Đang tải... (xem toàn văn)
Phần mềm sử dụng cho thông tin quang,Optisystem , thiết kế hệ thống quang, OptiSystem có thể giảm thiểu các yêu cầu thời gian và giảm chi phí liên quan đến thiết kế của các hệ thống quang học, liên kết, và các thành phần. Phần mềm OptiSystem là một sáng tạo, phát triển nhanh chóng, công cụ thiết kế hữu hiệu cho phép người dùng lập kế hoạch, kiểm tra, và mô phỏng gần như tất cả các loại liên kết quang học trong lớp truyền dẫn của một quang phổ rộng của các mạng quang học từ mạng LAN, SAN, MAN tới mạng ultralonghaul. Nó cung cấp lớp truyền dẫn,thiết kế và quy hoạch hệ thống thông tin quang từ các thành phần tới mức hệ thống.Hội nhập của nó với các sản phẩm Optiwave khác và các công cụ thiết kế của ngành công nghiệp điện tử hàng đầu phần mềm thiết kế tự động góp phần vào OptiSystem đẩy nhanh tiến độ sản phẩm ra thị trường và rút ngắn thời gian hoàn vốn.
THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ MỤC LỤC I Tổng quan phần mềm Optisystem……………………………………3 Giới thiệu chung……………………………………………………….3 Lợi ích………………………………………………………………….3 Ứng dụng………………………………………………………………3 Đặc điểm chức năng……………………………………………… 4.1 Cấu tạo thư viện……… …………………………………………4 4.2 4.3 Tích hợp với công cụ phần mềm optiwave……………………5 4.2.1 Miêu tả tín hiệu pha trộn…………………………… 4.2.2 Chất lượng thực thuật toán…………………… 4.2.3 Các công cụ trực quan nâng cao…………………………… 4.2.4 Theo dõi, giám sát……………………………………………5 Các công cụ hiển thị……… …………………………………… Thiết bị đo quang………………………………………… 4.3.1 4.3.2 Thiết bị đo điện……………………………………………….6 II Tóm tắt hướng dẫn sử dụng phần mềm Optisystem…………………….6 Yêu cầu chung………………………………………………………… Hướng dẫn sử dụng phần mềm optisystem…………………………… 2.1 Thư viện phần tử……………………………………………………9 2.2 Giao diện người sử dụng (GUI)……………………………… 10 2.3 Hiển thị thay đổi tham số phần tử dự án…………15 2.4 Thay đổi tham số phần tử toán mô phỏng… 16 TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ 2.5 Xóa tham số khỏi dự án: thực qua bước…………20 2.6 Chạy mô phỏng…………………………………………………… 21 2.6.1 Chạy mô phỏng……………………………………………….23 2.6.2 Hiển thị kết mô phỏng…………………………… 23 2.7 Quét tham số tối ưu hóa…………………………………………24 2.7.1 Tiến hành thiết lập tham số quét…………………………… 24 2.7.2 Thay đổi số lần quét………………………………………….25 2.7.3 Thay đổi giá trị tham số quét……………………………… 26 2.7.4 Chuyển sang chế độ quét cho tham số ………………………26 2.7.5 Hiển thị kết mô mô quét tham số………… 28 III Mô thiết kế…….………………………………………………… 29 Bài toán………………………………………………………………… 29 Yêu cầu…………………………………………………………… ……31 2.1.Sử dụng phần mềm Optisystem xây dựng mô hình mô hệ thống thông tin quang đơn kênh theo phương án thiết kế…… ………….…31 2.2 Đưa thiết bị đo vào mô hình mô phỏng………………………….31 2.3 Chạy mô phỏng………………………………………………………33 2.4 Hiển thị kết mô thiết bị đo đặt tuyến…… 34 TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ I Tổng quan phần mềm Optisystem Giới thiệu chung Cùng với bùng nổ nhu cầu thông tin, hệ thống thông tin quang ngày trở nên phức tạp Để phân tich, thiết kế hệ thống bắt buộc phải sử dụng công cụ mô OptiSystem phần mềm mô hệ thống thông tin quang Phần mềm có khả thiết kế, đo kiểm tra thực tối ưu hóa nhiều loại tuyến thông tin quang, dựa khả mô hình hóa hệ thống thông tin quang thực tế Bên cạnh đó, phần mềm dễ dàng mở rộng người sử dụng đưa thêm phần tử tự định nghĩa vào Phần mềm có giao diện thân thiện, khả hiển thị trực quan OptiSystem giảm thiểu yêu cầu thời gian giảm chi phí liên quan đến thiết kế hệ thống quang học, liên kết, thành phần Phần mềm OptiSystem sáng