光纤通信教学仿真软件介绍

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1、光纤通信传输性能仿真软件OpticSimu介绍先进光网络研究室光通信与光波技术教育部重点实验室北京邮电大学1软件背景通信网络的不断演进和信息传输带宽需求的持续增长，使人们对光纤通信提出了更高的要求。为此，许多国家投入了大量资金进行光通信器件与系统的研究，并取得了巨大成功。但是，硬件实验平台也存在一些限制因素，如：ü硬件的固定性，实验配置不灵活；ü受现实条件的影响多，很难观察到理想条件下的现象；ü研究成本高，光学仪表价格昂贵。而仿真软件恰好可以克服以上硬件实验平台的不足，可以方便地配置各种光纤通信系统和网络，形象地得到仿真实验结果，为系统和网络的设计与规划提供

2、参考，为科学研究和高校光纤通信的实验教学提供软件仿真平台。目前，我国在商用的光纤通信系统与网络大型仿真软件领域尚处于空白。我们在实验室多年研究基础上，开发了光纤通信仿真软件OpticSimu。该软件功能强大，构思新颖，界面友好，使用方便，工作稳定，容易扩展，为光传输系统的研究提供了可靠的软件仿真平台。该软件已获得发明专利：波分复用光网络模拟方法（02102712.9）。2软件特点从现实光纤通信系统和网络的实际运作方式出发，结合软件工程，我们创造性的解决了软件开发过程中遇到的困难，提出了极具开发性和扩展性的软件体系结构，使得软件具有高度的灵活性与可扩展能力。该

3、软件具有以下特点：1)采用了原子功能模型建模的方法，简化了复杂器件的建模，同时又能简洁、明确、全面的说明复杂器件模型的功能及其结构，如图2.1所示。图2.1原子功能模型建模原子功能模型是在功能上将系统中各种复杂的设备进行细化所得出的设备的最小功能单位。由它们组成光网络的原子功能模型库，同时建立其连接规则。这样，实际光网络中所建立的物理模型不是面向设备器件，而是面向功能。任何设备在功能上都是由原子功能模型库的子集按一定的连接规则构成。原子功能模型有很大的优越性，它清晰简洁的表述了各种复杂设备和器件内部的结构，使得建模简单化。应用原子功能模型的意义如下：ü软件用

4、户能很方便地利用基本的原子功能模型库构建复杂的宏器件（网络设备），自己构建各种新型组件与设备，提高了建模效率，使得软件具有很强的升级性和扩容性；ü软件用户可以方便地查看软件中已存储的宏器件的功能结构、工作原理，方便地对宏器件参数配置进行修改，以满足用户仿真的需求；ü软件用户可以方便地添加、删除和修改宏器件的内部结构，而无需修改软件，具有很强的灵活性。2)建立了标准化的元件信息模型，为每个元件定义了接口参数和结构参数，使得软件具有优秀的可扩展和升级能力，可以非常方便的开发并添加新的元器件，见图2.2。图2.2元件的信息模型3)元器件库内容丰富，不仅涵盖了光通信

5、中常用的各类元器件，而且配置好了多种实用的宏器件。例如，光发射机库中不仅存储着各种配置光发射机所需要的元器件，如连续波激光器、单电极驱动的Much-Zenhder调制器、双电极驱动的Much-Zenhder调制器、伪随机码发生器、正弦波发生器等，而且配置好了一些常用的宏器件，如归零码（RZ）编码器、载波抑制归零码（CSRZ）发生器、双边带码（SSB）发生器、单信道光发射机、多波长光发射机等，以方便用户使用，以方便多样化的系统配置方案需求。4)光纤的数学模型中考虑了各种传输效应的影响，包括光纤的衰减、色散（群速度色散、色散斜率和偏振模色散）、各种非线性光学效应

6、（受激喇曼散射效应、四波混频效应、自相位调制效应和交叉相位调制效应等）。在建模的过程中充分考虑兼顾数学模型的精确性和仿真的时间，根据不同光纤的不同特性，分别构建了G.652、G.653、G.655和色散补偿光纤（DCF）模块。5)为了能同时满足系统仿真、验证和对某些设备进行设计与研究的需要，软件还对同一种宏器件针对不同目的建立了不同的数学模型。比如，EDFA分为物理模型和理想模型，物理模型严格按照速率方程求解，可用其对EDFA进行理论研究或设计；理想模型采用的黑盒思想，仅实现了EDFA的功能，参数较少，使用简单，适合系统仿真时使用。1)软件中集成了虚拟仪表，

7、能直观的从各方面监视仿真结果，包括信号的光谱、眼图、波形和误码率，具有多样的分析能力，可以直观、形象地显示仿真结果。图2.3虚拟仪表7）软件界面友好，使用方便。软件沿用windows界面风格，其中可以有多个子窗口，实现同时对多个项目工程的操作与管理。图2.4是软件界面的整体视图。8）软件的仿真结果可靠。经过反复的测试、与实验结果对比照和与国际大型软件比对，证明我们的OpticSim的仿真结果准确、可靠。近几年来，软件已提供一些高校和公司试用，受到用户的好评。图2.4软件总体视图此图原为中兴合作的，请更换1软件功能和应用领域本软件功能强大，通过对器件的组合搭建

8、及配置，本软件可以实现如下功能：Ø利用软件开展光纤通