Ghép kênh theo bước sóng mật độ cao (dwdm) và thiết kế tuyến truyền dẫn quang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG MẬT ĐỘ CAO(DWDM) VÀ THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN DẪN QUANG NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MÃ SỐ:23.04.3898 NGUYỄN THẾ NGỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS NGUYỄN VŨ SƠN HÀ NỘI 2007 LỜI CAM ĐOAN Em cam đoan Luận văn nghiên cứu em Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố Luận văn khác Các số liệu mơ thích, trích dẫn tham khảo từ báo, tài liệu gốc cụ thể Học viên thực Nguyễn Thế Ngọc MỤC LỤC Trang Trang LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG 10 MỞ ĐẦU 14 CHƯƠNG I CƠ SỞ GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG 16 1.1 Giới thiệu công nghệ ghép kênh theo bước sóng 16 1.2 Kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng ( WDM) 20 1.3 Giới thiệu phần tử WDM làm việc theo nguyên lý tán góc 22 1.3.1 Dùng lăng kính làm phần tử tán góc 22 1.3.2 Dùng cách tử làm phần tử tán góc 23 1.3.2.1 Hiện tượng tán sắc ánh sáng cách tử 23 1.3.2.2 Cách tử Bragg 24 1.4 Các lọc điện môi thiết bị WDM 27 1.4.1 Phương pháp lọc điện môi đa lớp sử dụng thiết bị WDM 27 1.4.2 Các thiết bị lọc điện môi đa lớp 29 1.5 Một số kỹ thuật khác sử dụng ghép kênh WDM 31 1.5.1 Thiết bị WDM ghép sợi 31 1.5.2 Kỹ thuật dùng chung chức quang SOFT (SOFT: shared optical function technolopy) 33 1.5.3 Bộ ghép kênh điều hưởng ( Tulable) 35 1.5.3.1 Thiết bị lọc Fabry – Perot 36 1.5.3.2 Thiết bị lọc quang âm (tunable acousto-optic filters) 37 1.5.4 AWG nét công nghệ thiết bị WDM 38 1.6 Kết luận 43 CHƯƠNG II MỘT SỐ VẤN ĐỀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN QUANG GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG 44 2.1 Xuyên âm kênh 44 2.1.1 Khoảng cách kênh bước sóng 44 2.1.2 Độ rộng phổ yêu cầu nguồn phát 47 2.1.3 Xuyên âm kênh bước sóng 49 2.2 Suy hao Quỹ công suất hệ thống thông tin WDM 49 2.3 Tán sắc bù tán sắc 50 2.3.1 Khái niệm tán sắc mode phân cực PMD 51 2.3.2 Nguyên nhân tán sắc mode phân cực PMD 52 2.3.2 Ảnh hưởng PMD lên quỹ công suất hệ thống truyền dẫn 52 2.4 Ảnh hưởng hiệu ứng phi tuyến 53 2.4.1 Hiệu ứng SPM (Self Phase Modulation) 54 2.4.2 Hiệu ứng XPM ( Cross Phase Modulation) 55 2.4.3 Hiệu ứng FWM (Four Wave Mixing) 56 2.4.4 Hiệu ứng SRS (Stimulated Raman Scattering) 58 2.4.5 Hiệu ứng SBS (Stimulated Brillouin Scattering) 59 2.5 Kết luận 60 CHƯƠNG III PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN DẪN QUANG GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG 61 3.1 Cấu trúc tuyến thông tin quang ghép kênh theo bước sóng 61 3.2 Phân tích u cầu thực thiết kế tuyến truyền dẫn quang theo công nghệ DWDM 63 3.2.1 Thiết kế dựa quĩ công suất 64 3.2.2 Thiết kế dựa quĩ thời gian lên (rise-time budget) 65 3.2.3 Thiết kế dựa OSNR (Optical signal to noise ratio) 67 5.2.3.1 Tổng quan OSNR 67 3.2.3.2 Kết tính tốn mô 70 3.2.3.3 Tính tốn OSNR tuyến truyền dẫn mạng đường trục DWDM VNPT 77 3.2.4 Thiết kế dựa bù tán sắc 81 3.3 Thực trạng mạng truyền dẫn VNPT 84 3.4 Các thành phần mạng thơng tin