tạo, phát triển nhanh chóng, công cụ thiết kế hữu hiệu cho phép người dùng lập kế hoạch, kiểm tra, mô gần tất loại liên kết quang học lớp truyền dẫn quang phổ rộng mạng quang học từ mạng LAN, SAN, MAN tới mạng ultra-long-haul Nó cung cấp lớp truyền dẫn,thiết kế quy hoạch hệ thống thông tin quang từ thành phần tới mức hệ thống.Hội nhập với sản phẩm Optiwave khác công cụ thiết kế ngành công nghiệp điện tử hàng đầu phần mềm thiết kế tự động góp phần vào OptiSystem đẩy nhanh tiến độ sản phẩm thị trường rút ngắn thời gian hoàn vốn Lợi ích Cung cấp nhìn toàn cầu vào hiệu hệ thống Đánh giá nhạy cảm tham số giúp đỡ việc thiết kế chi tiết kỹ thuật Trực quan trình bày tùy chọn thiết kế dự án khách hàng tiềm Cung cấp truy cập đơn giản để tập hợp rộng rãi hệ thống đặc tính liệu Cung cấp tham số tự động quét tối ưu hóa Tích hợp với họ sảng phẩm Optiwave 3.Ứng dụng Tạo để đáp ứng nhu cầu nhà khoa học nghiên cứu, kỹ sư viễn thông quang học, tích hợp hệ thống, sinh viên loạt người dùng khác, OptiSystem đáp ứng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ nhu cầu thị trường lượng tử ánh sáng phát triển mạnh mẽ dễ sử dụng công cụ thiết kế hệ thống quang học OptiSystem cho phép người dùng lập kế hoạch, kiểm tra, mô phỏng: - Thiết kế mạng WDM / TDM CATV - Thiết kế mạng vòng SONET / SDH - Thiết kế phát, kênh, khuếch đại, thu thiết kế đồ phân tán - Đánh giá BER penalty hệ thông với mô hình thu khác - Tính toán BER quĩ công suất tuyến hệ thống có sửng dụng khuếch đại quang - Thay đổi hệ thống tham số BER tính toán khả liên kết “Khi hệ thống quang học trở nên nhiều phức tạp hơn, nhà khoa học kỹ sư ngày phải áp dụng phần mềm kĩ thuật mô tiên tiến, quan trọng hỗ trợ cho việc thiết kế Nguồn OptiSystem linh hoạt tạo điều kiện thuận lợi hiệu hiệu việc thiết kế nguồn sáng " Đặc điểm chức 4.1 Cấu tạo thư viện (Component Library) Thư viện OptiSytem bao gồm hàng trăm thành phần cho phép bạn nhập thông số đo từ thiết bị thực Nó tích hợp với thử nghiệm thiết bị đo lường từ nhà cung cấp khác Người sử dụng kết hợp thành phần dựa hệ thống người sử dụng định nghĩa thư viện, sử dụng mô với công cụ bên thứ ba chẳng hạn MATLAB SPICE Cụ bao gồm: - Thư viện nguồn quang - Thư viện thu quang - Thư viện sợi quang - Thư viện khuếch đại (quang, điện) - Thư viện MUX, DEMUX - Thư viên lọc (quang, điện) - Thư viện phần tử FSO TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ - Thư viện phần tử truy nhập - Thư viện phần tử thụ động (quang, điện) - Thư viện phần tử xử lý tín hiệu (quang, điện) - Thư viện phần tử mạng quang - Thư viện thiết bị đo quang, đo điện 4.2.Tích hợp với công cụ phần mềm Optiwave Optisystem cho phép người dùng sử dụng kết hợp với công cụ phần mềm khác Optiwave OptiAmplifier, OptiBPM, OptiGrating, WDM_Phasar OptiFiber để thiết kế mức phần tử 4.2.1.Miêu tả tín hiệu pha trộn OptiSystem xử lý định dạng tín hiệu hỗn hợp cho tín hiệu quang điện Hợp phần Thư viện OptiSystem tính toán tín hiệu sử dụng thích hợp thuật toán có liên quan đến yêu cầu mô xác hiệu 4.2.2.Chất lượng thực thuật toán Để dự đoán hiệu suất hệ thống, OptiSystem tính toán thông số chẳng hạn BER Q-Factor cách sử dụng phân tích số bán phân tích kỹ thuật hệ thống giới hạn biểu tượng nhiễu tiếng ồn 4.2.3.Các công cụ trực quan nâng cao Các công cụ trực quan tiên tiến tạo phổ OSA ,xung tín hiệu,biểu đồ mắt,phân cực trạng thái,các sơ đồ hợp thành nhiều nữa.Ngoài ra,bao gồm công cụ nghiên cứu WDM danh sách tín hiệu nguồn,hình ảnh tiếng ồn OSNR cho kênh 4.2.4 Theo dõi, giám sát Bạn chọn cổng thành