【正文】 網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。　　雖然WDM技術(shù)問(wèn)世時(shí)間不長(zhǎng)，但由于具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn)而表現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力，從而迅速得到推廣應(yīng)用，并向全光網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展。光放大段的設(shè)計(jì)僅僅是光損耗的設(shè)計(jì)，十分簡(jiǎn)單明了。由于城域網(wǎng)的范圍傳輸距離通常不超過(guò)100km，因而不必使用長(zhǎng)途網(wǎng)必須用的外調(diào)制器和光放大器。適用于城域網(wǎng)領(lǐng)域的WDM系統(tǒng)稱為城域網(wǎng)WDM系統(tǒng)。在長(zhǎng)途干線傳輸網(wǎng)中，DWDM負(fù)責(zé)解決業(yè)務(wù)的長(zhǎng)距離傳送，SDH負(fù)責(zé)解決業(yè)務(wù)的調(diào)度、上下和保護(hù)。隨著1550nm窗口的EDFA的商用話，WDM系統(tǒng)主要只在1550nm窗口傳送多路光載波信號(hào)，并能夠在一個(gè)窗口內(nèi)共享EDFA，人們把這樣的WDM系統(tǒng)稱為密集波分復(fù)用（DWDM,:Dense Wavelength Division Multiplexing）系統(tǒng)?！　DM系統(tǒng)的關(guān)鍵器件是復(fù)用和解復(fù)用器，這兩個(gè)器件的引入，開(kāi)來(lái)了一定的損耗和由波長(zhǎng)選擇功能不完善而引起的復(fù)用信道間的串?dāng)_，在實(shí)際應(yīng)用中，需要將此情況考慮在內(nèi)。 波分復(fù)用技術(shù)（WDM，Wavelength Division Mutiplexing) 波分復(fù)用技術(shù)的基本原理　　，N個(gè)光發(fā)射機(jī)分別發(fā)射N個(gè)不同波長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)光波分復(fù)用器（合波器）合到一起，耦合進(jìn)單根光線中傳輸?！　≡诤蠩DFA的系統(tǒng)中，由于EDFA能踢狗足夠的增益，使信號(hào)的傳輸距離大大延長(zhǎng)，隨著信號(hào)速率的不斷提高，光纖色散和非線性效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)性能的影響變得突出起來(lái)。第二種方式是保證EDFA輸出功率恒定，光功率的變化趨勢(shì)與第一種級(jí)聯(lián)方式的后半部分相同，第三種級(jí)聯(lián)方式是寶石每點(diǎn)擊的增益恰好抵消級(jí)間損耗。根據(jù)每級(jí)增益安排的不同，EDFA可以有三種不同的級(jí)聯(lián)方式?！　≡诩?jí)聯(lián)EDFA的系統(tǒng)中，ASE（注4）噪聲將不斷積累。　　由于光放大器對(duì)信號(hào)的調(diào)制方式和傳輸速率等方面的透明性，EDFA在模擬，數(shù)字光纖通信系統(tǒng)以及光孤子系統(tǒng)中現(xiàn)實(shí)了廣闊的應(yīng)用前景。這種方式下，放大器可以以級(jí)聯(lián)（注3）方式存在。線路放大器應(yīng)用方式是將EDFA在線插在傳輸線路的一個(gè)或多個(gè)位置，用來(lái)周期性地補(bǔ)償光信號(hào)衰減?！　∏爸梅糯笃鞣绞绞菍DFA置于光接收機(jī)PIN管光檢測(cè)器的前面，用以改善輸入光信號(hào)的信噪比，提高光接收機(jī)的接受靈敏度?！　」β史糯笃鳎ê笾梅糯笃鳎┓绞绞前袳DFA置于光發(fā)射機(jī)之后，用以提升輸出信號(hào)的功率，可用來(lái)保證點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的光功率分配，并可降低高速系統(tǒng)中半導(dǎo)體激光器直接調(diào)制的“啁啾”影響。這是因?yàn)椋?dāng)泵浦功率增加到一定程度時(shí)，EDF中基態(tài)能級(jí)的Er3+離子已經(jīng)基本上被激勵(lì)到上能級(jí)，繼續(xù)增加泵浦功率對(duì)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)貢獻(xiàn)不大，所以增益趨于飽和。但是，當(dāng)泵浦功率增加到一定值后，增益區(qū)域飽和，NF也趨于定值。噪聲系數(shù)（NF）則表現(xiàn)不同，其中同向泵浦方式的NF最小，反向泵浦方式的NF最大，雙向泵浦方式的NF介于兩者之間。而由于背景損耗小，輸出端具有高的離子數(shù)反轉(zhuǎn)，因此反向泵浦具有較高的泵浦效率和增益?！　≡贓DFA的光路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，常見(jiàn)的泵浦方式有同向泵浦（注1）、反向泵浦和雙向泵浦三種?！　‘?dāng)信號(hào)光子通過(guò)摻鉺光纖時(shí)，與處于亞穩(wěn)態(tài)的Er3+離子相互作用發(fā)生受激輻射效應(yīng)，產(chǎn)生大量與自身完全相同的光子，這時(shí)通過(guò)摻鉺光纖傳輸?shù)男盘?hào)光子迅速增多，產(chǎn)生信號(hào)放大作用?！　≡趽姐s光纖中注入足夠強(qiáng)的泵浦光，就可以將大部分處于幾臺(tái)的Er3+例子抽運(yùn)到激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的Er3+離子又迅速無(wú)輻射地轉(zhuǎn)移到亞穩(wěn)態(tài)。