Công nghệ ghép kênh quang theo bước sóng wdm

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngành: Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông Tự động hóa điều khiển Đề tài: Công nghệ ghép kênh quang theo bước sóng WDM Người hướng dẫn: Tiến Só Trần Quốc Thịnh Người thực hiện: Kỹ Sư Nguyễn Tuấn Kiệt Hà Nội 2006 BẢNG TỪ VIẾT TẮT -o0o - ADM Add/Drop Multiplexer: Bộ ghép kênh xen/rẽ APD Avalanche Photo Diode: Điốt quang thác APD ASE Amplifier Spontaneous Emission: Bức xạ tự phát khuếch đại ATM Ansynchronous Transfer mode: Kiểu truyền dẫn không đồng AUX Auxiliary Channel: Kênh phụ AWG Array Wave Grating: Cách tử sóng ánh sáng theo mãng BA Booser Amplifier: Bộ khuếch đại công suất đầu phát BER Bit Error Ratio: Tỷ lệ lỗi Bit DCC Data Commmunication Channel: Kênh thông tin liệu DCF Dispersion Compensated Fiber: Sợi bù tán sắc DCG Dispersion Compensated Grating: Cách tử bù tán sắc DCM Dispersion Compensated Module: Module bù tán sắc DEM Dispersion-Equalization Module: Module điều chỉnh tán sắc DGD DSF Differential Group Delay: Độ trễ nhóm vi sai Dispersion Shifted Fiber: Sự dịch pha tán sắc DST Dispersion Supported Transmission: Truyền dẫn hỗ trợ tán sắc DWDM Density Wavelengh Division Multiplexer: ghép kênh theo bước sóng mật độ cao DXC Digital Cross-connect: Bộ đấu nối chéo số EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier: Khuếch đại quang phủ Erbium EDSFA Erbium Doped Silicon-based Fiber Amplifier: Khuếch đại quang Silicon phủ hạt Erbium EDTFA Erbium Doped Tellurite-based Fiber Amplifier: Khuếch đại quang Tellurite phủ hạt Erbium EM-OS Element Management – Operation System: Quản lý mạng nhánh – Hệ thống điều hành FBG Fiber-Bragg Grating: Cách tử sợi Bragg FTTH Fiber To The Home: Hệ thống đầu cuối quang đến tận nhà thuê bao FWM Four Wave Mixing: Hiệu ứng trộn bốn bước sóng ITU-T International Telecommunication Union-Telecommunication Standardisation: Liên minh Viễn thông Quốc tế-Các chuẩn hóa Viễn thông IP Internet Protocol: Giao thức Internet ISDN LA Intergrated service Digital Network: Mạng đa dịch vụ số Line Amplifier: Khuếch đại quang đường truyền LAN Local Area Network: Mạng nội LTmcs Line Tecmination for multichannel System: Kết nối đường truyền cho hệ thống đa kênh LWPF Long Wavelength Pass Filter: Lọc thông bước sóng dài MS- Multiplex Section-Share Protection Ring: Mạch vòng bảo vệ đa hợp quang dự phòng theo đọan SPRING MONET Multiwavelength Optical Networking: Mạng lưới quang đa bước sóng NRZ Non Return to zero: Mã không trở O NF Noise Figure: Hệ số tạp âm NL Non – Linear: Phi tuyến nrREG non Regenarative Repeater: Trạm lặp quang không tái sinh tín hiệu OA Optical Amplifier: Khuếch đại quang OADM Optical Add/Drop Multiplexer: Bộ xen/ rẽ bước sóng quang OAS-m Optical Amplifier Section for Multichannel System: Đọan khuếch đại quang cho hệ thống đa kênh OC Optical Channel: Kênh quang OC-192 Optical Carrier Digital Signal Rate of 9.953 Gb/s in a SONET System: Tốc độ tín hiệu số sóng mang quang 9.953 Gb/s hệ thống SONET OC-48 Optical Carrier Digital Signal Rate of 2.488 Gb/s in a SONET System: Tốc độ tín hiệu số sóng mang quang 2.488 Gb/s hệ thống SONET ODM Optical Demutiplexer: Tách bước sóng quang OLS Optical Line system: Hệ thống tuyến quang OM Optical multiplexer: Ghép bước sóng quang OPM Optical Performance Monitor: Thiết bị giám sát mạng quang OSC Optical