phần lưu liệu gắn hình sau mô kết thúc Điều cho phép bạn xử lý liệu sau mô mà không cần tính toán lại , Bạn tùy ý đính kèm số hình tới hình cổng 4.3.Các công cụ hiển thị Optisystem có đầy đủ thiết bị đo quang, đo điện Cho phép hiển thị tham số, dạng, chất lượng tín hiệu điểm hệ thống 4.3.1 Thiết bị đo quang: - Phân tích phổ (Spectrum Analyzer) TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ - Thiết bị đo công suất (Optical Power Meter) - Thiết bị đo miền thời gian quang (Optical Time Domain Visualizer) - Thiết bị phân tích WDM (WDM Analyzer) - Thiết bị phân tích phân cực (Polarization Analyzer) - Thiết bị đo phân cực (Polarization Meter) 4.3.2.Thiết bị đo điện: - Oscilloscope - Thiết bị phân tích phổ RF (RF Spectrum Analyzer) - Thiết bị phân tích biểu đồ hình mắt (Eye Diagram Analyzer) - Thiết bị phân tích lỗi bit (BER Analyzer) - Thiết bị đo công suất (Electrical Power Meter) - Thiết bị phân tích sóng mang điện (Electrical Carrier Analyzer) II Tóm tắt hướng dẫn sử dụng phần mềm optisystem 1.Yêu cầu chung Trước cài đặt Optisystem, chắn yêu cầu hệ thống phù hợp với mô tả Yêu cầu phần cứng phần mềm Optisystem yêu cầu cấu hình hệ thống thấp là: - PC vi xử lý pentium tương đương Hệ điều hành microsoft windows XP Vista,32 64 bit 400MB ổ cứng trống Độ phân giải đồ họa 1024x768,nhỏ 65536 màu - Ram 128MB( gợi ý) - Internet explorer 5.5 cao - DirectX 8.1 cao Key bảo vệ: Một key bảo vệ phần cứng cung cấp kèm theo phần mềm Chú ý: Xin key bảo vệ phần cứng không kết nối TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ suốt trình cài đặt Optisystem Để chắn Optisystem vận hành cách đắn, kiểm chứng lại theo bước sau: - Key bảo vệ kết nối vào cổng song song /USB máy tính - Nếu bạn sử dụng nhiều key bảo vệ, xung đột key bảo vệ Optisystem key Chú ý: Dùng hộp chuyển đổi để ngăn chặn xung đột key bảo vệ Chắc cáp hộp chuyển đổi máy tính lớn dụng cụ đo Thư mục Optisystem Thông thường, cài Optisystem tạo thư mục Optisystem ổ cứng bạn Thư mục Optisystem gồm số thư mục sau: - \bin – tệp thực thi được,thư viện đường dẫn động, tệp trợ giúp - \components – tham số phần tử Optisystem từ nhà cung cấp - \doc – tài liệu hỗ trợ Optisystem - \libraries – thư viện phần tử Optisystem - \samples – tệp ví dụ Optisystem - \toolbox – tệp liên hệ MATLAB Cài đặt Optisystem cài đặt Windows XP Vista Nên thoát hết chương trình Windows trước cài đặt chương trình Bảng 1: Các bước cài đặt Bước Thực Đăng nhập vào với vai trò người quản trị đăng nhập vào tài khoản với đặc quyền quản trị Cho CD Optisystem vào ổ CD ROM Trên công cụ,vào Start chọn Run Hộp thoại Run TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ Trong hộp thoại Run, gõ F:\setup.exe, F ổ CD ROM bạn Bấm OK theo hướng dẫn dấu nhắc hình Khi cài đặt xong, khởi động lại máy tính Trình diễn Optisystem bao gồm nhiều 15 kịch Với tệp trình diễn bạn có nhiều kịch với phần tử khác tùy chọn phần tử Khâu quét Mỗi kịch có tham số gán sẵn chế độ quét Bạn tự gán số lần quét cách thay đổi tham số lựa chọn Giá trị tham số thay đổi theo lần quét lặp; tạo lên loạt kết tính toán khác thay đổi giá trị tham số Quét tham số phụ thuộc vào yếu tố kịch bản: tham số kết Tối ưu hóa Mỗi kịch có tối ưu hóa Sử dụng tối ưu hóa để thay đổi giá trị tham số biết suốt trình tính toán hệ thống bạn cần đạt nhiều điều kiện yêu cầu Quá trình tối ưu hóa độc lập với lần quét tham số, sử dụng cho lần quét lặp tham số riêng biệt Hình 1: Thành phần biểu diễn TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ Hướng dẫn sử dụng phần mềm optisystem 