實(shí)際上基態(tài)能級(jí)、亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)和泵浦能級(jí)受托克斯分裂（Stock Splitting)和熱效應(yīng)的影星啊，形成了一個(gè)近似聯(lián)系的能帶。泵浦源用來(lái)提供能量；EDF作為有源介質(zhì)，提供反轉(zhuǎn)粒子；波分復(fù)用器（WDM)的作用是將泵浦光合信號(hào)光混合，然后送入EDF中，對(duì)它的要求是能將信號(hào)有效地混合而損耗最小；光隔離器（ISO）的作用是防止反射光對(duì)EDFA的影響，保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作；濾波器的作用是濾除EDFA的噪聲，提高系統(tǒng)的信噪比（SNR）,在練級(jí)寬帶EDFA中，它還起到增益平坦的作用。該光纖設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，工藝成熟，成本低廉，是實(shí)用性較好的光纖之一。比如新建的長(zhǎng)度干線和大城市的市話通信一般都應(yīng)選擇SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字體系，根據(jù)ITUT的建議定義，是不同速度的數(shù)位信號(hào)的傳輸提供相應(yīng)等級(jí)的信息結(jié)構(gòu)，包括復(fù)用方法和映射方法，以及相關(guān)的同步方法組成的一個(gè)技術(shù)體制設(shè)備），長(zhǎng)途干線已經(jīng)采用STM16，甚至是10Gbit/s系統(tǒng)。：　　其中發(fā)送端包括光源、脈沖發(fā)射器、解調(diào)器等；　　傳輸部分包括傳輸光纖、光纖放大器、色散補(bǔ)償光纖等；　　接收端包括PIN/APD光、放大器、低通濾波器、解調(diào)器等。光纖通信之所以得到如此迅速的發(fā)展，與光纖通信的優(yōu)越性是分不開(kāi)的，它的主要優(yōu)點(diǎn)有：；，重量請(qǐng)，有利于敷設(shè)和運(yùn)輸；，適合應(yīng)用于有強(qiáng)電干擾和電磁輻射的環(huán)境中 ；（又稱“串音”。在80年代，光纖通信得到極大地發(fā)展，波分復(fù)用技術(shù)，相干光纖通信系統(tǒng)，光纖放大器等技術(shù)已經(jīng)受到人們的重視，并得到快速發(fā)展。同年，半導(dǎo)體激光器實(shí)現(xiàn)了室溫下的連續(xù)工作，為光纖通信提供了理想的官員。學(xué)生必須完成光電綜合設(shè)計(jì)報(bào)告。設(shè)計(jì) 課程考核本課程設(shè)計(jì)以完成課題設(shè)計(jì)與仿真分析結(jié)果以及課程設(shè)計(jì)報(bào)告作為主要考核依據(jù)。設(shè)計(jì)5OADM設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)具有四波長(zhǎng)通道雙向OADM并進(jìn)行仿真驗(yàn)證。設(shè)計(jì)3WDM系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)四波分WDM光纖傳輸系統(tǒng)，并利用OptiSystem仿真驗(yàn)證?！　? 光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容和基本要求序號(hào)課題名稱課題內(nèi)容及要求課題類型備注1OptiSystem的基本操作熟悉OptiSystem界面，掌握基本操作。參加光電綜合設(shè)計(jì)的同學(xué)首先利用分散自學(xué)時(shí)間復(fù)習(xí)相關(guān)課程內(nèi)容，認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，針對(duì)課題的設(shè)計(jì)要求提出設(shè)計(jì)方案；然后利用集中上機(jī)時(shí)間對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行建模、仿真，根據(jù)仿真結(jié)果，進(jìn)行設(shè)計(jì)修改和設(shè)計(jì)優(yōu)化，形成最終設(shè)計(jì)方案。 設(shè)計(jì)內(nèi)容、學(xué)時(shí)分配及基本要求　　光電綜合設(shè)計(jì)的課內(nèi)總學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí)（2周）。 軟件設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱： 光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)名稱：八路內(nèi)調(diào)制波分復(fù)用系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)日期：2011年4月13日2011年4月17 日 光電綜合設(shè)計(jì)概述 性質(zhì)、目的與任務(wù)光電綜合設(shè)計(jì)是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)集中實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中的專業(yè)課程設(shè)計(jì)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，不僅使學(xué)生能夠基本掌握運(yùn)用OptiSystem軟件平臺(tái)進(jìn)行光纖通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真分析的方法，更重要的是使學(xué)生能夠?qū)⒃谙嚓P(guān)先修課程中所學(xué)的知識(shí)串接起來(lái)，初