OptiSystem

OptiSystem (光通信系統設計軟件)，什麼是Optisystem？光通訊系統正在變得日益複雜。這些系統通常包含多個信號通道、不同的拓撲結構、非線性器件和非高斯噪聲源，對它們的設計和分析是相當的複雜和需要高強度勞動的。先進的軟件工具使得這些系統的設計和分析變得迅速而有效。 OptiSystem是一款創新的光通訊系統模擬軟件包，它集設計、測試和優化各種類型寬帶光網絡物理層的虛擬光連接等功能於一身，從長距離通訊系統到 LANS和MANS都使用。一個基於實際光纖通訊系統模型的系統級模擬器，OptiSystem具有強大的模擬環境和真實的器件和系統的分級定義。它的性能可以通過附加的用户器件庫和完整的界面進行擴展，而成為一系列廣泛使用的工具。全面的圖形用户界面控制光子器件設計、器件模型和演示。巨大的有源和無源器件的庫包括實際的、波長相關的參數。參數的掃描和優化允許用户研究特定的器件技術參數對系統性能的影響。因為是為了符合系統設計者、光通訊工程師、研究人員和學術界的要求而設計的，OptiSystem滿足了急速發展的光子市場對一個強有力而易於使用的光系統設計工具的需求。 優點 ·投資風險大幅度降低，快速投入市場 ·快速、低成本的原型設計 ·系統性能的全面認識 ·輔助設計容差參數的參數靈敏性評估 ·面向用户的直觀的設計選項和腳本 ·直接存取大規模的系統特徵數據 ·自動的參數掃描和優化 應用 OptiSystem允許對物理層任何類型的虛擬光連接和寬帶光網絡的分析，從遠距離通訊到MANS和LANS都適用。

它的廣泛應用包括: 物理層的器件級到系統級的光通訊系統設計 ·CATV或者TDM∕WDM網絡設計 ·SONET∕SDH的環形設計 ·傳輸器、信道、放大器和接收器的設計 ·色散圖設計 ·不同接受模式下誤碼率（BER）和系統代價（penalty）的評估 ·放大的系統BER和連接預算計算主要特點.

1． 器件庫 為了完全發揮效率，器件模塊應該再現真實器件的實際的性能，確定由於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，為了給出那些與實際應用相比較的結果，這些模塊都已被仔細的測試過了。

2． 器件測量 OptiSystem能讓用户進入那些可以從實際的器件中測量的參數。

3． 與Optiwave軟件工具的集成 在子系統級和器件級上，OptiSystem允許用户將其它Optiwave軟件工具集成使用：OptiAmplifier，OptiBPM，OptiGrating和OptiFiber。

4． 混合信號表示 在器件庫中，對於光信號和電信號，OptiSystem處理混合信號格式。OptiSystem將根據模擬所需的精度和效率來選擇合適的算法來計算。

5． 質量和性能的算法 為了預測系統性能，OptiSystem將採用分析法，或者對於受中間信號串擾和噪聲所限制的系統採用半分析技術，分別計算出諸如BER和Q因子等參數。

6． 高級的可視化工具 高級的可視化工具可以生成OSA頻譜、示波器和眼圖（EYE Diagram）。信號功率、增益、噪聲係數以及OSNR也包含在WDM分析工具中。

7． 數據監視器 在模擬完成後，用户可以選擇器件的端口的數據來存儲，並且顯示在監視器上。這就使用户可以在模擬完成後直接處理，而不必重新計算。在同一個端口，用户可以在顯示器上打開任意數目的觀察儀。

8． 用子系統分級模擬 為了使模擬工具靈活和有效，那麼在系統級、子系統級和器件級等不同層次上，提供模型就是必需的。OptiSystem的特點是器件和系統的真正分級定義，是用户在器件級的集成和光纖光學方面可以使用特殊的軟件工具，並且使模擬可以達到制定的精度要求。

9． 自定義器件 用户可以基於子系統和自定義庫，或者利用諸如Matlab之類的第三方軟件工具來聯合模擬，來創建新的器件。

10．腳本語言 用户可以輸入代數表達式和設置在器件和子系統都可以使用的符號參數。

11．狀態技術計算數據流 計算調度程序根據選擇的數據流模式，通過確定器件模塊的執行等級來控制模擬過程。處理傳輸層模擬的主數據流模型是器件迭代數據流（CIDF）。CIDF域使用運行調度法、支持條件、數據相關迭代和真循環。

12．複合方案圖 用户可以使用相同的方案文件創建多個設計，每個方案文件允許用户快速而有效的創建和修改自己的設計。每個方案文件包含多個設計版本。這些設計版本的計算和修改是相互獨立的，但是不同的設計版本的計算結果可以合併起來。這就允許用户可以比較這些設計。

13．並行計算 如果能夠對兩個器件同時進行計算，那麼它們也能在不同的線程中更有效的被調度。根據可利用的計算資源，用户可以控制線程的數目，加速計算的過程。

14．圖形和結果管理器 直觀的圖形管理使用户可以用圖形表示出幾乎全部的設計中設置的參數。生成的圖形組成大小可調、可以移動的圖形窗口，這些窗口可以形成一個可以保存和重新使用的結果圖。

15．參數掃描和優化 使用參數的迭代變化，模擬可以反覆進行。OptiSystem也能優化任何參數，使任何結果最大或者最小，或者搜尋目標結果。用户可以多參數掃描和複合優化。

