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《基于OptiSystem的GPON光传输链路接收性能的仿真研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第23卷第2期成都信息工程学院学报Vol.23No.22008年4月JOURNALOFCHENGDUUNIVERSITYOFINFORMATIONTECHNOLOGYApr.2008文章编号:167121742(2008)0220208206基于OptiSystem的GPON光传输链路接收性能的仿真研究12李花宝,孙捷(1.成都信息工程学院电子工程系,四川成都610225;2.成都信息工程学院通信工程系,四川成都610225)摘要:分析了GPON光传输链路的设计原理,阐述了OptiSystem软件针对光纤链路的强大仿真功能。在设计原理的基础上,给出了基于Op
2、tiSystem的GPON光传输链路仿真模型。给出针对2.5Gbps下行数据业务和视频业务光链路传输性能的仿真结果,并进行分析。给出相关结论,并指出对光传输链路进行优化需要考虑的问题。关键词:GPON;光传输链路;OptiSystem;四波混频;Q因子中图分类号:TN915.62文献标识码:A1引言GPON(Gigabit2CapablePON)最早由FSAN组织于2002年9月提出。基于GPON技术的设备基本结构是由局端的OLT(光线路终端),用户端的ONT/ONU(光网络终端或称作光网络单元),连接前2种设备由单模光纤(SMFiber)和无源分光器(Sp
3、litter)组成的ODN(光分配网络)以及网管系统组成。GPON技术作为目前最有前途且复用度最高的光纤接入技术,吸引了众多厂商竞相研发。鉴于GPON目前还处在宣传和培养市场阶段,各器件商也正抓住机遇为设备商研发系统子模块。GPON光收发模块作为系统的核心子模块,将极大地影响整个系统的性能和成本,由于光收发子模块作为用户端的特殊性,存在着巨大的商业需求,因此研发它具有极其可贵的实用价值。为此,针对GPON光收发模块中的接收链路部分建立仿真模型,利用功能强大的OptiSystem软件对其进行仿真,为模块的设计研发找到了理论依据。2仿真模型2.1GPON光收发链
4、路原理图GPON光收发模块由单纤双向光纤发送和接收上下行链路数据,利用三功波分复用器TripleMux实现波分复用。1310nm波长用于上传来自用户端的突发数据,1490nm波长用于传输下行语音、数据业务,1550nm波长用于传输下行音频、视频业务信息。图1GPON光收发链路原理图收稿日期:2007210212第2期李花宝等:基于OptiSystem的GPON光传输链路接收性能的仿真研究209下行链路接收光信号,经PIN光电二极管转换为电信号,经过由跨导放大器和自动温度控制电路组成的前置放大器(TIA),再经过由限幅放大器(LA)和自动增益控制电路(AGC)
5、组成的主放大器放大至可处理范围内。经放大后的电信号进入时钟数据恢复电路,再通过解串器,最后进入数据链路层进行数据处理,如图1所示。2.2GPON光接收链路仿真模型OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包,它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身,从长距离通讯系统到LANS和MANS都适用。它有l5个器件库,200多种元件模型,具有优良的模拟环境和真实的器件与系统的分级定义。另外,元件性能还可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展,使得其对光链路具有强大的仿真功能,而逐渐成为光通信领域广泛使用的工具。基于GPON光收
6、发链路的原理图,在Optisystem软件平台上搭建了接收链路的仿真模型,如图2所示。传输库中选用了连续激光器(CWLaser)作为光源,两端口波分复用器;在观察仪器库中,选用光谱分析仪来跟踪观测光路中各点的光谱特性。为评价所建仿真系统模型的综合性能,在模型末端接入了眼图分析仪(EyeDiagramAnalyzer)和系统误码率分析仪(BERAnalyzer)。图2GPON光接收链路仿真模型文中利用OptiSystem软件成功模拟出了GPON光接收链路的传输特性。经过外调制的两光源分别产生1490nm和1550nm波长的光载波信号,经波分复用器WDM耦合进光
7、纤进行传输,途中使用EDFA进行中继放大。经解复用器后两波长光载波信号分两路分别进行处理。3仿真结果分析针对GPON光收发链路传输系统中存在的典型现象进行分析,主要涉及四波混频、EDFA的工作特性、系统眼图和Q因子。其中,四波混频是多个光波在介质中相互作用所引起的非线性效应,EDFA的工作特性是对特定波带具有显著的放大作用,系统眼图和Q因子则是分析系统性能需要借助的有效手段。3.1四波混频效应量子力学中对四波混频的经典定义是“:一个或几个光波的光子被湮灭,同时产生了几个不同频率的新光子,且在该参量过程中,净能量和动量是守恒的,这样的过程称为四波混频。”可见,
8、四波混频的经典概念并没有局限于“基于三阶非线性效应而
