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基于optisystem的EDFA仿真设计

本文研究了EDFA的基本原理及结构，阐述了影响EDFA性能的因素，分析了波分复用

（WDM）技术及系统的设计原理，介绍了常见的仿真软件和国内外仿真现状以及

Optisystem软件强大的仿真功能。并在此基础上，给出了基于Optisystem的波分复用

光传输链路仿真模型的搭建，概述了在WDM系统中EDFA的应用和要求以及关键技术。对

复用后的光信号进行仿真得出光谱图，研究了各信道的增益情况，验证了光纤的两个窗

口。本文还对链路传输性能及EDFA的掺铒光纤长度，泵浦功率等参数进行分析，得到了

各种泵浦工作方式下的增益特性，EDFA最佳长度以及饱和增益特性曲线，并验证了EDFA

的正确性和设计方案的可行性，近而得出最佳化的EDFA设计。

关键词摻铒光纤放大器增益仿真波分复用

基于optisystem的EDFA仿真设计

目录

1引言…………………1

1.1掺铒光纤放大器仿真的目的及意义……………1

1.2掺铒光纤放大器仿真的研究现状………………1

1.3optisystem软件简介…………2

1.4本文研究的主要内容……………2

2掺铒光纤放大器的理论研究………2

2.1掺铒光纤放大器的工作原理……………………2

2.2掺铒光纤放大器的性能分析……………………6

2.3掺铒光纤放大器的应用………10

3掺铒光纤放大器的仿真分析……………………11

3.1掺铒光纤放大器的增益特性分析……………11

3.2掺铒光纤放大器的噪声特性分析……………16

3.3掺铒光纤放大器的多信道放大特性…………19

4掺铒光纤放大器在高速通信系统中的应用……21

4.140G单模光纤传输系统………21

4.28*10GWDM系统性能分析……………………23

结论………………31

致谢………………32

参考文献…………33

基于optisystem的EDFA仿真设计

1引言

随着光纤通信系统的发展,密集波分复用技术越来越广泛的应用到系统中,系统

的复杂性也在不断的增加,因而光纤通信系统的计算机辅助设计系统变得非常重要。光

纤通信系统是一门多学科专业交叉渗透的综合技术，它涉及到通信基础理论(如数字通

信技术),微波技术(如光纤信道的电磁场分析)以及电路设计与微电子技术(如A2SIC

专用集成电路)等，无论是系统的规划与设计还是新型传输系统与体制的探索与研究，

都要遇到冗长繁杂的计算。为了高效地完成日趋复杂通信系统的仿真研究，在对光纤通

信系统分析的基础上利用仿真软件建立了高速大容量光纤系统的仿真模型，得到了高速

光纤通信系统特性激光器的调制频率偏置电流的关系以及光纤的损耗和色散的仿真结

果，亦可利用仿真软件非常灵活地设计满足需要的仿真系统。

1.1掺铒光纤放大器仿真的目的及意义

利用现代的计算机进行光纤通信系统的仿真,可以直接搭建激光器、光纤及测试

仪器的模型,并在此基础上进行器件、系统的性能分析和测试,避免了直接的昂贵的

器件和设备投资。同时系统的仿真对器件选型、系统结构优化及整体系统的可形性研

究都具有重大意义。此外,为了验证其性能是否合乎要求,还需反复进行实验研究与

测试。如果每次都直接用真实系统进行实验,不仅耗资昂贵,费工费时,有时甚至难

于找到问题症结所在,因此,解决上述问题的有效方法是采用计算机仿真技术,即通

过建立部件乃至系统的模型,并用模型在计