Xác định số kênh cực đại trong hệ thống sợi quang - vô tuyến băng tần cao cho thông tin di động thế hệ mới

Bài viết Xác định số kênh cực đại trong hệ thống sợi quang - vô tuyến băng tần cao cho thông tin di động thế hệ mới khảo sát mô hình tính toán hệ thống truyền dẫn tín hiệu vô tuyến sóng milimét qua sợi quang ghép kênh theo bước sóng (WDM MMW/RoF) với khoảng cách truyền dẫn lớn sử dụng bộ khuếch đại quang EDFA đặt tại các vị trí khác nhau trên đường truyền và sử dụng máy thu Coherence để tăng độ nhạy cho hệ thống.

Nguyễn Văn Tuấn 68 XÁC ĐỊNH SỐ KÊNH CỰC ĐẠI TRONG HỆ THỐNG SỢI QUANG - VÔ TUYẾN BĂNG TẦN CAO CHO THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ MỚI DETERMINING MAXIMUM NUMBER OF CHANNELS IN FIBER OPTICAL-WIRELESS HIGH BAND SYSTEM FOR NEW GENERATION MOBILE COMMUNICATIONS Nguyễn Văn Tuấn Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; nvtuan@dut.udn.vn Tóm tắt - Bài báo khảo sát mơ hình tính tốn hệ thống truyền dẫn tín hiệu vơ tuyến sóng milimét qua sợi quang ghép kênh theo bước sóng (WDM MMW/RoF) với khoảng cách truyền dẫn lớn sử dụng khuếch đại quang EDFA đặt vị trí khác đường truyền sử dụng máy thu Coherence để tăng độ nhạy cho hệ thống Sau đó, xác định tỉ số tín hiệu nhiễu (SNR), tỉ lệ lỗi bit (BER) hệ thống Tiếp đến, báo lập lưu đồ thuật tốn tính tốn số kênh quang cực đại tương ứng với vị trí khác EDFA đặt đường truyền thay đổi công suất máy phát đưa vào kênh, độ khuếch đại EDFA, công suất dao động nội máy thu Coherence cho chất lượng hệ thống thỏa mãn yêu cầu cho trước Trên sở đó, tác giả lập thành bảng thống kê vẽ đồ thị biểu diễn số kênh truyền cực đại hệ thống vị trí đặt EDFA khác thuận tiện cho cơng tác thiết kế, xây dựng khai thác hệ thống thực tế Abstract - In this paper, we investigate a calculating model of WDM Milimeter-Wave (MMW) Radio-over-Fiber Communication System (WDM MMW/RoF) with long distance using EDFA located at different positions on the link and Coherent receiver for enhancing the system’s sensitivity We then determine the SNR, BER of this system After that, algorithm chart is built to calculate and determine maximum number of optical channels corresponding to each different position of EDFA on the link when we change channel power launched to the fiber, EDFA gain, oscillator power of coherent receiver so that system quality satisfies the given requirements Based on data collected, we build statistic table and draw graph to show maximum number of channels corresponding to different positions These results are useful for designing, building and exploiting this WDM MMW/RoF system in reality Từ khóa - WDM; MMW; RoF; Coherence; thuật toán; SNR; BER Key words - WDM; MMW; RoF; Coherent; algorithm; SNR; BER Đặt vấn đề Công nghệ IoT thông tin di động hệ cần sở hạ tầng mạng cung cấp băng thông rộng để đáp ứng với nhu cầu thơng tin tích hợp đồng thời nhiều loại hình dịch vụ băng rộng từ thiết bị thông tin liên lạc khác Đặc biệt vài năm gần đây, nhu cầu thông tin di động băng tần rộng tăng lên nhanh chóng Trên tồn cầu, lưu lượng liệu di động tăng gấp lần từ năm 