基于rsoft beamprop模块的一阶光栅模拟分析

实验目的熟悉光纤通信系统的主要组成部分掌握通信系统综合设计的主要内容实验原理NRZ、RZ调制格式，直接调制或者外调制，APD管或者PIN管，low pass rectangular filter或者 low pass gauss filter。选择的理由如下： 选择NRZ调制格式，因为经NRZ调制的光信号具有紧凑的频谱特性，调制和调解结构简单，在10G和一部分40G系统中得到广泛应用，一直被作为中短距离光纤通信系统中的主要调制格式，通过色散管理和终端可调色散补偿技术，NRZ调制格式在终端传输距离普通光纤获得良好的光传输性能。选择直接调制，因为直接强度调制是用信号直接调制激光器的驱动电流，使其输出功率随信号变化.这种方式设备相对简单，研究较早，现已成熟并商品化.外调制则常用于要求较高的通信系统。选择APD管，因为由书上的P264页的图8.3可知，PIN管接收灵敏度适用于低数据速率光纤通信，当系统通信数据速率为10G时，PIN灵敏度管不适于应用，我们优选ADP管。选择low pass gauss filter（低通高斯响应滤波器），因为low pass rectangular filter（低通矩形响应滤波器）是理想的低通滤波器的模型，在幅频特性曲线上呈现矩形。 在现实中，如此理想的特性是无法实现的，所有的设计只不过是力图逼近矩形滤波器的特性而已。而low pass gauss filter（低通高斯响应滤波器）采用时域法测量有效带宽，具有直观、简便的优点，而采用时域法能够显著缩短有效带宽测量时间。实验内容本次实验中，由NRZ调制格式、直接调制、APD管和low pass gauss filter构成的光纤通信系统。1）.根据实验要求，连接实验电路。同时为了实时地观察系统的运行状态，必须在系统外围增加监测及显示装置，将系统运行结果显示出来，便于观察和分析。因此，在系统中加入了Eye Diagram Analyzer、BER Analyzer、Optical Time Domain Visualizer、Optical Power Meter、Optical Spectrum Analyzer、Oscilloscope Visualizer。通过这些监测及显示器件，可以较为直观地观察到入纤光功率、调制前后的光信号频谱与时域波形、解调后的信号波形、信号眼图及误码率等系统的运行状态和运行结果。整个光纤通信系统的架构如下图示：完整的光纤通信系统2）设置相关参数。整体参数： User Defined Bit Sequence Generator “1001011010010110”，系统10G，入纤功率10dBm。APD管与PIN管的响应度设定为1A/W。整体参数设置：系统传输速率10G. ，如下图发送序列设置：1001011010010110 ，如下图入纤功率设置：10dBm，如下图APD管的响应度设置：1A/W，如下图光纤长度设置：50Km，如下图在OptiSystem软件中进行仿真，运行的结果如下：（1）实际入纤光功率为5.471E-3 W，7.381dBm，如下图图1（2）调制前信号时域波形，如下图图2（3）调制后光信号时域波形，如下图图3（4）调制后光信号频谱，如下图图4(5)信号眼图，如下图图5（6）误码率，如下图图6来源：320科技工作室