Лабораторная работа №1. Исследование демонстрационной модели 10-Гигабитной одноканальной линии связи.

1. Цель работы: Изучение и освоение программного пакета LinkSim (демоверсия).

2. Приборы и принадлежности: Автоматизированное рабочее место на базе компьютера с установленным программным обеспечением.

3. Теоретическая часть.

LinkSim - система автоматизированного проектирования для моделирования и анализа основных параметров волоконно-оптических и оптоэлектронных сетей и моделирования параллельных волоконно-оптических шин.

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 объектно-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 эта 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, разветвителей, фотодиодов, приемников, усилителей и т.п.

LinkSim 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".

Графики

Графики генерируются при помощи графических кнопок, соединенных с теми узлами, где необходимо проанализировать сигналы. При этом создаётся графический файл, в котором сохраняются данные. Для отображенга графика используется WinPlot. Графики могут быть впоследствии изменены и рассматриваться, используя WinPlot. Режим отображения графика может быть установлен пользователем. Это может быть Save (сохранить), Display (показать) или Not plot (не проектировать). Если графическая кнопка установлена на Save, графические данные сохраняются в файле для дальнейшего рассмотрения. Если графическая кнопка установлена на Display, сгенерированные графические данные сохраняются в файле, а график отображается в окне WinPlot. Если графическая кнопка установлена на Not plot график не генерируется и не сохраняется. Эти установки могут быть изменены при старте моделирования, выбиром одной из следующих установок в диалоговом окне Perform Simulation или Perform Scan Simulatio : No Save/Display (не сохранять и не показывать), Save Only (только сохранять), Save and Display (сохранять и показывать), Use Icon Setting (использовать индивидуальные установки кнопки).

Состояние

Состояние моделирования отображается в процессе моделирования в нижнем левом углу в строке статуса. Порядок моделирований, все предупреждающие сообщения моделирования и другая информация моделирования сохраняются в log-файле.

Модели анализа

BER-mecmep.

Эта модель вычисляет вероятность передачи ошибочных битов (BER) для входного электрического сигнала. Метод вычисления заключается в синхронизации входного электрического сигнала с соответствующим ему первоначальным двоичным сигналом, генерации данных глаза и получении вероятности передачи ошибочных битов. При этом блок BER имеет минимум два входа, на один из которых подаётся электрический сигнал от приемника, а на другой - соответствующий ему двоичный сигнал. Полученные данные могут быть сохранены в файле.

Чтобы улучшить точность вычислений BER, первый бит и последние три бита каждого входного сигнала игнорируются. Это делается для того, чтобы исключить определенные нефизические погрешности, которые могут присутствовать в этих разрядных периодах и которые привели бы к неправильным оценкам BER.

Анализатор формы сигнала (осциллограф).

Данная модель позволяет получить форму сигнала в соответствующей точке топологической схемы. Полученные данные по желанию пользователя могут быть записаны в файл и выведены на экран компьютера при помощи WinPlot.

Анализатор глаздиаграммы сигнала.

Данная модель позволяет получить глаздиаграмму сигнала в соответствующей точке топологической схемы. Полученные данные так же по желанию пользователя могут быть записаны в файл и выведены на экран компьютера при помощи WinPlot.

Теоретические сведения касающиеся практического применения САПР LinkSim изложены на страницах 5-15.

4. Практическая часть.

Перед началом работы изучить описание САПР LinkSim.

Двойным щелчком открыть LinkSim. Загрузить модель одноканальной оптической линии связи со скоростью передачи информации 10 Гбит/с. 10GbpsLink.top, используя меню File \ Open или соответствующую кнопку.

Изучить кнопки расположенные в окне САПР LinkSim.

Подвести курсор к каждому элементу модели, и нажав правую кнопку мыши изучить свойства элемента.

Запустить программу моделирования.

Задать имя, с которым будут записываться результаты моделирования.

После окончания моделирования, подвести курсор к кнопкам обозначающим графики и двойным нажатием левой кнопки мыши открыть график.

Просмотреть результаты моделирования.

Зарисовать графики в тетрадь.

Отчет должен содержать:

Название работы, цель работы, рисунок модели, графики, объяснение результатов моделирования, ответы на контрольные вопросы.