quang ghép kênh theo bước sóng mật độ cao (DWDM) 92 3.4.1 Thiết bị khuyếch đại quang sợi 92 3.4.2 Khối tách / ghép kênh (MUX / DEMUX) 96 3.4.3 Thiết bị OADM 97 3.4.3.1 Chức thiết bị OADM 97 3.4.3.2 OPM – module giám sát hệ thống OADM: 101 3.4.3.3 Module điều chỉnh cần tán sắc DEM: 102 3.4.3.4 Một số sản phẩm OADM thương mại 103 3.4.4 Thiết bị kết nối chéo quang OXC 105 3.4.5 Repeater 106 3.5 Những yếu tố gây suy giảm chất lượng cần xem xét thiết kế hệ thống WDM 106 3.5.1 Thiệt thịi cơng suất tán sắc gây 107 3.5.2 Thiệt thịi cơng suất chirp gây 108 3.5.3 Thiệt thịi cơng suất ảnh hưởng yếu tố phi tuyến 109 3.5.4 Thiệt thòi công suất xuyên kênh MUX/DEMUX 110 3.6 Kết luận 112 KẾT LUẬN CHUNG 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO 114 TÓM TẮT LUẬN VĂN 115 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ADM Add/Drop multiplexer: Bộ ghép kênh xen/rẽ APD Avalanche photo Diode: Điốt quang thác APD ASE Amplified Spontaneous Emision: Bức xạ tự phát khuyếch đại ATM Ansynchronous Transfer Mode: Kiểu truyền dẫn không đồng AWG Array Wave Grating: Cách tử AWG BA Booster Amplifier: Bộ khuyếch đại công suất đầu phát BER Bit Error Ratio: Tỉ lệ lỗi bit DCF Dispersion Compensation Firber: Sợi bù tán sắc DCG Dispersion Compensation Grating: Cách tử bù tán sắc DCM Dispersion Compensator Module: Module bù tán sắc DEM Dispersion Equalization Module: Module điều chỉnh bù tán sắc DGD Differential Group Delay: Trễ nhóm vi sai DSF Dispersion Shifted Fiber: Sợi tán sắc dịch chuyển DST Dispersion Supported Transmission : Phương thức truyền có hỗ trợ tán sắc DWDM Density Wavelength Division Multiplxer: Bộ ghép kênh theo bước sóng mật độ cao DXC Digital Cross Connect: Bộ đấu nối chéo EDFA Erbium Doped Amplifier: Khuyếch đại quang Erbium EDSFA Erbium Doped Silic Based Fiber Amplifier: Bộ khuyếch đại EDFA sử dụng bán dẫn Silic EDTFA Erbium Doped Tellurite Based Fiber Amplifier: Bộ khuyếch đại EDFA sử dụng bán dẫn Telurium FBG Fiber Bragg Grating: Cách tử sợi Bragg FTTH Fiber to the home : Sợi quang tới nhà FWM Four Wave Mixing: Hiệu ứng trộn bốn bước sóng IP Internet Protocol:Giao thức IP ISDN Intergrated Service Digital Network: Mạng số đa dịch vụ tích hợp LA Line Amplifier: Bộ khuyếch đại đường truyền LAN Local Area Network: Mạng nội LTmcs Line Temination for multichannel system: Kết cuối đường truyền cho hệ thống đa kênh LWPF Long Wavelength Pass Filter: Bộ lọc thơng dải bước sóng dài M_nREP Multichannel non Regenarative: đa kênh không trạm lặp MOR Multi- wavelength Optical Repeater: Trạm lặp đa kênh quang MS- Multiplex Secsion Share Protection Ring: Ring bảo vệ luồng SPRING đoạn ghép kênh NF Noise Figure: Hệ số tạp âm NL Non-Linear: Phi tuyến NrREG Non regenarative Repeater: Trạm lặp không tái sinh NRZ Non Return to Zero : Mã không trở OA Optical Amplifier : Bộ khuyếch đại quang OADM Optical Add/Drop Multiplexer: Bộ xen/rẽ bước sóng quang OAS_m Optical Amplifier Section for multichannel system: Đoạn khuyếch đại quang cho hệ thống đa kênh OC Optical Channel: Kênh quang ODM Optical Demultiplexer: Tách bước sóng quang OM Optical Multiplexer: Ghép bước sóng quang OPM Optical Performance Monitor: Thiết bị giám sát chất lượng mạng quang OSC Optical Supervisory/Service Channel: Kênh điều khỉên giám sát quang PA Preamplifier: Bộ tiền khuyếch đại PDH Plesiochronous Digital Hierarchy: Phân cấp số cận đồng PDL Polarization Dependent Loss: Suy hao phụ thuộc phân cực PIN Positive Intrinsic Nagative: Điốt PIN PLC Planar Lightwave Circuit: Vi mạch quang PMD Polarzation Mode Dispertion: Tán sắc mode phân cực REG Regenerator:Trạm lặp (3R) RS Regenerator Section: Đoạn lặp (3R) SBS Stimulated Brillouin Scattering: Tán xạ Brillouin SDH Sychronous Digital Hierarchy: Phân cấp đồng số SNR Signal to Noise Ratio : Tỷ số tín hiệu tạp âm SONET Sychronous Optical Network :Mạng quang đồng SPM Self Phase Mudulation : Tự điều pha SRS Stimulated Ramman Scattering: Tán xạ Ramman STM Synchronous Transport Module: Module truyền dẫn đồng SWPF Short Wavelength Pass Filter : Bộ lọc bước sóng ngắn TMN Telecommunication Management Network : Mạng quản lý Viễn thông WDM Wavelength Division Multiplexer: Bộ ghép kênh theo bước sóng XPM Cross Phase Modulation : Điều chế pha chéo Tầm quan trọng OPM địi hỏi chúng phải có độ tin cậy cao, có khả làm việc giới hạn rộng mơi trường, phải có tốc độ đo xử lý thật cao để tin mang tính thời việc quản lý mạng Chính vậy, việc tính tốn thiết kế để có vị trí thích hợp cho OPM mạng quan trọng Nói chung, OPM thực chất máy phân tích quang phổ Để đo xử lý phổ nguồn tín hiệu, người ta dùng phần tử quang tán sắc (cách tử) lọc thông băng hẹp (lọc điện môi – lọc âm học – lọc Fabry Perot) Có vài cơng nghệ cạnh tranh việc chế tạo thiết bị lõi cho OPM đạt yêu cầu nghiêm ngặt thiết bị Đó thiết kế dựa trên: cách tử lớn máy phân tích quang phổ truyền thống, cách tử nhiều màu kết hợp với ma trận dị tuyến tính, lọc Fabry-Perot băng hẹp điều chỉnh được, cách tử sợi Bragg băng thơng hẹp điều chỉnh Trong cơng nghệ sử dụng lọc Fabry-Perot băng hẹp điều chỉnh được, tra dùng Có nhiều nhà cung cấp thiết bị sử dụng lọc Fabry-Perot 3.4.3.3 Module điều chỉnh cần tán sắc DEM: Việc định tuyến, cấu hình lại lưu lượng bước sóng truyền sợi quang bước sóng sợi mạch vịng…ln địi hỏi nhà khai thác quan tâm đến vần đề tán sắc kênh bước sóng, cơng suất kênh bước sóng, tỷ số S/N… Chúng thiết phải hiệu chỉnh để phù hợp với tuyến lưu lượng mà tham gia Có thể có nhiều cách để hiệu chỉnh công suất tỷ số SNR Đơn giản thực hiệu chỉnh hệ số giảm hệ số khuyếch đại quang cho kênh khuyếch đại quang đường truyền Tuy nhiên, vấn đề tán sắc hiệu chỉnh cho kênh bước sóng địi hỏi thiết bị điều chỉnh tán sắc kiểm sốt từ xa, có khả quản lý vấn đề tán sắc 102 kênh bước sóng chuyển đổi lưu lượng Kết module kiểu cho phép kênh quang trì độ tán sắc mức cho phép cho dù chúng có bị chuyển mạch định tuyến sang bước sóng quang khác Các module điều chỉnh tán sắc tạo từ cách tử điều chỉnh độ bù tán sắc băng hẹp DCG đặt lõi sợi Những thiết bị hứa hẹn triển vọng tốt như: gọn nhẹ, chế tạo card mạng, nữa, tính ổn định cao khả tái cấu hình DCG làm cho chúng trở thành thiết bị lý tưởng mạng quang Các DCG sử dụng module điều chỉnh tán