2017 đến năm 2022, với tốc độ tăng trưởng 46% đạt 77,5 exabyte tháng vào năm 2022 (một exabyte tỉ gigabyte) Lưu lượng truy cập từ thiết bị không dây thiết bị di động chiếm 71% tổng lưu lượng IP vào năm 2022 [1], [2] Trong bối cảnh đó, hệ thống thơng tin quang-vơ tuyến MMW/RoF (Milimeter Wave Radio-over-Fiber) gọi hệ thống truyền dẫn fronthaul di động (Mobile Fronthaul) tập trung nghiên cứu để truyền tín hiệu di động trạm trung tâm CS (Central Station) đầu cuối vô tuyến xa RRH (Remote Radio Head) mạng thông tin di động [3], [6] Với ưu điểm vượt trội băng thông rộng công nghệ quang tử sợi quang việc xử lý truyền tín hiệu hệ thống MMW/RoF cho phép tăng đáng kể dung lượng, giảm trễ tín hiệu, lượng tiêu thụ, chi phí độ phức tạp mạng thơng tin di động Do đó, xu ứng dụng tất yếu hệ thống thông tin di động hệ (5G sau 5G) Đặc biệt, tiềm ứng dụng vào hệ thống MMW/RoF khoảng cách truyền dẫn lớn để thông tin di động liên lạc đất liền đảo lớn Áp dụng cụ thể vào vùng biển nước ta: Việt Nam có 3.000 hịn đảo lớn, nhỏ có quần đảo, đảo lớn Hoàng Sa, Trường sa, Phú quốc, Côn đảo Đảo Việt Nam chia thành hệ thống đảo ven bờ hệ thống đảo xa bờ Hệ thống đảo ven bờ có khoảng 2.800 đảo Các đảo cách đất liền nước ta từ vài km đến vài trăm km [4] Những năm gần đây, việc thông tin liên lạc dân cư đảo với đất liền khơng thuận lợi, sử dụng dịch vụ VSAT truyền dẫn IP từ vệ tinh VINASAT1 VINASAT2 Việt Nam, chủ yếu dịch vụ truyền hình truyền số liệu chiều Bài toán đặt làm tăng cường thông tin liên lạc cung cấp nhiều dịch vụ băng rộng cho dân cư đảo thông tin di động hệ đất liền Giải pháp hữu hiệu trường hợp xây dựng trạm thu phát gốc BTS đất liền đảo, sau liên lạc chúng cáp quang thả biển Để tăng khoảng cách truyền dẫn lên đến vài trăm km, lắp đặt khuếch đại quang đường truyền Kỹ thuật RoF cho phép truyền trực tiếp tín hiệu sóng mang thơng tin di động 3G, 4G dải tần vô tuyến vài GHz thông tin di động hệ dải tần vô tuyến băng tần cao (vài chục GHz đến vài trăm GHz) qua sợi quang xuyên biển, lên đảo để đến trạm BTS phát trực tiếp cho điện thoại di động người dân đảo theo hướng ngược lại Để tăng khoảng cách truyền dẫn biển tăng dung lượng thông tin, báo khảo sát hệ thống ghép kênh quang theo bước sóng (WDM) sử dụng khuếch đại quang sợi (EDFA) máy thu Coherence EDFA bù tổn hao sợi quang máy thu Coherence cho phép tăng độ nhạy nhờ phối hợp cơng suất tín hiệu quang đến đầu vào máy thu công suất quang đủ lớn dao động nội máy thu Tuy nhiên, chất lượng tín hiệu nhận máy thu phụ thuộc vào nhiều thông số số kênh quang truyền sợi, tổng công suất quang đưa vào sợi (PTXtotal), công suất quang dao động nội máy thu Coherence (PLO), độ khuếch đại EDFA (G), đồng thời phụ thuộc vào vị trí đặt EDFA đường truyền Đặc biệt, tăng số ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 17, NO 5, 2019 69 kênh quang để tăng dung lượng kênh ảnh hưởng, tác động lẫn nhau, sinh nhiều sóng quang hiệu ứng phi tuyến sợi làm chất lượng máy thu suy giảm… Bài toán đặt với khoảng cách truyền dẫn (L) cho trước, tương ứng với vị trí đặt EDFA đường truyền cần xác định PTXtotal, PLO, G