VPI培训讲义-基础培训GettingStarted(1)

VPI基础培训赵永鹏VPI-凌云光通信仿真设计软件培训中心北京凌云公司目录光子设计环境模块库(library)实例演示自己创建系统创建自定义模块GUI介绍快速访问工具栏偏好工具栏仿真包浏览器设计原理图信息记录GUI介绍File/save.vtmu文件VPI的仿真设计文件格式.vtmu。同时还会产生一个设计包文件夹，包含input,output,report,resource,attachment等文件夹用于存放仿真设计文件所需的输入输出数据文件，仿真设计报告以及其他附属的文件。该文件夹可以通过GUI工作窗下面的仿真包浏览器访问。GUI介绍File/Export输出.vmi文件：把整个设计包存成一个文件，易于文件存储和邮件的转发，方便文件交流。把设计原理图存成一个参数文件，包含所有的器件和环境变量参数。DDS文件：可以允许和任何人交流共享你的VPI设计，库和仿真结果。别人不需要安装有VPITMM，用免费的VPIPlayer可运行仿真文件和查看仿真结果。但是看不到仿真参数设置。.SED文件，为VPI仿真引擎驱动包文件，仿真引擎驱动允许你利用第三方软件或语言运行该仿真设计。GUI介绍VPITCMoudle所有器件或模块详细的物理模型和参数介绍HELPGUI介绍偏好设置（并行计算能力）并行扫描:如果电脑有多个CPU，并且一个扫描参数的多次循环运算相互独立，该功能可以把不同循环分配给不同CPU并行计算。并行仿真：模块内多线程。VPI的一些模块内部计算可以支持多线程运算，如FFT计算，光纤，光纤光栅等模型。GPU辅助仿真：如果计算机视频卡配置有GPU，可以用这个功能加速仿真速度，可以利用GPU加速的模块有：光纤，FFT运算的模块都可以用GPU。并行调度：一个仿真拓扑中有多个独立并行的分支，可以利用多个CPU同时计算。多任务并行计算：多个仿真任务同时分配给多个CPU进行计算。GUI介绍多核或多CPU多个licenseGPU要求并行扫描YYNGPU辅助仿真NNY：CUDA兼容的视频卡，计算能力1.3或更好最新的NVIDIA驱动模块内部多线程YNN并行调度(多线程）YNN多任务并行运算YYN并行运算硬件和软件要求：偏好设置GUI介绍Tool/ShortcutManager1.在resourceexplorer内显示或删除自己创建的模块库。2.把自己的工作目录放到resourceexplorer内显示，方便文件访问和操作。GUI介绍Tool/ModuleSweep比较三个滤波器的响应GUI介绍Tool/FavoriteToolbar可以把一些常用的器件或模块放到这个区域，以方便日常使用。如PRBS模块，nullsource模块，GND模块等如何放置到Favoritetoolbar上？信息源•PRBSGenerator•NRZ,RZCoder•OOKCoderJitter•OFDM,mQAMCoder/Decoder•mQAM/mPSKIQCoder-Driver12点击库的名称打开模块图标的预览面板。当把鼠标名称放在模块图标上面，完整的模块名称会在状态条显示。鼠标点中模块，右击鼠标调整查看的属性为list或Details。Information&Coding预览面板库名称状态条光源IntegerorangeElectricalturquoise(blue-green)OpticalcoralpinkElectrical&Opticalgrey测量的脉冲形状和序列分析的脉冲形状&序列Formoredetailedlasermodeling,useVPIcomponentMakerTMPhotonicCircuits.各种不同抽象水平的激光器模块：(SingleModeRateEquationSolver,datasheetmodules,CW,dynamicSM,VCSEL,…)OpticalSourcesi/o-ports的颜色定义了交换的数据类型：发射机和接收机14发射机Tx•许多现成的Tx结构(CRZ,CSRZ,DPSK,DQPSK,DUO,mQAM,OFDM,OOK)•Tx阵列接收机Rx•现成的Rx结构(OOK,DPSK,DQPSK,Coherent)•DSP(Viterbi,FEC,DSPforcoh.Rx)•BER预测(OOK,DPSK,DQPSK,mQAM…)•Rx&BER(RxName_BER)ReceiversTransmitters光调制器15物理模型通用模型Forintegrateddevicemodeling,useVPIcomponentMakerTMPhotonicCircuits.OpticalModulators复用器和滤波器Add/dropcouplersForward/backwardcouplersWDMmux/demuxUniversalFilter(FilterOpt)Gaussian,Bessel,Trapezoid,…BP,BS,comb…AWG,FP,MZI,FBGandAOMeasuredfilter(linearandarbitrarypol.)Windowing(time)WDMMux’sOpticalFilters光纤PolarizationdependenteffectsSplit-stepFourierTransientRamanBi-directionalandindividualnonlineareffectsMultimodeFibers光放大器Formoredetailedamplifiermodeling,useVPIcomponentMakerTMOpticalAmplifiers.