sắc DEM thiết kế băng phương pháp mặt nạ pha chụp ảnh Laser mẫu độ dài 10cm (holographically patterned phase masks), phương pháp hay sử dụng để sản xuất cách tử sợi Bragg chất lượng cao Tán sắc DCG điều chỉnh theo độ thay đổi chirp tuyến tính cách tử sợi Sản phẩm đạt dải tán sắc từ –1270 ps/nm đến –420 ps/nm, làm cho DCG trở thành sản phẩm nhiều hứa hẹn thiết bị mạng quang 3.4.3.4 Một số sản phẩm OADM thương mại Lucent – WaveStarTM OLS 40G: Lucent – WaveStarTM OLS 40G thiết bị OADM có tính mềm dẻo, độ tin cậy cao, kết hợp chức thiết bị đầu cuối WDM chức tách-ghép bước sóng, thiết bị kiểu T16λ, tốc độ 40 Gbps Cấu trúc gồm: Optical Multiplexing Unit (OMU) Optical Demultiplexing Unit (OdU) Nó bao gồm chức OA tự động, cho phép tăng cường tín hiệu quang Cho phép gia tăng số span nút đầu cuối span Tính kỹ thuật thiết bị: Optical Multiplexer/Demultiplexer Units (OMU/ODU) Có hai tuỳ chọn cho OMU WaveStarTM OLS 40G: 103 505A (8 bước sóng) 506A (16 bước sóng) Có hai tuỳ chọn cho ODU WaveStarTM OLS 40G: 605A (8 bước sóng)/ 606A (16 bước sóng; khơng có kênh giám sát đầu ra) 606B (16 bước sóng; có kênh giám sát đầu ra) Optical Amolifier (OA) Có hiển thị giám sát công suất Điều khiển công suất bơm, điều khiển mức khuyếch đại OA Cung cấp tín hiệu giám sát cổng vào-ra tách-ghép bước sóng Điều khiển nhiệt độ cho OMU ODU Optical Translator Unit (OTU) Các chức OTU: Chuyển đổi O-E Giám sát lỗi Quad Optical Translator Unit (QOTU) Mỗi card mạch QOTU chiếm khe giá OT, tối đa module Optical Translator Port Modules (OTPMs) OC-3/STM-4, or 150-750 Mb/s OTPMs are housed individually in QOTU ports 1, 2, and Control Complex Control circuit pack used in WaveStarTM OLS 40G are as follows: System controller (SYSCTL) System memory (SYSMEM) Tributary overhead controller (TOHCTL) OT controller (OTCTL – used in the OT) Nortel – Thiết bị xen rẽ cấu hình MOR/MOR PLUS Như đề cập phần thiết bị EDFA Nortel, MOR/MOR PLUS dạng tầng cho phép cấu hình thêm module OADM tầng khuyếch đại, 104 gọi “OADM building block” Sau cấu hình xen rẽ mà Nortel thiết lập (Hình 3.21 Hình 3.22) Hình 21.Kiến trúc OADM xen rẽ n bước sóng sử dụng MOR PLUS Hình 22.Kiến trúc OADM xen rẽ bước sóng sử dụng MOR PLUS 3.4.4 Thiết bị kết nối chéo quang OXC Một ứng dụng quan trọng chuyển mạch quang module thiết bị kết nối chéo quang OXC OXC kết cấu chuyển mạch động với nhiệm vụ kết nối sợi quang M sợi đầu vào với 105 sợi quang vào N sợi đầu hệ thống DWDM OXC đóng vai trị vừa thiết bị định tuyến bước sóng quang, vừa thiết bị chuyển mạch bảo vệ mạng quang, kết nối vịng Ring… Hình 23.OXC với kết cấu chuyển mạch Vấn đề cách thực để có OXC cỡ lớn, non-blocking cấu hình mạng Hình 3.23 minh hoạ cách tiếp cận vấn đề theo kiểu bước sóng – card (one wavelength-per-card) Nếu N số lượng sợi M số bước sóng kiến trúc kiểu “one wavelength-per-card” đơn tầng cần M module chuyển mạch vuông cấp NxN 3.4.5 Repeater Repeater vừa đóng vai trị trạm lặp để mở rộng hệ thống, vừa đóng vai trị chuyển đổi bước sóng để chuyển tín hiệu bước sóng 1310nm dải bước sóng thích hợp để ghép kênh 3.5 Những yếu tố gây suy giảm chất lượng