để số kênh quang cực đại cho SNR thỏa mãn yêu cầu cho trước Để giải tốn này, nhóm tác giả lập lưu đồ thuật tốn tính tốn để xác định tập giá trị thơng số nêu để hệ thống truyền dẫn tối đa dung lượng thông tin mà thỏa mãn yêu cầu chất lượng đặt Số kênh cực đại xác định tương ứng với nhiều vị trí đặt EDFA đường truyền Bài báo mở rộng tài liệu tham khảo [5], vị trí EDFA đặt vị trí đường truyền thay đặt trước máy thu (tiền khuếch đại) [5] Nếu [5] dừng lại việc khảo sát đặc tính (SNR BER) tương ứng với số kênh định báo mở rộng cách xây dựng lưu đồ thuật tốn để tính tốn xác định số kênh truyền quang cực đại nhiều vị trí đặt EDFA đường truyền Mơ hình tính tốn biểu thức SNR, BER Hình biểu diễn mơ hình tính tốn hệ thống WDM MMW/RoF sử dụng máy thu Coherence EDFA vị trí đường truyền Tín hiệu số từ thơng tin di động kênh thứ i đưa vào điều chế RF để điều chế số ASK sóng mang vơ tuyến, băng tần cao (hàng chục đến hàng trăm GHz) Sau đó, đưa vào điều chế quang để điều chế Laser phát quang bước sóng i theo phương pháp điều chế AM nên phổ tín hiệu quang có vạch phổ Hình Tiếp đến, tín hiệu quang đưa qua ghép quang để ghép nhiều kênh đưa vào sợi quang truyền đến cuối tuyến Tại đây, tín hiệu quang bước sóng i qua lọc quang lọc lấy bước sóng i đưa vào máy thu Coherence thứ i để giải điều chế quang, khơi phục sóng vơ tuyến RF mang tín thơng tin di động Tín hiệu sau vào trạm BTS, khuếch truyền đến mạng điện thoại di động/máy điện thoại di động Kỹ thuật WDM cho phép ghép N kênh quang cách sử dụng N điều chế quang, N Laser phát quang, N máy thu Coherence Cơng suất tín hiệu điện đầu photodiode giải điều chế quang biểu diễn sau [5]: 1 Psignal = RL I p = RL (2 R PS PLO cos  (t )) 4 = RL R PS PLO cos  (t ) (1) Trong đó: RL điện trở tải photodiode [Ω] PS[W], PLO[W] công suất quang đến máy thu công suất quang từ Laser dao động nội Thông thường người ta chọn PLO >> PS R hệ số chuyển đổi quang điện, cosθ(t) thể độ lệch phân cực hai sóng quang Hệ thống sử dụng EDFA ghép kênh quang theo bước sóng nên xuất loại nhiễu trội miền quang, tác động đến ngõ vào máy thu nhiễu phát xạ tự phát ASE nhiễu trộn bốn bước sóng FWM Các loại nhiễu sau vào máy thu, qua photodiode, chuyển đổi sang miền điện tạo loại nhiễu điện Ngồi ra, tín hiệu Hình Mơ hình hệ thống WDM/MMW/RoF quang đến đầu vào máy thu tín hiệu quang tạo từ dao động nội sau qua photodiode tạo thành phần nhiễu điện Do đó, tổng cơng suất nhiễu (PNoiseTotal) bao gồm công suất: nhiễu bắn (  SH RL ), nhiễu nhiệt 2 (  TH RL ), nhiễu phách (  ASE RL ) biểu diễn sau [5], [7], [8], [9]: PNoiseTotal =  2 RL = ( SH +  ASE +  2TH ) RL  SH = =2 TH = SH _ S  e2 hf + SH _ LO + SH _FWM + (2) SH _ ASE (3) ( GPphat + PLO + PFWM ( f )) Be + 4 e 2 b nsp (G − 1) Be Bo KTBe RL (4)  ASE =  ASE _ S +  ASE _ LO +  ASE _FWM +  ASE _ ASE +  FWM_ S +  FWM_ LO =4 ( e) ( GPphat + PLO + PFWM ( f )) b nsp (G − 1) Be hf  e  + 4( e) [ b nsp (G − 1)]2 Be Bo +   ( GPphat + PLO ) PFWM ( f )  hf  (5) Với: Be [Hz] Bo [Hz] băng thông nhiễu điện máy thu lọc quang Pphat [W] công suất phát kênh đưa vào sợi quang nsp hệ số nhiễu