光纤通信虚拟实验平台研究.docx

摘要: 对于“通信工程”相关专业的工科生来说，“光纤通信”课程是一门重要且有难度的课程。在光纤通信教学过程中不仅涉及到大量的数学公式推导、还有很多抽象的理论知识，学生学与老师教的过程中都存在着较大的难度，因此，将MATLAB仿真技术引入光纤通信的教学中，将光纤理论知识可视化就显得十分有必要了。通过可视化教学，使光纤教学更加简易，让学生更加容易吸收理论知识。

本课题是通过应用MATLAB GUI界面编程，将部分数学推导及分析过程简化，从而让相关分析的结论以可视化的仿真波形展示出来。诚然，光纤通信系统的教学是复杂，但本文通过MATLAB GUI，利用GUI界面编程、设计可视化设计方案，分别研究非线性系数、色散、增益、距离对光脉冲的影响，以此辅助教学设计，让学生更能理解光纤通信课程中非线性效应的相关理论知识。同时使学生在学习理论知识之外，还能够对MATLAB这类仿真软件进行学习，提高自身实践应用能力，从而提高学生的综合应用能力。

本文将分四章来介绍光纤通信课程虚拟实验平台设计研究，从而得出在光脉冲传输过程中，色散、非线性系数、增益、传输距离分别单独作用时对光脉冲峰值功率、脉冲宽度会产生不同程度影响，而增益的影响是最大的结论。

关键词：光纤通信 MATLAB GUI 非线性效应

目录

摘要

ABSTRACT

1绪论-1

1.1引言-1

1.2研究目的与意义-1

1.3国内外综述-3

1.4光纤通信教学中存在的问题-4

1.5光纤通信系统课程难点举例-4

2光纤的传输理论-6

2.1非线性薛定谔方程-6

2.2分布傅里叶变换法对NLSE方程的数值求解-7

2.2.1分布傅里叶变化法-7

2.2.2求解非线性薛定谔方程-8

2.3分布傅里叶算法MATLAB的实现-9

3基于MATLAB的虚拟实验平台的设计-11

3.1图形用户界面（GUI）-11

3.2设计原理-12

3.3系统整体框图-13

3.4系统设计-14

3.4.1GUI界面设计步骤-14

3.4.2GUI界面设计主要内容-15

3.4.3不同模块的程序设计-18

3.5实现功能-21

3.6结果分析-21

3.6.1色散对光脉冲的影响-22

3.6.2 非线性系数对光脉冲的影响-29

3.6.3增益对光脉冲的影响-32

3.6.4距离对光脉冲的影响-35

4小结-39

参考文献-40

致谢-41