研制开发
的相干光纤通信系统仿真研究
姜波波
（安徽长安专用汽车制造有限公司，安徽
相干光纤通信系统因其具有灵敏度高、中继距离长、通信容量大以及可以采用多种调制方式等特点，成 采用相干光纤通信是目前光纤通信发展的主要趋势。
光信号的幅度、频率以及相位都可以被调制，从而可以大幅提高系统的传输效率，因此多适用于宽带视频、多媒体相干光纤通信；振幅；频率；相位 Simulation Research of Coherent Optical Fiber Communication System Based on OptiSystem
JIANG Bobo
Anhui Changan Special-Purpose Vehicle Manufacturing Co.
communication system has the
various modulation modes.Coherent
become the focus in the high
数字信号
发生器
CW激光器
CW激光器
极化波
幅度调制器
超导电机
随机脉冲发生器
光纤
耦合器
误码率分析仪
光接收器
图1 振幅调制光路图
改变光纤通信参数，选出振幅调制中的最优传输方案。光纤通信中使用的有3个低损耗波长分别为850 nm、1310 nm和1550 nm。本次仿真中分别对这个参数进行比较，眼图仿真结果如图2所示。
图2的横坐标表示周期，纵坐标表示幅度，从图中可以看出，波长为1550 nm的系统的传输性能明显比850 nm和1330 nm的性能好，故在本次设计中波长采用1550 nm。在波长为1550 nm的基础上，变光纤参数中的散值，设计了3 ps/nm·km、 ps/nm·km以及7 ps/nm·km共3个散值，眼图仿真结果如图3所示。
可以看出，散为5 ps/nm·km的系统的性能比
振幅/m
鸭皂树根
时间/位周期
0.003
0.002
0.001
0.5
100.51
0.5
1
时间/位周期
时间/位周期
2
1.71.41.10.80.50.002
0.0017
0.00140.0011
0.0008
0.0005
0.5
1
00.510
0.5
1
0.5
1
振幅/m
时间/位周期
2
平移天窗
1.7
1.41.10.8
0.5
0.5100.51
振幅/m
32
复合挤塑聚苯板2
17
140
0.5100.5
1
00.51
时间/位周期
0.003
0.002
00.5
1
时间/位周期
2020年9月25日第37卷第18期
Telecom Power Technology
Ｓｅｐ． ２５，２０２０，Ｖｏｌ． ３７ Ｎｏ． １８
姜波波：基于OptiSystem 的 相干光纤通信系统仿真研究
结果看，设计的光电路振幅调制所展现的眼图的仿真效果比另两种调制方式更理想。这是因为频率调制采用多载波调制，其中最重要的是FFT 点数的大小。FFT 点数决定了频率调制系统中副载波的数目，载波数越大，载波间的干扰越大，眼图效果越差。而在相干检测中，相位调制的本振光与信号光经过X 耦合器耦合在一起，但X 耦合器的上臂与下臂的相位差为θ/2，导致信号光与本振光的相位差θ/2，故在相位调制的相干检测过程中发生了严重的码间干扰，导致眼图的结果不理想[8,9]。
3 结 论
利用OptiSystem 仿真软件设计出振幅、相位以及频率调制的光路图，进而仿真出振幅、相位以及频率调制的结果，再分别从偏振计仿真结果、光时域观察仪仿真结果以及眼图仿真结果，分析振幅调制、频率调制以及相位调制的光纤传输性能，从而选出最优的传输方案。由于振幅调制是强度调制，其耦合器的使用并不影响其调制信号，因此可降低其干扰噪声及其误码率。综上所述，振幅调制相较相位
调制和频率调
制方式传输性能更优。参考文献：
[1] 赵 环，刘 毓.200 Gbps 超高速PDM-16QAM 光通
信系统[J ].新型工业化，2016，6（9）：66-71.
[2] 郑亚龙，向劲松.改进的16-QAM 相干光通信系统中载波
相位估计算法[J ].广东通信技术，2015，35（2）：34-37.[3] 房晓飞，刘 毓，梁 猛.16QAM 相干光检测OFDM 系
统性能研究[J ].电子设计工程，2015，23（7）：189-192.[4] 马兆慧，陈 健，王 萍，等.带宽受限QPSK 相干
光侦听接收机最佳性能分析[J ].光子学报，2016，45（10）：86-92.
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处理算法[J ].中国新通信，2016，18（7）：10.
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[8] 李 昆.相干光OFDM 系统IQ 不平衡补偿算法研
究[D ].天津：天津理工大学，2014.
[9] 王庆恺.高速相干光纤通信调制解调技术研究[D ].
成都：电子科技大学，2013.
图4 振幅、频率以及相位调制偏振计仿真结果时间/位周期
2
1.71.41.10.80.5
0.002
0.0017
0.0014
0.0011
0.0008
0.0005
0.5
1
0.510
0.5
1
振幅/m
时间/位周期
3
210.003
0.002
0.001
0.5
1
户外路径0.510
0.5
1
时间/位周期
振幅/m
（a ）振幅调制眼图
（b ）频率调制眼图3
210.003
0.002
0.001
0.5
1
0.5
1
时间/位周期
时间/位周期
振幅/m
（c ）相位调制眼图
图5 振幅、频率以及相位调制眼图
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