phát xạ tự phát EDFA  hiệu suất lượng tử photodiode, e điện tích electron hf lượng photon ánh sáng đến α [1/lần] tổn hao công suất sợi gây toàn tuyến αb [1/lần] tổn hao cơng suất sợi gây tính từ EDFA đến máy thu G độ khuếch Nguyễn Văn Tuấn 70 đại EDFA K [J/ K] số Boltzmann T [ K] nhiệt độ máy thu Cơng suất nhiễu trộn bước sóng (tổng nhiễu tích lũy) tần số fh tính theo biểu thức [10]: (6) P ( f ) =   P ( f ) o FW M h o f k = fi + f j − f h pqr fi Lưu đồ thuật tốn tính tốn số kênh cực đại tương ứng với vị trí đặt EDFA đường truyền h fj Với fi, fj, fk tần số kênh N kênh Hệ thống khảo sát gồm phân đoạn L1 = L(11 ) + L(21 ) L2 = L(12 ) + L(22 ) cơng nhiễu thành phần Ppqr ( f h ) biểu diễn sau [10]: Ppqr ( f h ) = P3 1024 phat (2)  ( d  ) exp  −(1 ( L1(1) + L1(2) ) +  ( L(1) + L2 ))   n04  c Aeff2 (1)   G exp  −(1 L1(1) +  L(1) ) + i  − exp(−1 + i1 ) L1(1)  +    − i   1   G  (1)    − exp ( −  + i   ) L 2    exp (−1 + i1 ) L1(1)        − i    2  (7) Trong đó: 1, 2,  (1) định nghĩa [5] L1 = L + L L2 = L1 + L2 tương ứng với phân đoạn (giữa khuếch đại EDFA), (1) phân đoạn (chẳng hạn L1 ) sử dụng đoạn L1 sợi quang (1) (2) (1) (2) (1) đơn mode (SMF) đoạn L2 sợi quang tán sắc dịch chuyển (DSF) theo phương pháp bù tán sắc hoàn toàn: D1L(11 ) + D2 L(21 ) = D D tương ứng hệ số tán sắc sợi SMF sợi DSF c [m/s] vận tốc ánh sáng; n0 chiết suất sợi;  [m] bước sóng; d hệ số suy giảm (d =3 i = j  k, d = i  j  k);  [m3/W.s] độ cảm ứng phi tuyến bậc 3; Aeff [m2] diện tích hiệu dụng lõi sợi 1,2 [1/m] suy hao loại sợi SMF DSF D1,2(k) [s/m2] tán sắc loại sợi bước sóng k dD1,2/d [s/m3] độ biến thiên tán sắc sợi Từ biểu thức (1) đến (7), tỉ số cơng suất tín hiệu cơng suất nhiễu (SNR) đầu photodiode giải điều chế quang kênh h tương ứng với tần số fh N kênh biểu diễn sau: P (f ) SNR( f h ) = signal h PNoiseTotal ( f h ) (8) Tín hiệu quang sau tách sóng xử lý máy thu Coherence khơi phục thành tín hiệu dạng sóng vơ tuyến tần số RF băng tần cao (sóng milimetMMW) mang thông tin di động (hoặc liệu) Quan hệ BER SNR theo phương pháp giải điều chế ASK biểu diễn biểu thức [7], [8], [9]: BER = 0,5erfc( SNR ) (9) Hình Lưu đồ thuật tốn tính tốn số kênh cực đại tương ứng với vị trí đặt EDFA đường truyền Khi ta tăng số kênh truyền dung lượng hệ thống tăng lên nhiễu trộn bước sóng tăng theo nên tỉ số SNR hệ thống giảm Ngoài ra, SNR bị ảnh hưởng thơng số như: PTXtotal, G, PLO, vị trí đặt EDFA đường truyền Do đó, với việc tăng số kênh truyền N đưa vào sợi, cần phải xác định giá trị tổ hợp thông số nêu để SNR ngõ máy thu đạt giá trị tốt giá trị phải lớn giá trị chuẩn (SNRref) theo yêu cầu cho trước hệ thống Khoảng cách truyền dẫn chọn 150km, tốc độ liệu kênh 1Gb/s, tổng cơng suất quang tín hiệu (PTXtotal) đưa vào sợi chọn không đổi 100mW (20dBm) để bỏ qua loại nhiễu tượng phi tuyến sợi tạo tự điều chế pha SPM, điều chế pha chéo XPM… nhằm tăng chất lượng hệ thống [11] Quá trình thực thi thuật toán để xác định số kênh quang tối đa truyền hệ thống trình bày tóm tắt sau: Thuật tốn thực thi vịng lặp: - Vịng lặp thứ 1: duyệt giá trị hệ số khuếch đại (G) EDFA, G