cần xem xét thiết kế hệ thống WDM Vấn đề suy giảm chất lượng hệ thống thơng tin quang nói chung hệ thống WDM nói riêng thể độ thiệt thịi cơng suất hay nói cách khác suy giảm độ nhạy thu Độ thiệt thịi cơng suất định nghĩa lượng công suất cần phải tăng (tính theo dB) để đảm bảo giá trị 106 BER theo yêu cầu, tức gọi P quĩ cơng suất tuyến, P tính sau: P = Ps − PR − PP + iG (3.21) Với: • PS cơng suất phát • PR độ nhạy thu • PP độ thiệt thịi cơng suất • i số khuếch đại quang • G độ khuếch đại khuếch đại quang Trên tuyến thơng tin quang WDM có nhiều nguyên nhân dẫn tới thiệt thịi cơng suất Trong điển hình tượng chirp nguồn phát, tán sắc sợi quang, hiệu ứng phi tuyến, xuyên kênh tách/ghép bước sóng 3.5.1 Thiệt thịi cơng suất tán sắc gây Như trình bày phần trên, tán sắc vận tốc nhóm gây tượng dãn xung Ngoài dãn xung tán sắc tạo làm giảm độ nhạy thu Hiện tượng dãn xung tán sắc gây ảnh hưởng đến chất lượng thu theo hai cách sau: thứ nhất, phần lượng xung bị trải rộng gây nên giao thoa xung Thứ hai, lượng xung bit bị giảm xung bị dãn rộng Điều gây nên giảm tỷ số SNR mạch định Để trì SNR, phải tăng mức cơng suất trung bình đến thu Đây chất thiệt thịi cơng suất tán sắc gây δd Việc tính tốn xác δd tán sắc gây khó phụ thuộc vào nhiều yếu tố, ví dụ dạng xung mở rộng thu… Nếu gọi fb hệ số mở rộng xung độ thiệt thịi cơng suất δd tính sau: δ d = 10 log10 f b 107 (3.22) Trong công thức δd phụ vào nhiều yếu tố, ví dụ loại nguồn phát (LED, laser đa mode hay đơn mode), độ rộng phổ nguồn, tán sắc sợi, cự ly truyền dẫn, dạng xung… POWER PENALTY 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 Hệ số tán sắc 0.0 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 Hình 24.Tán sắc tăng làm lượng penalty tăng 3.5.2 Thiệt thịi cơng suất chirp gây Hiện tượng chirping tần số tượng quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống thông tin quang làm việc vùng bước sóng 1550 nm Đây tượng xung quang bị dịch pha theo thời gian Kết tượng làm cho phổ xung bị dãn rộng Kết hợp với ảnh hưởng tán sắc ảnh hưởng đến dạng xung đầu sợi làm suy giảm chất lượng hệ thống Việc tính tốn xác độ thiệt thịi cơng suất chirp gây δc khó chirp tần số phụ thuộc vào dạng độ rộng xung quang Với xung có dạng gần hình chữ nhật, kết thực nghiệm cho thấy chirp tần số chủ yếu xuất sườn trước sườn sau xung làm cho sườn trước xung dịch phía 108 bước sóng dài sườn sau dịch phía bước sóng ngắn Do tượng dịch phổ, cơng suất chứa phần chirp xung bị trải rộng bên khe thời gian xung truyền sợi quang Điều làm suy giảm tỷ số SNR đầu thu gây nên thiệt thòi cơng suất Tính tốn gần theo mơ hình đơn giản δc tính sau: δ = −10 log c 10 (1 − 4BLD∆λc ) (3.23) Với LD∆λc>tc ta có δc tính sau: δ c = −10 log10 (1 − t c ) (3.24) Trong ∆λc độ dịch phổ tượng chirp tần số gây ra, tc chu kỳ chirp 3.5.3 Thiệt thịi cơng suất ảnh hưởng yếu tố phi tuyến Như trình bày chương trước, hiệu ứng phi tuyến sợi quang gây nên số tượng xuyên kênh, dịch tần, tạo tần số mới…Vì vậy, hiệu ứng phi tuyến gây nên độ thiệt thòi công suất Thông thường thiết kế tuyến thông tin quang người ta tránh để hệ thống việc phi tuyến, ảnh