OptiSystem (
光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)
軟件)，什么是Optisystem？光通訊系統(tǒng)正在變得日益復(fù)雜。這些系統(tǒng)通常包含多個(gè)信號(hào)通道、不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、非線性器件和非高斯噪聲源，對(duì)它們的設(shè)計(jì)和分析是相當(dāng)?shù)膹?fù)雜和需要高強(qiáng)度勞動(dòng)的。先進(jìn)的軟件工具使得這些系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析變得迅速而有效。 OptiSystem是一款創(chuàng)新的光通訊系統(tǒng)模擬軟件包，它集設(shè)計(jì)、測試和優(yōu)化各種類型寬帶光網(wǎng)絡(luò)物理層的虛擬光連接等功能于一身，從長距離通訊系統(tǒng)到 LANS和MANS都使用。一個(gè)基于實(shí)際
光纖通訊系統(tǒng)模型的系統(tǒng)級(jí)模擬器，OptiSystem具有強(qiáng)大的模擬環(huán)境和真實(shí)的器件和系統(tǒng)的分級(jí)定義。它的性能可以通過附加的用戶器件庫和完整的界面進(jìn)行擴(kuò)展，而成為一系列廣泛使用的工具。全面的圖形用戶界面控制光子器件設(shè)計(jì)、器件模型和演示。巨大的有源和無源器件的庫包括實(shí)際的、
波長相關(guān)的
參數(shù)。參數(shù)的掃描和優(yōu)化允許用戶研究特定的器件技術(shù)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。因?yàn)槭菫榱朔舷到y(tǒng)設(shè)計(jì)者、光通訊工程師、研究人員和學(xué)術(shù)界的要求而設(shè)計(jì)的，OptiSystem滿足了急速發(fā)展的光子市場對(duì)一個(gè)強(qiáng)有力而易于使用的光系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具的需求。 優(yōu)點(diǎn) ·投資風(fēng)險(xiǎn)大幅度降低，快速投入市場 ·快速、低成本的原型設(shè)計(jì) ·系統(tǒng)性能的全面認(rèn)識(shí) ·輔助設(shè)計(jì)容差參數(shù)的參數(shù)靈敏性評(píng)估 ·面向用戶的直觀的設(shè)計(jì)選項(xiàng)和腳本 ·直接存取大規(guī)模的系統(tǒng)特征數(shù)據(jù) ·自動(dòng)的參數(shù)掃描和優(yōu)化 應(yīng)用 OptiSystem允許對(duì)物理層任何類型的虛擬光連接和寬帶光網(wǎng)絡(luò)的分析，從遠(yuǎn)距離通訊到MANS和LANS都適用。它的廣泛應(yīng)用包括: 物理層的器件級(jí)到系統(tǒng)級(jí)的光通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì) ·CATV或者TDM∕WDM網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) ·SONET∕SDH的環(huán)形設(shè)計(jì) ·傳輸器、信道、放大器和接收器的設(shè)計(jì) ·色散圖設(shè)計(jì) ·不同接受模式下誤碼率（BER）和系統(tǒng)代價(jià)（penalty）的評(píng)估 ·放大的系統(tǒng)BER和連接預(yù)算計(jì)算主要特點(diǎn)：
Ox7uG{t$# 5?3Isw`v2 1.器件庫 為了完全發(fā)揮效率，器件模塊應(yīng)該再現(xiàn)真實(shí)器件的實(shí)際的性能，確定由于選擇精度和效率引起的影響。OptiSystem器件庫中包括了超過200種的模型，為了給出那些與實(shí)際應(yīng)用相比較的結(jié)果，這些模塊都已被仔細(xì)的測試過了。
pcRF: ~TE ?#BZ `H 2.器件測量 OptiSystem能讓用戶進(jìn)入那些可以從實(shí)際的器件中測量的參數(shù)。
#aitESbT u\()E|?p 3.與Optiwave軟件工具的集成 在子系統(tǒng)級(jí)和器件級(jí)上，OptiSystem允許用戶將其它Optiwave軟件工具集成使用：OptiAmplifier，OptiBPM，OptiGrating和OptiFiber。
Y)Znb;`?a d7W%zg \T 4.混合信號(hào)表示 在器件庫中，對(duì)于光信號(hào)和電信號(hào)，OptiSystem處理混合信號(hào)格式。OptiSystem將根據(jù)模擬所需的精度和效率來選擇合適的算法來計(jì)算。