chạy từ 10dB đến 40dB (là dải giá trị tiêu biểu EDFA) [12], bước chạy 1dB - Vòng lặp thứ 2: duyệt giá trị công suất quang (PLO) dao động nội: PLO chạy từ 0dBm đến 5dBm (là dải giá trị tiêu biểu PLO) [13], [14], bước chạy 1dBm ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 17, NO 5, 2019 - Vòng lặp thứ 3: ứng với cặp giá trị G PLO, thuật toán thực thi việc tính tốn SNR tất N kênh theo biểu thức (9), xác định SNR kênh N kênh có giá trị nhỏ (SNRmin) để so sánh với SNRref (vì kênh có SNR nhỏ mà đạt yêu cầu tất kênh khác vượt yêu cầu chất lượng đề hệ thống) Trường hợp SNRmin lớn SNRref có nghĩa là, hệ thống cịn tăng thêm số kênh để tăng thêm dung lượng truyền tải mà đảm bảo yêu cầu chất lượng cho trước hệ thống Đến SNRmin vừa đạt giá trị nhỏ SNRref thuật tốn thực thi hai vòng lặp cách tăng giá trị G PLO bước, sau lặp lại việc kiểm tra so sánh tỉ số tín hiệu nhiễu Các vòng lặp tiếp tục SNRmin vừa nhỏ SNRref xuất giá trị số kênh cực đại tương ứng với bước trước (SNRmin ≥SNRref) với giá trị tương ứng G, PLO Điều có nghĩa thuật tốn xác định tổ hợp giá trị (G, PLO) cho số kênh quang đạt giá trị cực đại tương ứng với vị trí EDFA đặt đường truyền Ta tiến hành tương tự với vị trí EDFA khác nhau, chẳng hạn cách máy phát 0km, 10km, 20km, … 130km, 140km 150km có giá trị số kênh N cực đại tương ứng với tất vị trí 4.1 Quan hệ số kênh quang cực đại hệ số khuếch đại EDFA Các đường đặc tính biểu diễn mối quan hệ số kênh quang cực đại G EDFA tương ứng với vị trí đặt EDFA giá trị khác công suất quang dao động nội thể Hình 3, 4, 5, 6, Hình Quan hệ số kênh N theo G EDFA đặt cách máy phát 10 km Kết tính tốn thảo luận Bảng trình bày thơng số tính tốn hệ thống WDM MMW/RoF sử dụng EDFA máy thu Coherence để tính số kênh quang cực đại hệ thống Bảng Các thông số hệ thống WDM MMW/RoF sử dụng khuếch đại EDFA máy thu Coherence Thông số Định nghĩa RL Điện trở tải photodiode 50Ω Rb Tốc độ bit kênh Gbit/s L Chiều dài sợi quang 150 km fRF Tần số RF (được chọn cho thông tin di động hệ nên có giá trị lớn: 20GHz) 20 GHz G Độ khuếch đại EDFA 10 dB-40 dB[12] nsp Hệ số nhiễu phát xạ tự phát EDFA 1.26 min-max Dải bước sóng ánh sáng (băng C) 1525nm-1565nm PLO Công suất quang Laser dao động nội dBm – +5 dBm[13],[14] PTXtotal Tổng công suất quang đưa vào sợi 20 dBm  Độ cảm ứng phi tuyến bậc 4.10-15 m3/W.s Aeff Diện tích hiệu dụng lõi sợi 50.10-12 m2 D1 Hệ số tán sắc sợi mode SMF 18ps/nm.km D2 Hệ số tán sắc sợi tán sắc dịch chuyển DSF -2ps/nm.km dD1,2/d Độ biến thiên tán sắc sợi 70[s/m3] 71 Giá trị đơn vị Hình Quan hệ số kênh N theo G EDFA đặt cách máy phát 50 km Hình Quan hệ số kênh N theo G EDFA đặt cách máy phát 90 km Nguyễn Văn Tuấn 72 4.2 Thống kê kết thảo luận Bảng thống kê số kênh quang cực đại theo vị trí đặt EDFA tương ứng với giá trị PLO khác Số kênh quang cực đại tương ứng với giá Khoảng cách từ trị công suất quang dao động nội máy thu: PLO [dBm] EDFA đến máy phát dBm dBm dBm dBm dBm dBm Hình Quan hệ số kênh N theo G EDFA đặt cách máy phát 110 km km 20 19 19 17 14 13 10 km 32 28 25 23 21 21 20 km 48 39 38 38 31 31 30 km 59 52 52 48 38 38 