optisystem

　　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)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(cè)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(zhǎng)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(guò)附加的用戶器件庫(kù)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(wú)源器件的庫(kù)包括實(shí)際的、波長(zhǎng)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�合系統(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(chǎng)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(chǎng) ·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).
　　1． 器件庫(kù) 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(kù)中包括了超過(guò)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(cè)試過(guò)了。
　　2． 器件測(cè)量 OptiSystem能讓用戶進(jìn)入那些可以從實(shí)際的器件中測(cè)量的參數(shù)。
　　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。
　　4． 混合信號(hào)表示 在器件庫(kù)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(lái)選擇合適的算法來(lái)計(jì)算。
　　5． 質(zhì)量和性能的算法 為了預(yù)測(cè)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)。
　　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。
　　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(lái)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(kāi)任意數(shù)目的觀察儀。
　　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。
　　9． 自定義器件 用戶可以基于子系統(tǒng)和自定義庫(kù)，或者利用諸如Matlab之類的第三方軟件工具來(lái)聯(lián)合模擬，來(lái)創(chuàng)建新的器件。
　　10．腳本語(yǔ)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)。
　　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(guò)確定器件模塊的執(zhí)行等級(jí)來(lái)控制模擬過(guò)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)。
　　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(lái)。這就允許用戶可以比較這些設(shè)計(jì)。
　　13．并行計(jì)算 如果能夠?qū)�兩個(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(guò)程。
　　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。
　　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。
　　16． 發(fā)射器 發(fā)射器件庫(kù)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(cè)量過(guò)的數(shù)據(jù)來(lái)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(lái)說(shuō)，MQW馬赫－曾德?tīng)栒{(diào)制器和電吸收調(diào)制器的模型是基于測(cè)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。
　　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(shuō)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(cè)波形的失真、眼圖的退化和信號(hào)的其它要素。
　　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(cè)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(guò)利用半導(dǎo)體激光器的多功能特性，可以完成放大和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。
　　19． 接收器 用戶可以依據(jù)光探測(cè)器輸入端的混合信號(hào)來(lái)選擇不同的模型。如果噪聲用概率密度函數(shù)（PSD）來(lái)描述，PIN或者APD將采用基于高斯近似的準(zhǔn)分析模型來(lái)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(lái)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(kù)包括實(shí)際的、頻率相關(guān)的參數(shù)。在這個(gè)庫(kù)中，用戶可以考慮不同濾波器形式來(lái)設(shè)計(jì)接收器。
　　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(kāi)關(guān) ·循環(huán)∕環(huán)形元件 ·交叉連接 ·波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。
　　21． 無(wú)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。
　　22． 觀察儀 客戶可以在任何器件使用觀察儀來(lái)打開(kāi)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(guò)的信號(hào)信息，而沒(méi)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(kù)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(lái)自于不同版本的計(jì)算結(jié)果可以合并起來(lái)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(guò)70次的測(cè)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(huà)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。
　　23．器件庫(kù) 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(kù)中，加入了超過(guò)50種新單色器件。
　　24．信號(hào)庫(kù) 數(shù)字化傳播噪聲從電信號(hào)中分離出來(lái)了。庫(kù)中所有的電子器件都支持這個(gè)功能。
　　25．功率預(yù)算計(jì)算 在計(jì)算后，為每個(gè)器件端口的每個(gè)信號(hào)預(yù)測(cè)信號(hào)功率、噪聲和OSNR。與通道和通道跟蹤相結(jié)合，功率預(yù)算計(jì)算允許用戶在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中分配系統(tǒng)余量。
　　26．庫(kù)管理器 啟動(dòng)和禁用系統(tǒng)庫(kù)來(lái)改善系統(tǒng)存儲(chǔ)器的使用。器件搜索功能為用戶提供了一個(gè)節(jié)省時(shí)間的工具，來(lái)找到特定的器件。將器件載入和保存為文件，使用戶可以使用自定義的工具。用密碼來(lái)保護(hù)器件以增加安全性。
　　27．用戶界面 項(xiàng)目窗口中的同步符使得項(xiàng)目方案圖窗口中保持連貫性。拖動(dòng)的功能可以更容易和快速的建立連接和在圖形窗口中加入圖形。
　　28．圖形窗口 提供從簡(jiǎn)單的單個(gè)掃描迭代曲線到三維數(shù)據(jù)的3D圖形的一系列圖表。
　　29．方案圖演示 當(dāng)光標(biāo)放置在輸出端口上時(shí)，在方案圖上將會(huì)持續(xù)（這個(gè)選項(xiàng)可以啟動(dòng)或者禁用）或者作為工具提示，演示這個(gè)端口的信號(hào)值。
　　30．通道 很容易定義通過(guò)幾個(gè)器件的通道。每個(gè)通道都有不同的顏色，這使得在方案圖中相交的通道很清楚地被區(qū)分開(kāi)。
　　31．通道跟蹤 跟蹤一個(gè)通道地信號(hào)值，演示信號(hào)值變化的圖。
　　32．參數(shù) 定義、瀏覽和繪出多維參數(shù)的掃描圖。
　　33．報(bào)告生成器 以HTML或者RTF的格式生成完全的用戶定制的報(bào)告。這個(gè)報(bào)告包括詳細(xì)的OptiSystem方案文件的信息。
　　34．軟件開(kāi)發(fā)工具包 使用VC＋＋語(yǔ)言，按照器件庫(kù)中的范例可以創(chuàng)建用戶自己的器件庫(kù)，用VC＋＋語(yǔ)言進(jìn)行添加和嵌入。
　　5/14/2008，Optiwave系統(tǒng)公司推出OptiSystem 7.0 版本軟件。該版本產(chǎn)品支持一些激動(dòng)人心的新功能，包括OCDMA-PON網(wǎng)絡(luò)的模擬等。OCDMA-PON被認(rèn)為是高性價(jià)比的傳輸，支持多協(xié)議應(yīng)用的技術(shù)平臺(tái)。此外7.0版本軟件還采用64位操作系統(tǒng)技術(shù)，支持復(fù)雜的計(jì)算模擬。其優(yōu)化的軟件結(jié)構(gòu)可以改善計(jì)算性能和提高存儲(chǔ)器的利用率。這些特點(diǎn)可以讓軟件支持更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)模擬。新版軟件還可以支持包括反射式半導(dǎo)體光放大器RSOA在內(nèi)的新器件。

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