40Gbps传输系统实验二
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光纤通信系统实验专用纸
实验名称：40Gbps传输系统 姓名：霍某某 学号：***34 班级信息：创新班
一、实验目的：
1.观察光纤色散、非线性效应及光放大器噪声对高比特率信号传输的影响
2.比较 RZ、NRZ 两种调制格式在高速系统的传输性能
二、实验系统截图：
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三、实验结果记录：
1) 观察并熟悉工作界面中实验系统的各组成部件与相应参数。
2) 将 NumberOfLoopsNRZ 与 NumberOfLoopsRZ 设置为 2，4，6，8，10，12，14， 16，18，20，在这些传输距离情况下，记录 RZ 与 NRZ 信号在 10 种入纤功率下的 Q factor，并观察信号眼图的变化。入纤功率由 Optical Power Meter-RZ, Optical Power Meter-NRZ 显示，RZ 与 NRZ 信号的比特“1“光脉冲峰值功率可以分别在 OTDV, OTDV_2 中观察（注意：不同仿真过程的入纤功率与下表中所列的入纤功率可能会略有不同，但区别不大，不会影响实验结果）。因为软件里有report功能，观察可直接在report中进行：
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四、实验结果与讨论：
1) 分析较低入纤功率情况下，RZ 与NRZ 信号的Q factor 随传输距离的变化。请画出以下三种情况Q factor随传输距离的变化曲线，分析每种情况下所能达到的无误码（即 Q>6）最长传输距离，并给出你的理解（可结合 RZ 与 NRZ 信号的比特“1 “光脉冲峰值功率分析原因）。
i. RZ 入纤功率约 0.107 mW
可以看到在这种情况下，RZ的无误码最长传输距离是20loops。原因可能是：
1）光信号在链路中传输时，会不断受到损耗导致功率降低，由于附加的白噪声功率不变，故信噪比在一直叠加的噪声下会不断劣化。
2）色散会使脉冲展宽，峰值功率降低；非线性效应会产生新的频率分量；二者皆会造成码间串扰，造成品质因子的降低。
3）链路中放大器的加入把噪声一同放大了，这也会使得信噪比降低
ii. NRZ 入纤功率约 0.102 mW
可以看到在这种情况下，NRZ的无误码最长传输距离是16loops。由于入纤功率接近，我们拿这组数据与RZ归零码对比，分析【最长传输距离有所降低】的原因是：非归零码对于脉冲宽度要求极其苛刻，此时光脉冲被展宽，带来的码间串扰的影响比归零码大得多。
iii. NRZ 入纤功率约 0.219 mW
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这种情况下，NRZ的无误码最长传输距离是18loops。由于使用同一种码型，我们拿这组数据与上组进行对比，分析【最长传输距离有所提升】的原因是：入纤功率提高带来信噪比提高；需要留意的是虽然功率提高可能会带来非线性效应增强，然而在这里功率并不是非常高，故非线性效应并不是主导地位。
2) 分析较高入纤功率情况下，RZ与 NRZ 信号的 Q factor 随传输距离的变化。请画出以下三种情况Q factor随传输距离的变化曲线，分析每种情况下所能达到的无误码（即 Q>6）最长传输距离，并给出你的理解（可结合RZ与NRZ信号的比特“1 “光脉冲峰值功率分析原因）。
i. RZ 入纤功率约 0.387 mW
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这种情况下，RZ的无误码最长传输距离大于20loops。由于码型相同，拿来跟第一组数据对比，分析可知：在一定范围内，提升入纤功率有利于提升无误码的最长传输距离。
ii. NRZ 入纤功率约 0.368 mW
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NRZ的无误码最长传输距离大约是14loops。这里我们与第二组数 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 线性效应被更多地激活，这正是对应了入纤功率的增大。
五、思考题：
1）此时最长传输距离主要受限于入纤功率提高带来的信噪比的提高和调制码型。
2）此时最长传输距离主要受限于入纤功率进一步提高带来的非线性效应和调制码型。
3）RZ调制码型会好些。原因：
①对于同样的传输距离，RZ的Q品质因子普遍比NRZ的要高。
②对于同样的入纤功率，随着传输距离的增大，RZ的品质因子能降低得比较慢，也就是说RZ受传输距离的影响比NRZ小。
六、心得体会：
为了得出最优的工作点，并非从单个角度便可得到普适化的结论，我们应该从多个角度（色散、非线性效应、光孤子、信噪比）去具体分析，并且尽量做到严谨有说服力。‘
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