2.1 Thư viện phần tử ( component library ): Hình 2: Thư viện phần tử Thư viện phần tử: - Thư viện nguồn quang - ( optical sources library ) - Thư viện thu quang - (receivers library) - Thư viện sợi quang - (optical fiber library) - Thư viện khuếch đại (quang, điện) - (amplifier library) - Thư viện MUX, DEMUX - Thư viện lọc (quang, điện) - (filter library) - Thư viên phần tử FSO - ( free space optics library) - Thư viện phần tử truy nhập - ( access library) - Thư viện phần tử thụ động (quang, điện) - (passiver library) TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ - Thư viện phần tử xử lý tín hiệu (quang, điện) -( signal processing library) - Thư viện phần tử mạng quang (network library) - Thư viện thiết bị đo quang, đo điện Ngoài phần tử định nghĩa sẵn, Optisystem có - Các phần tử Measured components Với phần tử này, Optisystem cho phép nhập tham số đo tử thiết bị thực nhà cung cấp khác - Các phần tử người sử dụng tự định nghĩa ( User-defined Components) Hình 3: Giao diện thư viện 2.2.Giao diện người sử dụng ( GUI ) Project layout : phần mà để người sử dụng thiết kế TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page 10 THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ Hình 22: Đo tỉ số BER kênh + Thực tương tự với kênh lại để tìm giải giá trị phù hợp 2.6.2.Hiển thị kết mô - Kích đúp chuột vào phần tử hiển thị thiết kế để hiển thị đồ thị kết mà trình mô tạo TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page 23 THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ Hình 23 : Kết mô 2.7 Quét tham số tối ưu hóa 2.7.1.Để tiến hành thiết lập tham số quét ta thực sau: + Cách 1: ấn tổ hợp phím Ctrl +Home + Cách 2: Thực bước sau: Bước 1: Kích chuột vào nút Set Total Sweep Iterarion Layout Bar hộp thoại Total Parameter Sweep Iterations Layout Tool Bar xuất hình: Bước 2: Nhập giá trị số lần quét Bước 3: Click chuột OK TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page 24 THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ Hình 24: Thiết lập tham số quyét 2.7.2.Thay đổi số lần quét: Sau tính toán, để thay đổi số lần quét hiển thị thiết kế (layout), thực bước sau: - Bước 1: Lựa chọn Layout > Set Current Sweep Interation Menu toolbar Hộp thoại Set Current Sweep Iterarion xuất hiên hình 20 - Bước 2: Nhập vào số lần quét muốn hiển thị thiết kế TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page 25 THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ - Bước 3: Kích chuột vào nút OK Hoặc sử dụng Previous Sweep Interarion Next Interation Layout Toolbal để chuyển đổi số lần quét Hình 25: Chuyển đổi số lần quét 2.7.3 Thay đổi giá trị tham số quét: Sau chọn số lần quét thực nhập giá trị cần quét tham số Trước nhập tham số cần quét phải chuyển sang chế độ quét Sweep Mode 2.7.4 Để chuyển sang chế độ quét cho tham số thực sau: + Lựa chọn Layout -> Parameter Sweep Menu Toolbar Hộp thoại tham số phần tử hình vẽ Chủ yếu thiết lập quét tham số cho nguồn lazer + Kích đúp vào nguồn CW lazer Properies hộp thoại xuất hiện: TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page 26 THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ Hình 26: Hộp thoại chuyển sang chế độ quét cho tham số + Tại Mode kích chuột chọn Sweep Kết thúc OK Hình 27: Chọn chế độ tham số TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page 27 THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ + Sau tiến hành điền tham số quét cách click chuột vào Parameter Sweep cột Value Kết thúc OK + Sau thay đổi xong tham số quét tiến