随着光放大器的研发到成熟再到使用的过程，光中继器能在长距离下对微弱的光信号进行光的直接放大并对噪声信号进行消除。若以后可实现作为0损耗的中继传输，提高信息传输的质量。
目 录
一、绪论 1
二、光纤通信系统的构成 2
（一）光发送机 2
（二）光纤线路 2
（三）光接收机 3
（四）光中继器 3
三、光纤通信系统仿真实验 4
（一）光纤通信系统仿真软件 4
（二）信息传输速率与光纤传输系统特性的关系 5
（三）10Gb/s光纤通信系统模型的建立 7
（四）仿真结果分析 10
四、结论 11
参考文献 12
致谢 13
一、绪论
在现代通信网络中光纤通信作为其主要支柱之一，有着举足轻重的作用。光纤具有通信容量大，传输距离远，损耗低，保密性高，材料来源丰富，环境保护好等优点。本章将会对光纤传输特性与其各项参数的关系，从而得到优化的数据。对使用光纤作为通信介质对参数的设定有很好的借鉴与参照作用，实现损耗达到最小与经济性更好的双赢局面。
光纤通信在目前应用广泛，具有以下的优点：
1.密闭好，保密强
由于光纤传输的特点与其他介质不同，数据传输中传输的光向外散溢的能量很小，很难被其他设备获取。因此与其他有线，无线通信方式相比保密性更好，光纤中传输的信息非常保密。
2.节省金属资源
铅、铜等有色金属是制作电缆的主要材料，相同长度的同轴电缆与光纤相比制作的材料相差大，同长度的光纤是制作同轴电缆的几千倍。而且制作光纤的主要耗材是石英，石英在大自然中储备丰富，并且石英价格便宜，基本上是无穷的。
3.铺设方便，质量轻，延展性好
在携带相 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
同的信息量时，光纤的质量比光缆的重量要少很多。每根光纤里面有很多细小的光纤组成，有些由特殊制作的光纤，可以进行折中弯曲也不会折断，所以在铺设上可以和其他的电缆一样，可以架设，地下管道，或者利用从海洋地底通过。利用光纤制成的设备，通常质量较小，可以利用其性质制作航天或者在军事方面设备，具有非凡的意义。
光纤通信在很多网络通信中应用广泛，例如：通信网，通信和信息交换的系统，电子监控系统，都主要以光纤为通信媒介，作用于电信网络和计算机网络，互联网中作数据通信。国家主网干线以及城域网所用的专线网络。城市区内的自动监控系统和有线电视的主干线以及工业数据传输的重要线路。
现今计算机技术的飞速发展，系统仿真也孕育而生并逐步形成的一门新兴研究热点。仿真技术最先用以实现某种高科技领域的实验成果，后来随着应用领域的扩大逐步发展到重工业的研究。仿真的通信是基于现实技术的模型，发掘并深入理论研究，通过建立的仿真模型，从中我们可以获取相关信息，然后对照现实的技术，创新技术系统仿真技术已被更大化的研究各种人们生活息息相关的高科技与生活体验中在开发、实践。
本课题以光纤通信理论分析为基础，利用Optisystem软件，建立虚拟的高速传输速率和特定的参数进行分析，利用其模型的数据理论的猜想，验证各个器件的部分参数与高速光纤系。统存在的联系。在建立模型中通过对系统各项参数的对比和调整，得出传输速率为10Gb/s,5Gb/s,1Kb/s，误码率在109以下的通信仿真数据。
二、光纤通信系统的组成
光纤通信系统的构成大致过程为：由光发送机发出信号，到光纤线路构成信号传输介质，再到光中继器放大信号，最后光接收机接收信号，这样一个完整的接收体系组成光纤通信系统。如图1所示:
图1 光纤通信体统的组成框图
（一）光发送机
光发送机是以光源为核心，进行数据发送。它将输入的电信号转换成光信号的一种光纤设备。在光纤中接受到信将整个信号后传输给线路号，光发送机在对信号进行传输之前需对信号进行调制，为的是保证信号的不丢失与不易被窃取。因而在调制过程中涉及到两种调制方式：
一种为内调制方法，目的直接对信号的利用一定的仪器设置参数，进行信号编码。所以对于输出的频率要求不能太高。另一种为外调制方法，主要是对调制器改变不对参数改变，容易获得好的调制性能，这也就是目前人们最为常用的方法之一，适用于传输速率较大的通信。
因为调制器的性能直接影响到信号输出的好坏，所以为保证对信号的传输效率和传输质量，光发送机对光源的要求有着几点要求如：对输出功率，器件寿命，调制速率，光波的长度等。
（二）光纤线路
光纤线路作为光信号的传输媒介，将调制的信号经过线路最大化的把完整信号传输到接收机。线路对于光纤基本传输参数，色散有一定的要求，并具备一定的物理性质。 对于光纤线路有单模光纤和多模光纤两种传输模式。在对比单模光纤的传输性能与多模光纤性能上，单模光纤有很多优势。因此国家通信网、城市中心网，广域网以及企业，家庭接入网等中都普遍采用单模光纤。
现今常用的光纤其主要的制作原料是石英，因为石英主要成分是二氧化硅，石英损耗和波长特性中有三个低损耗的波长区，波长在三个不同波长下的分析，即波长分别850nm、1310nm、1550nm。在三个低损耗波长区的单模光纤传输上衰减系数典型值要小于平均值。针对不同中需求的光线系统光纤类型也有不同。
（三）光接收机
光接收机的作用是恢复由光纤线路传送所携带的信息。因为光信号需经放大、再生恢复后变为原来的电信号后容易传输的更加远而损失的数据非常小。然而光电探测器来将光信号转变成电信号。
光电探测器两种最为常用，分别为直接探测、外差探测两种检测方法。探测器的主要是响应度高，检测速度快等。对比这两种探测方法的差异性；光纤通信系统中，直接探测方式因其技术不复杂而应用广泛，而外差探测的方式虽然技术复杂，但也有很多优点如：接收信息灵敏度高、传输速率高，噪声小，成本较低等会比传统的通讯方式更加具有优势。
（四）光中继器
光中继器原理是将光信号转电信号并非直接放大信号进行传输。这种方式能将光信号在不失真的情况下对信号放大有利远距离传输信息。随着光放大器的研发到成熟再到使用的过程，光中继器能在长距离下对微弱的光信号进行光的直接放大并对噪声信号进行消除。若以后可实现作为0损耗的中继传输，提高信息传输的质量。
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