理想的平坦增益和噪声模型黑盒子模型，W/WO泵浦相关性速率和传播方程EDFA模型稳态(Giles)和动态(Bononi)EDFAs交互式EDFA模块,AGC和饱和放大器SOA,行波放大器Amplifiers电器件Transimp.,Limiter…ElectricalAmplifiersElectricalFunctionsTiming&SamplingElec.Filters&DSP接收机和BER预测20各种码型的BER预测模块（OOK,PAM,D(Q)PSK,QAM,multi-carrier(OFDM),…）确定性BER计算基于高斯统计特性或任意PDF噪声源独立处理并相加采用Bessel(orother)电滤波器随机BER预测高斯或Chi2PDF拟合考虑码间串扰ISIRx&BER(RxName_BER)Receivers分析仪（虚拟仪表）NumericalAnalyzers:1D,2D&3D图表,瞬态分析仪.Plot&NumericWorksheet.TestSetJonesMatrix:分析偏振相关的特性(PMD,PDL,DGD,PSP,PCD…)TestSetAmplifier:光放大器分析(Gain,NF,OSNR…vs.λ)LinkAnalyzer:显示沿着光纤链路的信号特征(dispersionmaps,OSNRmapsandmuchmore!)SignalAnalyzer:“集成所有光和电信号分析的功能(Scope,Eye,OSA,RFSA,Poincare…)Analyzers300多个其他模块PassiveNetworkElementsCATVInstrumentationPolarizationSignalConversionSimulationToolsCosimulationSignalProcessing22OADMs,Switches,Disp.Management…CarriersGenerators,2TonesAnalyzer…PowerMeter,SOP,DOP…Resamplers,DataTypeConverters…Read/WriteFile,Windowing...InterfacestoMatlab,C++,Python,ADSArithmetics,MathFunctions...Attenuators,Couplers,Splitters,Circulators…PMDEmulators,Pol.Splitters,Polarizers…实例演示运行Opticalsystemsdemos\subsystems\Transmitters\REModule-DirectModulation查看仿真结果查看仿真结果SignalAnalyzer介绍•设置分析仪的设置可以在运行仿真之前或之后进行定义。*.vpa允许不同的设置,例如：theme,chartslayout,axesextent,linestyles,etc.详细请参考modulereference该模块参数设置介绍。SignalAnalyzer介绍•Save:保存所有VPIphotonicsAnalyzer窗口的设置，以及所有选择的数据到当前位置。如果显示的是某个模拟任务的数据，数据和设置将会存到该模拟任务内，如果显示的是外部文件的数据，那么数据将会保存在该文件中。•SaveAll保存所有VPIphotonicsAnalyzer窗口和所有的数据到文件中。•SaveData只保存选择的数据到文件中，窗口的设置不保存。•Savealldata保存所有的数据到文件中，设置不保存。•SaveAs保存所有VPIphotonicsAnalyzer窗口和选择的数据到用户定义的文件中。如何选择要保存的数据？SignalAnalyzer介绍AnalyzerManager:管理要保存的数据“save”只有选择的ModulatedLaserSpectrum的数据存在.vpa文件中，但是所有VPIphotonicsAnalyzer窗口的设置将会被保存。saveall所有窗口的设置和数据被保存在.vpa文件中，不需要手动选择数据。AnalyzerManager会自动选择。Thevpafilecanbeopenedwithdoubleclick,andbeDeleted.SignalAnalyzer介绍我们可以导出图像，图片数据以及活动窗口的图形数据。保存当前窗口下的图形数据.csv格式，可以选择存数据窗口1窗口2两个窗口下的图形全部保存如果当前活动窗口为窗口1，该窗口下modualtedsignal和chirp图形全部保存。如果当前活动窗口的活动图形为chirp，只有该图形被保存。编辑全局参数把比特速率从4Gbps降到1Gbps双击仿真系统背景窗口，调出全局参数编辑器查看仿真结果全局参数时间窗口TimeWindow设置数据块的持续时间,单位秒，一般设置为包含整数个符号。时间窗口决定了谱的分辨率，时间窗口越大，谱的分辨率越高例如：TimeWindow=32/1e9nBitRateDefault时间窗口参数的影响Discretizationerror!全局参数采样率SampleRateDefault定义了每比特周期内的样点数目，每个符号包含的样点数目必须为整数。SampleRate定义仿真的带宽和信号的时间分辨率。SampleRate越大，时间分辨率就越大。例如：SampleRateDefault=128*1e9BitRateDefaultmSampleRate的影响TimeWindow=64nsDiscretizationerrors!自己创建参数在REModule-DirectModulation这个例子中，双击背景，打开系统参数编辑器，创建一个新的类：Physical.点击在该类下插入一个新的参数C，默认值设为2.998e8m/s.编辑CW激光器的EmissionFrequency参数为C/1550e-9.自己创建系统创建自己数据的快捷方式1.在C盘下创建目录:C:/Trarining2.打开ShortcutManager3.添加C：/Training的快捷路径4.选中library按钮，允许这个文件中的客户模块以lin