& %N(kyp *=$[}!YG 5.質(zhì)量和性能的算法 為了預(yù)測系統(tǒng)性能，OptiSystem將采用分析法，或者對(duì)于受中間信號(hào)串?dāng)_和噪聲所限制的系統(tǒng)采用半分析技術(shù)，分別計(jì)算出諸如BER和Q因子等參數(shù)。
:u >W&D `d}W;&c 6.高級(jí)的可視化工具 高級(jí)的可視化工具可以生成OSA頻譜、示波器和眼圖（EYE Diagram）。信號(hào)功率、增益、噪聲系數(shù)以及OSNR也包含在WDM分析工具中。
VO . -. r~Y>+ln. 7.數(shù)據(jù)監(jiān)視器 在模擬完成后，用戶可以選擇器件的端口的數(shù)據(jù)來存儲(chǔ)，并且顯示在監(jiān)視器上。這就使用戶可以在模擬完成后直接處理，而不必重新計(jì)算。在同一個(gè)端口，用戶可以在顯示器上打開任意數(shù)目的觀察儀。
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Zk .]b ER~T'-YM S 8.用子系統(tǒng)分級(jí)模擬 為了使模擬工具靈活和有效，那么在系統(tǒng)級(jí)、子系統(tǒng)級(jí)和器件級(jí)等不同層次上，提供模型就是必需的。OptiSystem的特點(diǎn)是器件和系統(tǒng)的真正分級(jí)定義，是用戶在器件級(jí)的集成和光纖
光學(xué)方面可以使用特殊的軟件工具，并且使模擬可以達(dá)到制定的精度要求。
E xep+x- |u^)RB 9.自定義器件 用戶可以基于子系統(tǒng)和自定義庫，或者利用諸如Matlab之類的第三方軟件工具來聯(lián)合模擬，來創(chuàng)建新的器件。
&5kZ{,-eM u;+%Qh 10.腳本語言 用戶可以輸入代數(shù)表達(dá)式和設(shè)置在器件和子系統(tǒng)都可以使用的符號(hào)參數(shù)。
!sg%6H?} ur/Oc24i1n 11.狀態(tài)技術(shù)計(jì)算數(shù)據(jù)流 計(jì)算調(diào)度程序根據(jù)選擇的數(shù)據(jù)流模式，通過確定器件模塊的執(zhí)行等級(jí)來控制模擬過程。處理傳輸層模擬的主數(shù)據(jù)流模型是器件迭代數(shù)據(jù)流（CIDF）。CIDF域使用運(yùn)行調(diào)度法、支持條件、數(shù)據(jù)相關(guān)迭代和真循環(huán)。
K,x$c % &Q'\WA' 12.復(fù)合方案圖 用戶可以使用相同的方案文件創(chuàng)建多個(gè)設(shè)計(jì)，每個(gè)方案文件允許用戶快速而有效的創(chuàng)建和修改自己的設(shè)計(jì)。每個(gè)方案文件包含多個(gè)設(shè)計(jì)版本。這些設(shè)計(jì)版本的計(jì)算和修改是相互獨(dú)立的，但是不同的設(shè)計(jì)版本的計(jì)算結(jié)果可以合并起來。這就允許用戶可以比較這些設(shè)計(jì)。
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: 13.并行計(jì)算 如果能夠?qū)蓚�(gè)器件同時(shí)進(jìn)行計(jì)算，那么它們也能在不同的線程中更有效的被調(diào)度。根據(jù)可利用的計(jì)算資源，用戶可以控制線程的數(shù)目，加速計(jì)算的過程。
\yih 1Om>~ 2UU 2Vm_6 14.圖形和結(jié)果管理器 直觀的圖形管理使用戶可以用圖形表示出幾乎全部的設(shè)計(jì)中設(shè)置的參數(shù)。生成的圖形組成大小可調(diào)、可以移動(dòng)的圖形窗口，這些窗口可以形成一個(gè)可以保存和重新使用的結(jié)果圖。
/{fZH,!L q?;N7P 15．參數(shù)掃描和優(yōu)化 使用參數(shù)的迭代變化，模擬可以反復(fù)進(jìn)行。OptiSystem也能優(yōu)化任何參數(shù)，使任何結(jié)果最大或者最小，或者搜尋目標(biāo)結(jié)果。用戶可以多參數(shù)掃描和復(fù)合優(yōu)化。
F1 <489 16． 發(fā)射器 發(fā)射器件庫包括了所有與光信號(hào)產(chǎn)生和編碼相關(guān)的器件，例如
半導(dǎo)體激光器、調(diào)制器、編碼器和比特序列發(fā)生器等。半導(dǎo)體
激光器由于它在發(fā)射器中的重要角色而成為了最重要的發(fā)射器部件。使用OptiSystem，用戶可以輸入測量過的數(shù)據(jù)來評(píng)估速率方程所需的那些參數(shù)。當(dāng)使用外調(diào)制的CW激光器時(shí)，對(duì)于啁啾和衰減來說，MQW馬赫－曾德爾調(diào)制器和電吸收調(diào)制器的模型是基于測量的，并且能使用戶優(yōu)化偏置和調(diào)制電壓，從而得到接收器靈敏度的最小退化。 對(duì)于隨即數(shù)字發(fā)生器，編碼器和比特序列產(chǎn)生器允許用戶在不同的調(diào)制模式和算法之間進(jìn)行選擇。