hưởng phi tuyến phức tạp khó kiểm sốt Có thể thấy điều hình 3.25 Muốn đánh giá đầy đủ ảnh hưởng hiệu ứng phi tuyến đến xung lan truyền sợi quang phải thực giải phương trình NLSE Việc giải phương trình chúng tơi đề cập chi tiết phần lý thuyết mô sợi quang Tuy nhiên, phương pháp chung để giải anhnr hưởng phi tuyến tìm cách giới hạn ảnh hưởng ví dụ sử dụng loại sợi có Aeff lớn, giới hạn cơng suất tín hiệu đường truyền, tăng khoảng cách kênh, thực quản lý tán sắc cách thích 109 hợp… tăng giá trị OSNR lên xdB Đây lượng cơng suất thiệt thịi hiệu ứng phi tuyến gây Noise-limited liear system system including non linear distortion Launched power (dBm) Hình 25 Ảnh hưởng phi tuyến đến chất lượng truyền dẫn 3.5.4 Thiệt thịi cơng suất xun kênh MUX/DEMUX Một vấn đề quan trọng thiết kế hệ thống WDM cần phải xem xét vấn đề xuyên kênh Xuyên kênh làm suy giảm chất lượng tuyến lượng chuyển từ kênh bước sóng sang kênh bước sóng khác gây thiệt thịi cơng suất OSNR để trì giá trị BER thu Có hai loại xuyên kênh xuyên kênh tuyến tính xuyên kênh phi tuyến Xuyên kênh phi tuyến tượng phi tuyến sợi quang gây nên, cịn xuyền kênh tuyến tính thành phần WDM gây nên Như vậy, xuyên kênh tách/ghép bước sóng xuyên kênh tuyến tính, rị lọc ghép kênh làm cho phần cơng suất tín hiệu kênh bị rò sang kênh khác Xét hệ thống có N kênh bước sóng Tại thu kênh bước sóng thứ m ta có cơng suất quang đến sau: 110 N P = Pm + ∑ Tmn Pn (3.25) n≠m Trong Pm công suất kênh thứ m Tmn mức độ xuyên kênh từ kênh n sang kênh m (tức xuyên kênh xảy Tmn≠0) Để đánh giá ảnh hưởng xuyên kênh đến chất lượng hệ thống cần phải xem xét độ thiệt thịi cơng suất xun kênh gây Ta có dịng photo tạo photodiode tính theo cơng thức sau: I=R P + m m N ∑ RnTmn Pn = I ch + I x n≠m (3.26) Trong Rm Rn tương ứng hệ số đáp ứng thu m kênh thứ m n Độ thiệt thịi cơng suất xun kênh gây kênh m tính sau:   δ x = 10 log10 1 +     P  n≠m  Rm Pm    N ∑R T n mn n (3.27) Từ phân tích thấy rằng, hệ thống thơng tin WDM có nhiều yếu tố gây nên thiệt thịi cơng suất làm suy giảm độ nhạy thu Vì thiết kế hệ thống WDM, để đảm bảo chất lượng tuyến, người ta thường phải dự trữ môt lượng cơng suất để bù lại thiệt thịi Trên bảng 3.4 cơng suất dự phịng cho thành phần tuyến thiết kế hệ thống WDM thiết kế theo phương pháp truyền thống Bảng 4.Cơng suất dự phịng thiết kế tuyến thơng tin quang WDM Stt Công suất Độ dự trữ Ghi suy hao (dB) Dự phòng cho thiết bị phát 111 2.25 Khơng có KĐQ 4.95 Có KĐQ Dự phòng cho thiết bị MUX-DEMUX Dự phòng cho suy giảm chất lượng sợi 3.2 2.2 connector Thiệt thịi cơng suất tán sắc sợi 1.0 Dự phòng cho bù tán sắc 1.0 Thiệt thịi cơng suất SPM 0.5 10 Thiệt thịi cơng suất XPM 0.5 11 Thiệt thịi cơng suất FWM 0.5 12 Thiệt thịi cơng suất Raman 0.5 13 Thiệt thịi cơng suất PMD 0.8 14 Thiệt thịi cơng suất suy hao sợi 0.2 quang phụ thuộc phân cực 15 ảnh hưởng đặc tuyến khuếch đại 3.0 ( phụ thuộc vào không phẳng khuếch đại độ phẳng phổ khuếch đại ) 16 Độ khuếch đại phụ thuộc phân cực 1.0 khuếch đại quang 17 Sự hoá già khuếch đại quang 0.5 18 Suy hao đầu vào thu 0.1 19 Dự phòng cho thiết bị thu 2.1 Tổng cộng 21.6/24.3 