1. Системы автоматизированного проектирования волоконно-оптических линий связи
Существуют различные системы автоматизированного проектирования (САПР), предназначенные для разработки, исследования и проектирования волоконно-оптических линий и их компонентов. К таким системам относятся такие прикладные пакеты программ, как BeamPROP и LinkSim.
LinkSim - система автоматизированного проектирования для моделирования и анализа основных параметров волоконно-оптических и оптоэлектронных сетей и моделирования параллельных волоконно-оптических шин.
1.1. Система автоматизированного проектирования волоконно-оптических линий связи LinkSim
LinkSim используется для расчета и моделирования оптических линий связи. Эта система идеально подходит для моделирования отдельного канала, с временным (TDM) или волновым (WDM) разделением и параллельных оптических шин, как для телесвязи, так и для передачи данных. Он включает объемно ориентированные, иерархические средства расположения топологии, сложный алгоритм моделирования формы волны, и инструментальные средства анализа.
LinkSim представляет оптическую систему связи как связанный набор блоков, каждый из которых является компонентом или подсистемой в системе связи. Аналогично тому, как в фактической системе связи физические сигналы проходят через компоненты линии связи, при моделировании в LinkSim данные сигнала проходят через модели компонентов. Каждый блок (модель) моделируется независимо, используя параметры, указанные пользователем для данного блока. Информация о сигнале проходит в данный блок из других блоков. Такой метод моделирования называется блочно-ориентированным. В LinkSim эти блоки графически представлены как кнопки. Внутренне, они представляют собой структуры данных и сложные числовые алгоритмы.
Результаты моделирования, полученные LinkSim, включают графики формы сигнала и глаз-диаграмы в любой точке внутри оптической линии связи, а так же графики частоты передачи ошибочных битов при различных параметрах внутри линии связи, таких, например, как оптическая мощность сигнала LinkSim проводит анализ результатов с учетом таких факторов, как шум, перекрестная связь, дрожание, наклон при изменении различных параметров составляющих моделей, используя квазианалитическую методологию. Система поддерживает моделирование большого количества компонентов, применяемых в волоконно-оптических системах связи. В LinkSim включены основные модели псевдослучайных двоичных генераторов сигналов, лазеров, одномодовых и многомодовых волноводов, разветиителей, фотодиодов, приемников, усилителей и т.п.
Link Sim обеспечивает иерархическую объектно-ориентированную среду расположения топологии для непосредственного формирования рисунка линейной топологии. Чтобы смоделировать необходимую топологию, из инструментальной панели можно легко отобрать необходимые оптические компоненты линии: генераторы псевдослучайных двоичных последовательностей, лазеры, модуляторы, волокно, оптические усилители, аттенюаторы, фильтры, приемники и др., добавить к уже расположенным и соединить вместе при помощи "мыши".
На рис. 1.1. представлена рабочая панель LinkSim с топологией оптической линии с волновым разделением каналов (WDM).
Рис. 1.1. Рабочая панель LinkSim с топологией оптической шины с волновым разделением каналов.
Каждый компонент, представленный кнопкой в топологической схеме имеет собственный набор параметров, который может быть вызван при помощи правой кнопки мыши. Параметры могут включать как численные значения, например, длина волны лазера или диаметр волокна, так и различные уже установленные типы, например, типы фильтров.
При каждом последующем моделировании и анализе в LinkSim по возможности используются предварительно вычисленные результаты. Данный алгоритм заключается в том, что в процессе моделирования линии, моделируются только те компоненты, на которые повлияли внесённые пользователем изменения переменных, что позволяет проводить эффективный по времени анализ результатов.
В LinkSim поддерживаются статистические изменения составляющих параметров. Каждый числовой составляющий параметр может иметь индивидуально определенную функцию вероятности и среднеквадратичное отклонение. Анализ параметров, изменяющихся согласно их статистике, может быть сделан указанное число раз. Многократный анализ может использоваться, для определения диапазона ожидаемых статистических изменений для данной линии связи. Эта информация может быть использована проектировщиком для уточнения проектных параметров.
Пользователь может получить итоговую информацию о сигнале в любой точке топологической схемы в процессе моделирования или после его завершения.