16． 發射器 發射器件庫包括了所有與光信號產生和編碼相關的器件，例如半導體激光器、調製器、編碼器和比特序列發生器等。半導體激光器由於它在發射器中的重要角色而成為了最重要的發射器部件。使用OptiSystem，用户可以輸入測量過的數據來評估速率方程所需的那些參數。當使用外調制的CW激光器時，對於啁啾和衰減來説，MQW馬赫－曾德爾調製器和電吸收調製器的模型是基於測量的，並且能使用户優化偏置和調製電壓，從而得到接收器靈敏度的最小退化。 對於隨即數字發生器，編碼器和比特序列產生器允許用户在不同的調製模式和算法之間進行選擇。

17． 光纖 光纖是主要的傳輸通道。對於任意的WDM信號，OptiSystem採用一種非線性色散傳播的單模光纖模型，用以説明信號的振幅和相位受影響的現象和效 果。在很大的條件範圍內，這個模型都可以真實的預測波形的失真、眼圖的退化和信號的其它要素。

18． 光放大器 EDFA和拉曼放大器已經成為光纖網絡所需的器件，從WDM網絡轉發器到CATV接線放大器，都有着廣泛的應用。OptiSystem能使用户選擇不同的模型，例如自定義增益和噪聲係數的理想放大器，或者是基於測量或者速率方程靜態或者動態的解的黑匣子模型。通過利用半導體激光器的多功能特性，可以完成放大和波長轉換。

19． 接收器 用户可以依據光探測器輸入端的混合信號來選擇不同的模型。如果噪聲用概率密度函數（PSD）來描述，PIN或者APD將採用基於高斯近似的準分析模型來計 算噪聲的作用。如果噪聲是與信號混合在一起，那麼使用適當的PFD來描述光電子統計時，這個模型可以增加數字化噪聲。 電濾波器件的內部庫包括實際的、頻率相關的參數。在這個庫中，用户可以考慮不同濾波器形式來設計接收器。

20． 網絡器件 複用器∕解複用器 ·上路∕下路 ·陣列波導光柵 ·靜態和動態開關 ·循環∕環形元件 ·交叉連接 ·波長轉換。

21． 無源器件 濾波器 ·調製器 ·耦合器 ·分波器 ·合波器 ·環形器 ·隔離器 ·偏振器件 ·光纖光柵。

22． 觀察儀 客户可以在任何器件使用觀察儀來打開端口數據監視器，並且存取結果。數據監視器可以保存處理過的信號信息，而沒有必要預先確定觀察儀的類型。因此，一個 OSA或WDM分析儀可以加在相同的監視器上，一旦一個計算完成，就不需要再次運算。 庫中可以利用的觀察儀包括：光∕射頻頻譜分析儀 ·示波器∕光時域分析儀 ·眼圖分析儀 ·誤碼率分析儀 ·WDM分析儀 ·功率計 光學方案圖編輯器這個界面可以讓用户快速而有效的創建和修改自己的設計。每個OptiSystem方案文件可以包含足夠多的設計版本。這些設計版本可以相互獨立的被計算和修改，但是來自於不同版本的計算結果可以合併起來進行比較。 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功率、增益、噪聲係數和OSNR ·眼圖中超過70次的測量 ·圖形生成工具可以對任何參數掃描的任意結果進行比較 ·直觀的圖形管理器使用户可以畫出設計中使用的幾乎所用的參數的曲線 ·生成的圖形組尺寸可變、視角可變換，並將這些視圖轉變成可以保存和重新使用的結果方案圖 ·將複合圖合併成3D圖 OptiSystem的改進這個軟件的新特性更好的滿足光系統和器件設計者的需要，並且反映了Optiwave於客户之間緊密的聯繫。

23．器件庫 在光源、調製器、放大器、接收器、濾波器、色散補償、脈衝發生器、信號處理、工具以及光網絡庫中，加入了超過50種新單色器件。

24．信號庫 數字化傳播噪聲從電信號中分離出來了。庫中所有的電子器件都支持這個功能。

25．功率預算計算 在計算後，為每個器件端口的每個信號預測信號功率、噪聲和OSNR。與通道和通道跟蹤相結合，功率預算計算允許用户在系統設計過程中分配系統餘量。

26．庫管理器 啓動和禁用系統庫來改善系統存儲器的使用。器件搜索功能為用户提供了一個節省時間的工具，來找到特定的器件。將器件載入和保存為文件，使用户可以使用自定義的工具。用密碼來保護器件以增加安全性。

27．用户界面 項目窗口中的同步符使得項目方案圖窗口中保持連貫性。拖動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 提供從簡單的單個掃描迭代曲線到三維數據的3D圖形的一系列圖表。

29．方案圖演示 當光標放置在輸出端口上時，在方案圖上將會持續（這個選項可以啓動或者禁用）或者作為工具提示，演示這個端口的信號值。

30．通道 很容易定義通過幾個器件的通道。每個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分開。

31．通道跟蹤 跟蹤一個通道地信號值，演示信號值變化的圖。

32．參數 定義、瀏覽和繪出多維參數的掃描圖。

33．報告生成器 以HTML或者RTF的格式生成完全的用户定製的報告。這個報告包括詳細的OptiSystem方案文件的信息。

34．軟件開發工具包 使用VC++語言，按照器件庫中的範例可以創建用户自己的器件庫，用VC++語言進行添加和嵌入。

5/14/2008，Optiwave系統公司推出OptiSystem 7.0 版本軟件。該版本產品支持一些激動人心的新功能，包括OCDMA-PON網絡的模擬等。OCDMA-PON被認為是高性價比的傳輸，支持多協議應用的技術平台。此外7.0版本軟件還採用64位操作系統技術，支持複雜的計算模擬。其優化的軟件結構可以改善計算性能和提高存儲器的利用率。這些特點可以讓軟件支持更大規模的網絡模擬。新版軟件還可以支持包括反射式半導體光放大器RSOA在內的新器件。