40 km 75 68 62 56 51 46 50 km 88 75 70 62 53 50 60 km 95 82 78 69 61 59 70 km 107 93 87 75 70 62 80 km 112 98 90 82 75 67 90 km 118 105 95 88 80 70 100 km 120 108 98 88 80 71 110 km 107 95 90 81 79 69 120 km 84 78 75 70 65 62 130 km 57 55 54 52 50 48 140 km 34 34 33 33 32 31 150 km 27 27 27 26 26 25 Hình Quan hệ số kênh N theo G EDFA đặt cách máy phát 140 km 140 Từ đồ thị Hình 3, Hình 4, Hình 5, Hình Hình ta thấy, tăng dần công suất quang dao động nội từ giá trị PLO = 0dBm đến PLO = 5dBm số kênh quang truyền sợi tăng lên Điều giải thích dựa vào biểu thức (1) ta thấy, tăng PLO cơng suất tín hiệu điện Psignal đầu photodiode tăng, dẫn đến tử số biểu thức (8) tỉ số SNR tăng; cơng suất nhiễu EDFA cơng suất nhiễu trộn bốn bước sóng (PFWM) khơng phụ thuộc vào PLO nên tỉ số SNR tăng làm cho số kênh quang tăng lên Đồng thời hình ta thấy, đường đặc tuyến có điểm cực đại (số kênh cực đại) tương ứng với giá trị hệ số khuếch đại G (Hình 3, 4) khoảng giá trị G (Hình 5, 7) Trong Hình Hình 4, số kênh cực đại đặc tuyến tương ứng với giá trị G = 10dB; Hình số kênh cực đại đặc tuyến tương ứng với khoảng giá trị G từ (15-20)dB Ngoài ra, EDFA đặt xa máy phát đặc tuyến đạt giá trị cực đại tương ứng với hệ số khuếch đại G ngày tăng lên Chẳng hạn EDFA cách máy phát từ 10km đến 50km G =10 dB, khoảng cách 90km, 110km 140km số kênh cực đại đặc tuyến tương ứng với dải giá trị G (14-15)dB, (16-17)dB (15-20)dB 120 SỐ KÊNH QUANG CỰC ĐẠI Bảng thống kê số kênh quang cực đại tương ứng với vị trí đặt EDFA đường truyền giá trị khác công suất quang dao động nội máy thu 100 80 60 40 20 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 KHOẢNG CÁCH TỪ EDFA ĐẾN MÁY PHÁT (KM) Plo=5dBm Plo=3dBm Plo=1dBm Plo=4dBm Plo=2dBm Plo=0dBm Hình Quan hệ số kênh quang cực đại vị trí đặt EDFA đường truyền Kết thống kê Bảng biểu diễn dạng đồ thị Hình - mơ tả số kênh quang cực đại tương ứng với vị trí đặt EDFA đường truyền giá trị khác công suất quang dao động nội máy thu ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 17, NO 5, 2019 Qua ta thấy, tăng dần công suất quang dao động nội từ giá trị PLO = 0dBm đến PLO = 5dBm số kênh quang cực đại hệ thống tăng lên, nghĩa dung lượng hệ thống tăng lên Điều giải thích Laser dao động nội máy thu (trong Hình 1) cung cấp nguồn ánh sáng quang để phối hợp với tín hiệu quang đến (rất bé suy hao tuyến sợi quang) nhằm tăng cường cơng suất quang đến máy thu nên đóng vai trị tiền khuếch đại Vì vậy, PLO tăng lên cơng suất tín hiệu tỉ lệ với PLO tăng, làm tăng tỉ số SNR (biểu thức (8)) số kênh quang cực đại đạt tăng lên Chẳng hạn, EDFA cách máy phát 100 km số kênh quang cực đại đặc tuyến tương ứng với P LO = 0dBm, 1dBm, 2dBm, 3dBm, 4dBm 5dBm 71, 80, 88, 98, 108 120 kênh Ngoài ra, đặt EDFA xa máy phát (từ 0km đến khoảng 90km) số kênh cực đại đặc tuyến theo xu hướng tăng lên đạt giá trị cực đại tương ứng với khoảng cách từ máy phát đến EDFA 100km Sau đó, số kênh quang cực đại giảm nhanh đặt EDFA xa máy phát (từ 110km đến 150km (cuối tuyến) Kết luận Trên sở đề xuất mơ hình xây dựng biểu thức tính tốn hiệu hệ thống WDM MMW/RoF