實驗十一 誤碼率與接收機靈敏度

1、實驗十一誤碼率與接收機靈敏度1.實驗目的掌握誤碼率和靈敏度的概念，了解誤碼率估計方法仿真模塊與系統(tǒng)仿真系統(tǒng)包括NRZ光發(fā)射機、SSMF、DCF、OOK光接收機和SignalAnalyzer模塊，仿真系統(tǒng)如圖所示：實驗內容與步驟1、設置SSMF光纖長度為90km,DCF模塊完全補償SSMF色散，使得系統(tǒng)成為功率受限傳輸系統(tǒng)。2、設置OOK光接收機中光探測類型為PIN,響應度為1A/W,IncludeShotNoise為Yes,Thermalnoise為3.0e-12A/Hz1/2，設置BER的估計方法為“Gauss（與教材上誤碼率計算模型抑制）。3、點擊Run，系統(tǒng)自動增加光發(fā)射機功率，同時計算

2、接收機誤碼率大小，觀察誤碼率隨發(fā)射機功率的變化情況,以及接收機輸出信號波形和眼圖變化,記錄BER=1E-9時的發(fā)射機功率大小。4、數據分析與討論:由于實驗要求DCF模塊完全補償SSMF色散，所以設置的參數如下：SSMF模塊：光纖長度90Km,色散為16e-6s/m2；DCF模塊：光纖長度16Km,色散為90e-6s/m2。（1）誤碼率和光發(fā)射機功率的關系圖如下：BERvs.LaserPower-0.010.511.52.06Laser_PowrbiW通過放大可以找出誤碼率在1e-9時對應的光發(fā)射機功率，如下圖所示：BERvs.LaserPower結論：通過第一個圖可以發(fā)現(xiàn)，在功率受限傳輸系統(tǒng)中

3、，誤碼率和光發(fā)射機功率近似成指數下降的關系，光發(fā)射機功率越高，誤碼率越低。但是由于非線性效應的影響，光發(fā)射機功率不可能無限增大。在此系統(tǒng)中，BER=1e-9時，光發(fā)射機功率近似等于1.9uw。（2）光接收機輸出波形和眼圖的變化腳本文件如下：#startvalueforlaserpowerinWsetstartPower0.05e-3#powerdifferencebetweentwoiterationsinWsetdeltaPower0.05e-3#maximumnumberofiterationssetmaxIterations40我們設置的起始點是0.05e-3，步距是0.05e-3,最大

4、步數設置的是40。當光發(fā)射機功率為0.05e-3時，光接收機的接收波形和眼圖如下：I：inputWaveiorm207o65rrrel(5ll旳C5U上tjwilj2610TimersEyeDiagramdn=oraurtdujo7-e5-100150200Timeps556當光發(fā)射機功率為（0.05e-3）*10時，光接收機的接收波形和眼圖如下:當光發(fā)射機功率為（0.05e-3）*20時，光接收機的接收波形和眼圖如下:InputlWaveformrnrfffluosruo匸t3LU1e_6-570-1.5e-6-2025261015Timens5EyeDiagram【TrsfflLowraz

5、utja一山44100200256Timeps當光發(fā)射機功率為（0.05e-3）*30時，光接收機的接收波形和眼圖如下:Waveform2.53e-6rrrrolrc匚HS52e-6-”卜1,5e_81e-6-5e-7_已oje15510TimensEyeDiagram2026100150Timeps20044256當光發(fā)射機功率為（0.05e-3）*40時，光接收機的接收波形和眼圖如下:Input1Waveformr=!nc(n20Time|ns1026EyeDiagram3e-6meltnLsBraCJuXJvLlj2e-61e-6150Timeps200256InputsWavelorm

6、rnffllffluaBrsuLliavLljrrrplraua防C5U匸tJOJLLj分析與結論：對比上面幾張圖很容易發(fā)現(xiàn)，光功率很小的時候，眼圖形狀雜論無章，上眼皮和下眼皮基本上都重疊在一起，反映到誤碼率上就是誤碼率特別大，波形的整體幅值都很小，由于功率小，信噪比小，受噪聲的影響大，所以看起來波形很密集。隨著光發(fā)射機功率的一步步提升，眼圖的上下眼皮逐漸分離，體現(xiàn)在誤碼率上就是誤碼率逐漸減小，雖然上下眼皮都比較厚，那是因為噪聲的影響，但是上下眼皮分的比較開，這也是易于判決的，在波形方面，由于功率逐漸增大，信噪比增大，波形逐漸變得清晰，整體幅值上升。5.思考題請比較分析PIN和APD接收機靈敏度的差異。答：設置PIN管的暗電流為le-9A,這是一般Si材料制作的PIN光電二極管的參數同樣也設置APD光電二極管的暗電流le-9A（網上查資料一般小于這個值）。得到PIN管的誤碼率與光發(fā)射機功率的曲線。以誤碼率為le-9作為判定點，此1.06e-9g.Ue-10時，光發(fā)射機功率為l.893l6uw1.892821.89JBER5LaserPower1e-9rBER|Z=-k-_l.S93661.-89321.8934Laser_Power|jW誤碼率為le-9作為判定點，此時，光發(fā)射機功率為1.89314uw