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1、 光纤通信课程设计大作业董泳江 3080104404 光电0801班实验目的：1.实现收发通信当光纤断开时的自动环路保护。2.对比光纤断开前后接收信号眼图系统设计：按照课程所给论文（Fig2，略）中搭建主题系统如下（以下两图组合即为整体系统）：该系统为对称系统，其中上下两段光纤长度为10km，主波长为1545nm和1582nm。如此设置光纤传输波长因为上面光纤通信的收发波段设置为1536nm1542nm和1548nm1554nm，下面光纤通信的收发波段设置为1572nm1578nm和1586nm1592nm。连接上下通道的光纤长度1km，主波长1545nm。三段光纤的衰减和色散为默认值不变，取
2、消了非线性效应。三个三端口滤波器设置为中心波长1545nm，带宽22nm，即滤过1534nm1556nm的，即上下两段通道的发射端（左端）发射波（1536nm1542nm和1548nm1554nm）都可从滤波通道口通过，接收端（右端）发射波（1572nm1578nm和1586nm1592nm）都可从非三端口器件的非滤波通道口通过。四个AWG分别对应四个收发波段，主波长为各波段开始值，即：1536nm，1548nm，1572nm和1586nm，带宽设为0.6nm，通道间隔2nm。其余如Coupler，Splitter和Combiner的设置都为默认值，全局变量bit rate为10GHz，Ite
3、ration设为13次，勾选Initial delay其中各子系统详述如下：（1）Subsystem，Subsystem2、3、5皆为如下图所示发射模块，波长对应四个波段（1536nm1542nm，1548nm1554nm，1572nm1578nm和1586nm1592nm）功率都为0dB（2）Subsystem1和Sybsystem4为自动Switch，也是实现自动化切换的关键子设备，如下图所示：其中CW Laser设为0dB，与输入信号（接收端发射来的信号功率，光纤通断两种情况下功率不同）Mux之后在光纤通断时有不同功率信号输到Data Recovery，Data Recovery中Abs
4、olute threshold设为0.6，这样光纤断开时检测到输入信号约为-100dB，则自动切换到下方输出口输出；否则检测到输入信号约为-4dB，保持在上方输出口输出。（3）Subsystem6,7,8,9为如下所示接收模块，各个AWG主波长同样对应各波段开始值，带宽为0.6nm，通道间隔2nm仿真结果：1. 上下两光纤都连通时（1）Subsystem1中上下两输出通道输出如下，即保持上通道输出Subsystem4中情况如下，也保持上通道输出：（2）再观察图中如下左图所示位置处的光谱如下右图所示： 对上右图进行放大如下，可见该处不含1536nm-1542nm波段，即上方光纤连通时发射端信号从
5、上方光纤处输出，不通过下方光纤。（3）再观察上面通道右端接收到光谱信号如下：上图局部放大后如下：表明传输的波段为1536nm1542nm在对应的Subsystem7中观察经AWG后其中一路信号，其功率为：-7.880dB，眼图如下所示：Q值约为58，满足传输要求。（4）同理，检视下方通道右接收端的光谱信号如下图：上图局部放大后如下：可见波段为1572nm1578nm，正确。在Subsystem9中选择一路通道观察功率和眼图如下：（5）查看左边接收端信号情况，上下两路接收到光谱如下：为15481554nm为15861592nm分别取其中一路通道对应的眼图如下：综上所述，左右端接收到信号都波段正确
6、，Q值大于6。此时上下两通道信号各自在上光纤和下光纤中传输。2上通道光纤断开时（如下图所示，将主设计图光纤与三端口滤波器连通处断开）（1）Subsystem1中上下两输出通道输出如下，即自动切换到下通道输出 Subsystem4中情况如下，保持上通道输出： （2）再观察图中如下左图所示位置处的光谱如下右图所示： 对比上下光纤都连通时情景可以看到，检测到多出1536-1542nm波段，即上通道左端发射光经下方保护通道传输。（3）右端上下通道分别接收到光谱如下图：15361542nm15721578nm分别在System7和System9中选择一路观察眼图和功率如下图所示：（4）查看左边接收端信号情况，分别在System8和System6中选择一路的眼图如下：综上所述，左右端接收到信号都波段正确，Q值大于6。只是上通道由于光纤断开发射信号自动切换到下方光纤传输，且未给信号接收带来不良影响。即该系统实现了光纤断开时的自动保护。PS：这里没有给出作业中第二步要求的BER v.s. received power图，因为无法扫描多个点。这是由于该软件随着运行时间的增加不断占用内存，本人所用的电脑在全部任务关闭的情况下扫描，在扫到第二个点时就回应占用近1.6G（个人电脑2G内存），软件自动关闭，无法继续！但已完成第二步要求的设计和仿真，实现了自动切换光路保护。