sử dụng máy thu Coherence kết hợp khuếch đại EDFA, báo lập lưu đồ thuật tốn tính tốn số kênh quang cực đại tương ứng với vị trí khác EDFA đặt đường truyền thay đổi công suất máy phát đưa vào kênh, độ khuếch đại EDFA, công suất dao động nội máy thu Coherence cho chất lượng hệ thống thỏa mãn yêu cầu cho trước Trên sở đó, báo lập thành bảng thống kê vẽ đồ thị biểu diễn số kênh truyền cực đại hệ thống vị trí đặt EDFA khác Kết 73 thu báo sử dụng hiệu thuận tiện công tác thiết kế, xây dựng khai thác hệ thống thực tế TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cisco System Inc., “Cisco Visual Networking Index: Forecast and Trends, 2017–2022” White Paper, 26/11/2018 [2] P Rost et al., “Mobile network architecture evolution toward 5G” IEEE Communication Magazine, Vol 54, No 5, pp 84-91, 2016 [3] T S Rappaport et al., "Millimeter Wave Mobile Communications for 5G Cellular: It Will Work!”, IEEE Access, vol 1, pp 335-349, 2013 [4] https://vi.wikipedia.org/wiki/Danh_s%C3%A1ch_%C4%91%E1% BA%A3o_Vi%E1%BB%87t_Nam [5] Nguyễn Văn Tuấn, Nguyễn Văn Điền, “Khảo sát hiệu hệ thống thông tin quang WDM MMW/RoF sử dụng tiền khuếch đại quang máy thu Coherence”, Tạp chí khoa học cơng nghệ Đại học Đà Nẵng, số 5(126), Quyển 1, trang 120-124, năm 2018 [6] D Novak et al., "Radio-Over-Fiber Technologies for Emerging Wireless Systems”, in IEEE Journal of Quantum Electronics, vol 52, no 1, pp 1-11, Jan 2016 [7] K Kikuchi, "Fundamentals of Coherent Optical Fiber Communications”, in Journal of Lightwave Technology, vol 34, no 1, pp 157-179, Jan.1, 2016 [8] Govind P Agrawal, “Fiber-Optic Communication Systems”, John Wiley & Sons, Inc., NewYork, third Edition, 2002 [9] G Keiser, Optical Fiber Communications, 3rd ed., McGraw-Hill, Inc., 2000 [10] W Zeiler, F D Pasquale, P Bayel, Member, IEEE, J Midwinter, Fellow IEEE, “Modeling of four-wave mixing and gain peaking in amplified WDM optical communication systems and networks”, Journal of Lightwave Technology, Vol 14, No 9, September 1996 [11] Yasin M., Karfaa, M Ismail, F.M Abbou, A.S Shaari, “Theorical Evaluation of Nonlinear Effects on Optical WDM with Various Fiber Types”, IIUM Engineering Journal, Vol 9, No 2, 2008 [12] https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_ID=10680 [13] http://www.idealphotonics.com/mod_product-view-p_id-864.html [14] http://pdf1.alldatasheet.com/datasheetpdf/view/413578/OPTOWAY/DL-5100_07.html (BBT nhận bài: 09/3/2019, hoàn tất thủ tục phản biện:20/5/2019) ... 150km có giá trị số kênh N cực đại tương ứng với tất vị trí 4.1 Quan hệ số kênh quang cực đại hệ số khuếch đại EDFA Các đường đặc tính biểu di? ??n mối quan hệ số kênh quang cực đại G EDFA tương... để tính số kênh quang cực đại hệ thống Bảng Các thông số hệ thống WDM MMW/RoF sử dụng khuếch đại EDFA máy thu Coherence Thông số Định nghĩa RL Điện trở tải photodiode 50Ω Rb Tốc độ bit kênh Gbit/s... giá trị G (1 4-1 5)dB, (1 6-1 7)dB (1 5-2 0)dB 120 SỐ KÊNH QUANG CỰC ĐẠI Bảng thống kê số kênh quang cực đại tương ứng với vị trí đặt EDFA đường truyền giá trị khác công suất quang dao động nội máy