光通信系统与放大器设计软件 OptiSystem



在光通讯领域,成本效益和设计效率对于一个成功的系统或单个产品至关重要。屡获奖项的OptiSystem能够把与光通讯系统、光链路和光器件设计相关的时间和造价降到最低限度。OptiSystem是一款具有创新意识的、迅速并持续进化中的功能强大的光通信设计软件,对LAN, SAN, MAN以及超长距光通信等光传输层的几乎每一种光链路都能够进行设计、测试和仿真。它提供传输层光通信系统中从器件到系统层面的设计和规划,并直观地呈现分析结果和设计方案。与Optiwave公司的其他设计自动化软件的协同使用将更加有利于加速产品投向市场并缩短投资回报周期。

 

具体的优点:

l  提供对整个光通信系统的性能的全局考察

l  评估参数灵敏度以设计容差规格

l  直观地呈现设计选项和方案

l  对各种系统性能数据的快捷访问

l  提供自动参数扫描与优化

l  Optiwave系列产品的协同仿真

 

应用:

OptiSystem是针对于科研工程师、光通信工程师、系统集成商、学生和各种各样的其他用户的需要应运而生。不断进化的光通讯市场呼唤一款功能强大且易于使用的光通信系统设计软件,OptiSystem正好满足了这一需求。

 

OptiSystem 能够使用户对如下应用进行规划、测试和仿真(在时域和频域同时进行):

l  光网络设计,包括OTDMSONET/ SDH环、CWDM DWDM PON、线缆、OCDMA

l  单模和多模传输系统

l  自由空间光学FSOROFOFDM(直接检波,相干检波)

l  放大器和激光器(EDFASOA、拉曼、混频、GFF优化、光纤激光器)

l  信号处理(电、数字、全光)

l  发射机和接收机(直接/相干)子系统

l  调制格式(RZ, NRZ, CSRZ, DB, DPSK, QPSK, DP-QPSK, PM-QPSK, QAM-16, QAM-64

l  系统性能分析(眼图/ Q 因子/误码率、信号功率/光信噪比、偏振态、星座图、线性和非线性劣化)


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关键功能:

元件库

OptiSystem元件库里有数百种元件,用户可以输入从实际元件中测得的技术参数。元件库集成了来自不同供应商的测试与测量设备。用户可以基于子系统和用户自定义库加入新的的元件,或者利用诸如MATLABSPICE等第三方软件与其协同仿真。

 

Optiwave其他软件的集成

OptiSystem允许用户使用Optiwave软件工具(OptiSPICEOptiBPMOptiGratingOptiFiber)来构建在器件层面和电子回路层面的元件。

 

混合信号表征

OptiSystem在仿真时可同时处理光信号和电信号。OptiSystem采用与所需的仿真精度和效率有关的灵活算法对信号进行计算。

 

品质和性能算法

光通信系统的性能通常会受到码间串扰和噪声的限制。为预测其性能,OptiSystem使用数值分析或者半解析技术来计算诸如误码率和Q因子等性能参数。

 

先进的可视化工具

先进的可视化工具可以生成OSA光谱、信号啁啾、眼图、偏振态、星座图等,同时还提供了WDM分析工具,可列出信号功率、增益、噪声系数和每通道光信噪比等参数。

 

数据监测

在仿真结束后,用户能够选择器件端口保存数据和附加监测。该特点允许用户在仿真结束后处理数据,而不用重新计算。用户可以在相同端口的监测器上附加任意数量的观察仪。

 

使用子系统进行分级仿真

为了使仿真工具灵活与高效,在包括系统、子系统以及器件等不同抽象层面上构建模型是极其重要的。OptiSystem具有真正意义上的器件和系统分层定义功能,使仿真实现所需的细节精度。

 

强大的脚本语言

用户可以用算数表达式来定义参数,并且能够通过使用标准VB脚本语言在器件和子系统之间共享全局参数。脚本语言能够操作和控制OptiSystem进行计算、创建设计以及后处理等。

 

最先进的计算数据流

计算调度器根据选定的数据流模型确定组件模块的执行顺序来控制仿真。主要的数据流模型是组件迭代数据流(CIDF)。CIDF域使用运行时间调度,支持条件,数据相关迭代和真递归。

 

报告页面

报告页面可以完全按照用户要求定制,允许用户显示设计中任意一组参数和结果。生成的报告被整理成大小可调整移动的电子表格、文本、2D3D图表,也可以转化成HTML格式输出和带有预格式化的报告设计模板。

 