hành bước Hình 28 : Tham số quét 2.7.5.Hiển thị kết mô mô quét tham số Sau chương trình chạy xong, để hiển thị giá trị BER ta kích đúp vào thiết bị đo BER kênh đầu tiên(CH1) Để hiển thị kết mô quét tham số (đối với thiết kế hệ thống, thường hiển thị thay đổi BER theo giá trị tham số quét), thực bước sau: o Bước 1: Lựa chọn Report tab cửa sổ Project Layout o Bước 2: Kích chuột vào nút Opti2Dgraph Report toolbar TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page 28 THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ o Bước 3: Trong Project Browser, lựa chọn tham số để Sweep Mode, kéo tham số thả vào trục X đồ thị 2D o Bước 4: Trong Project Browser, lựa chọn tham số Min Log of BER thiết bị phân tích lỗi bit, kéo tham số thả vào trục Y đồ thị 2D Kết thay đổi BER theo tham số quét hiển thị đồ thị 2D Hình 29: Các bước để hiển thị kết mô quét tham số III Mô thiết kế 1.Bài toán: Sử dụng Optisystem thiết kế hệ thống đơn kênh quang Tốc độ bit: 2.5 GHz Khoảng cách truyền dẫn : 100 km TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page 29 THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ Số lượng kênh bước sóng : Một số gợi ý thiết kế: Loại sợi:Sợi quang đơn mode chuẩn (G.652) Nguồn phát: Laser Phương thức điều chế: điều chế Bộ thu: Sử dụng PIN kết hợp với lọc thông thấp Bessel Hình 30 : Kênh quang thiết kế TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page 30 THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ 2.Yêu cầu 2.1.Sử dụng phần mềm Optisystem xây dựng mô hình mô hệ thống thông tin quang đơn kênh theo phương án thiết kế Lưu ý: tham số toàn cục (global parameters để mô phỏng) thiết lập sau - Tốc độ bit : 2.5 Gbit/s - Chiều dài chuỗi : 128 bits - Số mẫu bit: 64 2.2 Đưa thiết bị đo vào mô hình mô Các thiết bị đo tuyến đặt vị trí phù hợp để xác định chất lượng dạng tín hiệu điểm cần thiết tuyến - Thiết bị đo công suất quang Hình31: Thiết bị đo phổ TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page 31 THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ - Thiết bị phân tích phổ quang Hình 32 : Thiết bị đo công suất - Thiết bị đo BER Hình 33 : Thiết bị đo BER TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page 32 THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ 2.3 Chạy mô Hình 33: Chạy mô thành công TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page 33 THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ 2.4 Hiển thị kết mô thiết bị đo đặt tuyến Hình 34 : Dạng phổ đầu vào đầu sợ quang Hình 35: Công suất đầu vào đầu sơi quang TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page 34 THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ Hình 36: BER kênh Hình 37 : Biểu đồ mắt TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page 35 THÔNG TIN QUANG TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTISYSTEM ThS LÊ THỊ CẨM HÀ Page 36 THÔNG TIN QUANG [Type text] ThS LÊ THỊ CẨM HÀ Page 37 ... phần mềm mô hệ thống thông tin quang Phần mềm có khả thiết kế, đo kiểm tra thực tối ưu hóa nhiều loại tuyến thông tin quang, dựa khả mô hình hóa hệ thống thông tin quang thực tế Bên cạnh đó,... PHẦN MỀM OPTISYSTEM Page THÔNG TIN QUANG ThS LÊ THỊ CẨM HÀ I Tổng quan phần mềm Optisystem Giới thiệu chung Cùng với bùng nổ nhu cầu thông tin, hệ thống thông tin quang ngày trở nên phức tạp Để... SPICE Cụ bao gồm: - Thư viện nguồn quang - Thư viện thu quang - Thư viện sợi quang - Thư viện khuếch đại (quang, điện) - Thư viện MUX, DEMUX - Thư viên lọc (quang, điện) - Thư viện phần tử FSO