3.6 Kết luận Như ta phân tích đưa đựơc thông số cần thiết để thiết kế tuyến thông tin quang, từ tiền đề này, VNPT phối hợp với đối tác để thiết kế mạng đường trục Giúp cho vấn đề lưu lượng giải thời điểm bùng nổ thông tin ngày 112 KẾT LUẬN CHUNG Cơng nghệ ghép kênh theo bước sóng thực cách mạng công nghệ truyền dẫn Nó giải khó khăn việc nâng cao tuyến truyền dẫn khoảng cách dài hay tuyến cáp quang biển mà việc lắp đặt thêm sợi quang việc bất lợi Nó đáp ứng nhu cầu ngày cao đa rạng dịch vụ Đặc điểm bật hệ thống ghép kênh theo bước sóng quang tận dụng hữu hiệu nguồn tài nguyên băng rộng khu vực tổn hao thấp sợi quang đơn mode Cơng nghệ cịn hạn chế khắc phục ảnh hưởng suy hao, tán sắc, hiệu ứng phi tuyến việc sử dụng khuếch đại quang đường truyền, sử dụng bù tán sắc đường truyền… Cuối em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Vũ Sơn toàn thể thầy cô hội đồng bạn bè giúp đỡ em để em hồn thành luận văn 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Trần Đức Hân, Nguyễn Minh Hiển Cơ sở kỹ thuật lazer , - NXB Giáo dục,2001 Tiếng Anh Tony Antony, Ashwin Gumaste - DWDM Network Designs and Engineering Solutions – Indianapolis, IN 46290 USA- 2003 Mukherjee, B.Optical Communications Networks New York, NY : McGaw-Hill,1997 RamasWami, R and K.Sivarajan Optical Networks : A Practical Perspective Second Edition, Morgan Kauffman,2001 Green, P Fiber Optics Networks Prentice Hall, 1992 Ramaswami, R and K Sivarajan Optical Network: A Practical Perspective, Second Edition Morgan Kaufmann, 2001 Agarwal, G Nonlinear Fiber Optics, Second Edition Academic Press, 1995 114 TÓM TẮT LUẬN VĂN Nội dung luận văn “Ghép kênh theo bước sóng mật độ cao (DWDM)và thiết kế tuyến truyền dẫn quang” chia làm phần: Phần Thứ : giới thiệu sở kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng, giới thiệu qua thiết bị ghép kênh theo bước sóng mật độ cao Trong phần sơ sở ghép kênh theo bước sóng giải thích việc bước sóng khác truyền sợi quang tách bước sóng Trong phần yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng có nói số hiệu ứng sinh q trình bước sóng truyền sợi quang Phần thứ hai : đề cập phương pháp thiết kế tuyến truyền dẫn thông tin quang ghép kênh theo bước sóng phần có nói số vấn đề việc thiết kế hệ thống DWDM thiết kế dựa quỹ công suất, thiết kế dựa quỹ thời gian lên thiết kế dựa tỷ số tín hiệu nhiễu OSNR.thực trạng mạng truyền dẫn VNPT, chức phần tử mạng ghép kênh DWDM 115 ... SỞ GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG 1.1 Giới thiệu cơng nghệ ghép kênh theo bước sóng WDM (Wavelength Divison Multiplexing -Ghép kênh theo bước sóng) cơng nghệ ghép kênh bước sóng ánh sáng ghép lại để truyền. .. Scattering) 59 2.5 Kết luận 60 CHƯƠNG III PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN DẪN QUANG GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG 61 3.1 Cấu trúc tuyến thông tin quang ghép kênh theo bước sóng 61... sợi quang mà khơng gây ảnh hưởng lẫn Mỗi bước sóng coi kênh quang Khi số lượng bước sóng ghép nhiều ghép kênh gọi mật độ cao DWDM Nhìn bên ngồi, hệ thống truyền dẫn WDM hệ thống truyền dẫn quang