材料清单

OptiSystem提供按系统、布局、元件分类的造价分析表。造价数据可以导出成表格数据。

 

多种布局

用户能够在同一的项目文件里创建许多布局,这可以使用户快速而高效的创建和修改设计。每个OptiSystem项目文件可包含许多设计版本。设计版本独立进行计算和修改,但不同版本的计算结果可以放到一起,这样就允许用户在不同的设计版本之间进行比较。

 

OptiSystem的特点

OptiSystem为光学设计工程师提供了最全面的光通信和光子设计工具,其关键特点如下:

 

发射机库

OptiSystem的发射机库包含可供广泛选择的光源(法布里-珀罗,DFBVCSEL),电和光信号的脉冲发生器,光调制器(EAMZ),电调制器和编码器(QAMPAMFSKOFDM)和多模信号发生器(拉盖尔-高斯,厄米-高斯)。

设计者可以选择基于先进的物理模型或基于测量的经验模型建立半导体激光器的静态模型或动态模型。物理模型包括1D2D的多模激光器速率方程模型,设计工程师可以在整体激光速率模型和传输线矩阵法(TLMM)模型之间选择最合适的模型进行仿真。


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接收机库

接收机库包含了为光通信接收机子系统建模所需的所有必要组件,包括再生器(时钟/数据恢复,3R),电子均衡器,阈值检测器,PSK / QAM调制的判决电路、PINAPD光电探测器,解调器(正交频分复用,频率,相位幅度),解码器(PAMQAMPSK等),以及用于单偏振和双偏振相干PSKQAM系统的数字信号处理(DSP)工具箱。

 

光纤

先进的高度参数化的光纤模型可以用来模拟单模和多模光信号传输,包括线性色散,随机PMD,和非线性损害(FWM、自相位调制、交叉相位调制)。利用OptiSystem的双向光纤元件,可以对瑞利、布里渊和拉曼散射效应进行模拟。


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光放大器

提供了一套全面的稳态和动态光放大器模型,包括用于物理光纤放大器设计的先进掺杂光纤模型(铒,铒多模,铒-镱,镱多模,铥,镨,Ho);用于WDM网络系统设计的EDFAEDFA黑箱子(增益谱、噪声指数测量);动态和平均功率拉曼模型以及一维/二维半导体光放大器模型(集中速率方程,行波,TLMM)。也提供用于接收机设计的电子放大器(跨阻放大器、自动增益控制和限幅放大器)。

 

网络设计工具

网络设计工具包括用于光开关、复用器、解复用器、阵列波导(AWGs)、光纤连接器以及PMD仿真器的理想和非理想模型。

 

滤波器

提供各种用于子系统和系统设计仿真的电和光滤波器,包括标准滤波函数(贝塞尔、高斯、RC、升余弦等),数字IIR / FIR滤波器,周期滤波器,反射/FBG光纤光栅,已实测的滤波器,S参数滤波器以及声光滤波器。

 

无源器件

可供各种类型的光电无源器件,可用于建立各种组件和子系统的设计。光元件包括衰减器、耦合器、功分器、合路器、偏振控制器、反射器、taps、隔离器和环行器。电器件包括180和90度混合耦合器、DC隔直、功分器、合路器以及射频传输线。

允许设计人员使用实际的测量数据来设定器件的传递函数,包括小信号散射矩阵和琼斯矩阵。

 

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信号处理

信号处理工具用于操作光,电和二进制信号。功能和操作包括偏置发生器、增益、信号的加法和减法、归一化、电的微分器和积分器、下采样、串-并和并-串转换器、电翻转正反器、电/二进制逻辑运算。

 

空间和自由空间光通信

OptiSystem有专门的组件用于自由空间光学信道(天线特性、大气传播)建模以及器件(多模信号发生器、空间连接器、薄透镜、空间可视仪)之间多模信号耦合的空间传播分析。

 

可视化工具

可视化和后仿真分析工具包括误码率测试仪和分析仪,眼图分析仪、频谱分析仪、示波器、光时域观察仪、功率计、偏振分析仪,空间可视化仪器,环通量,DMD分析仪、光子全参数分析仪,滤波器分析仪,和S参数提取。

 

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OptiPerformer

OptiPerformer是一款免费的光通信系统可视化工具,可以有效利用发挥OptiSystem的强大功能。

利用OptiPerformer,能够创建可供非研发人员使用的特定动态设计方案,增加他们对光子元件与系统设计时的权衡的理解。

OptiPerformer用户既不需要拥有OptiSystem软件,也不被要求理解所有技术功能,就可以使用OptiPerformer


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