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+* ]{K5zSK 17.光纖 光纖是主要的傳輸通道。對(duì)于任意的WDM信號(hào)，OptiSystem采用一種非線性色散傳播的單模光纖模型，用以說明信號(hào)的振幅和相位受影響的現(xiàn)象和效 果。在很大的條件范圍內(nèi)，這個(gè)模型都可以真實(shí)的預(yù)測波形的失真、眼圖的退化和信號(hào)的其它要素。
(g%JK3 {[Uti^)m% 18.光放大器 EDFA和拉曼放大器已經(jīng)成為光纖網(wǎng)絡(luò)所需的器件，從WDM網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)器到CATV接線放大器，都有著廣泛的應(yīng)用。OptiSystem能使用戶選擇不同的模型，例如自定義增益和噪聲系數(shù)的理想放大器，或者是基于測量或者速率方程靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)的解的黑匣子模型。通過利用半導(dǎo)體激光器的多功能特性，可以完成放大和波長轉(zhuǎn)換。
'fS?xDs-v beJZ pg 19. 接收器 用戶可以依據(jù)光探測器輸入端的混合信號(hào)來選擇不同的模型。如果噪聲用概率密度函數(shù)（PSD）來描述，PIN或者APD將采用基于高斯近似的準(zhǔn)分析模型來計(jì) 算噪聲的作用。如果噪聲是與信號(hào)混合在一起，那么使用適當(dāng)?shù)腜FD來描述光電子統(tǒng)計(jì)時(shí)，這個(gè)模型可以增加數(shù)字化噪聲。 電濾波器件的內(nèi)部庫包括實(shí)際的、頻率相關(guān)的參數(shù)。在這個(gè)庫中，用戶可以考慮不同濾波器形式來設(shè)計(jì)接收器。
MS{Hz,I, NlA*\vco 20.網(wǎng)絡(luò)器件 復(fù)用器∕解復(fù)用器 ·上路∕下路 ·陣列波導(dǎo)光柵 ·靜態(tài)和動(dòng)態(tài)開關(guān) ·循環(huán)∕環(huán)形元件 ·交叉連接 ·波長轉(zhuǎn)換。
ge^!F>whr @kwLBAK}@ 21.無源器件 濾波器 ·調(diào)制器 ·耦合器 ·分波器 ·合波器 ·環(huán)形器 ·隔離器 ·偏振器件 ·光纖光柵。
N1YgYL Ezi' 2Sc 22. 觀察儀 客戶可以在任何器件使用觀察儀來打開端口數(shù)據(jù)監(jiān)視器，并且存取結(jié)果。數(shù)據(jù)監(jiān)視器可以保存處理過的信號(hào)信息，而沒有必要預(yù)先確定觀察儀的類型。因此，一個(gè) OSA或WDM分析儀可以加在相同的監(jiān)視器上，一旦一個(gè)計(jì)算完成，就不需要再次運(yùn)算。 庫中可以利用的觀察儀包括：光∕射頻頻譜分析儀 ·示波器∕光時(shí)域分析儀 ·眼圖分析儀 ·誤碼率分析儀 ·WDM分析儀 ·功率計(jì) 光學(xué)方案圖編輯器這個(gè)界面可以讓用戶快速而有效的創(chuàng)建和修改自己的設(shè)計(jì)。每個(gè)OptiSystem方案文件可以包含足夠多的設(shè)計(jì)版本。這些設(shè)計(jì)版本可以相互獨(dú)立的被計(jì)算和修改，但是來自于不同版本的計(jì)算結(jié)果可以合并起來進(jìn)行比較。 圖形演示 ·OSA頻譜、示波器和眼圖 ·探針和可視化工具列出信號(hào)功率、增益、噪聲系數(shù)和OSNR ·眼圖中超過70次的測量 ·圖形生成工具可以對(duì)任何參數(shù)掃描的任意結(jié)果進(jìn)行比較 ·直觀的圖形管理器使用戶可以畫出設(shè)計(jì)中使用的幾乎所用的參數(shù)的曲線 ·生成的圖形組尺寸可變、視角可變換，并將這些視圖轉(zhuǎn)變成可以保存和重新使用的結(jié)果方案圖 ·將復(fù)合圖合并成3D圖 OptiSystem的改進(jìn)這個(gè)軟件的新特性更好的滿足光系統(tǒng)和器件設(shè)計(jì)者的需要，并且反映了Optiwave于客戶之間緊密的聯(lián)系。
(YAI,Xnw +7Sf8tg\ 23.器件庫 在
光源、調(diào)制器、放大器、接收器、濾波器、色散補(bǔ)償、脈沖發(fā)生器、信號(hào)處理、工具以及光網(wǎng)絡(luò)庫中，加入了超過50種新單色器件。
X"kXNKV/n PASuf.U$" 24.信號(hào)庫 數(shù)字化傳播噪聲從電信號(hào)中分離出來了。庫中所有的電子器件都支持這個(gè)功能。
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