Super Vision Channel: Kênh giám sát quang PA Preamplifier: Bộ tiền khuếch đại PDH Plesiochronous Digital Hierarchy: Phân cấp số can đồng PDL Polarization Dependent Loss: Suy hao phụ thuộc phân cực PIN Positive Intrinsic Negattive: Điốt PIN PLC Planar Lightwave Circuit: vi mạch quang PMD Polarization Mode Dispertion: Tán sắc kiểu phân cực RF Radio Frequency: Tần số vô tuyến REG Regenerator: Trạm lặp RS Regenerator Section: Đọan lặp SBS Stimulated Brillouin Scattering: Tán xạ Brillouin kích họat SDH Synchronous Digital Hierarchy: Phân cấp đồng số SNR Signal to Noise Ratio: Tỷ số tín hiệu tạp âm SOFT Shared Optical Function Technology: Công nghệ chức ghép quang có tính dự phòng SONET Synchronous Optical Network: Mạng quang đồng (theo chuẩn Bắc Mỹ) SPM Self-Phase Modulation: Điều chế tự dịch pha SLD Synchronous Add/Drop Line Multiplexer: Bộ ghép đa hợp xen/tách kênh đồng SL16 Synchronous line Equipment For-16 Signal: Thiết bị đầu cuối quang đồng cấu hình STM-16 SLR Synchronous Line Regenerator: Trạm lặp tuyến quang đồng SLT Synchronous Line Terminal Unit: Thiết bị đầu cuối quang đồng SMN-OS Synchronous Management Network-Operations System: Quản lý mạng đồng bộ-Hệ thống điều hành SRS Stimulated Ramman Scattering: Tán xạ Ramman kích họat STM Synchronous Transport Module: Module chuyển tải đồng SWPF Short Wavelength Pass Filter: Lọc thông bước sóng ngắn TMN Telecommunication Management Networrk: Mạng quản lý Viễn thông WLP Optical Line Amplifier: Bộ khuếch đại đường day quang WLR Optical Line Amplifier Regenerator: Trạm lặp có khuếch đại tuyến quang WLT Optical Line Amplifier Terminal: Bộ đầu cuối khuếch đại tuyến quang WL8 Wavelength Division Mutiplex System: Hệ thống ghép đa hợp theo bước sóng quang WADM Wavelength Add/Drop Multiplexer: Bộ ghép đa hợp xen/tách bước sóng WDM Wavelength Division Mutiplexer: Bộ ghép đa hợp phân chia theo bước sóng WIS Wavelenght-Independent Switch: Chuyển mạch độc lập bước sóng WSS Wavelength-Selective Switch: Chuyển mạch có chọn lựa bước sóng XPM Cross Phase Modulation: Điều chế pha chéo MỤC LỤC -o0o - MỞ ĐẦU: Giới thiệu hệ thống thông tin quang phương pháp ghép kênh quang WDM Trang Chương I: CÔNG NGHỆ WDM I Thiết bị WDM làm việc theo nguyên lý tán sắc góc 01 04 04 I.1 Dùng lăng kính làm phần tử tán sắc góc I.2 Dùng cách tử làm phần tử tán sắc góc a/ Nguyên lý sử dụng cách tử làm phần tử tán sắc góc b/ Cách tử vi quang c/ Cách tử Bragg II Các lọc điện môi thiết bị WDM 12 II.1 Phương pháp lọc điện môi đa lớp sử dụng WDM II.2 Các thiết bị lọc điện môi đa lớp III Một số kỹ thuật khác sử dụng ghép WDM 15 III.1 Các thiết bị WDM ghép sợi III.2 Kỹ thuật phân chia chức quang SOFT III.3 Bộ ghép kênh điều hưởng (tunable) a/ Thiết bị lọc Fabry – Perot b/ Thiết bị lọc quang âm (tunable acousto – optic filters) Ghép kênh sử dụng tách tia phân cực III.4 AWG đổi công nghệ WDM IV Kết luận Chương II: MỘT SỐ VẤN ĐỀ KỸ THUẬT CẦN QUAN TÂM ĐỐI VỚI HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM I Kênh bước sóng – Vấn đề suy hao kênh 32 33 33 I.1 Khỏang cách kênh bước sóng I.2 Xác định độ rộng phổ yêu cầu nguồn phát I.3 Vấn đề xuyên âm II Suy hao – Quỹ công suất hệ thống thông tin WDM III Tán sắc – Bù tán sắc 38 39 IV Ảnh hưởng hiệu ứng phi tuyến 42 IV.1 Hiệu öùng SPM (Self Phase Modulation) IV.2 Hieäu öùng XPM (Cross Phase Modulation) IV.3 Hiệu ứng FWM (Four Wave Mixing) IV.4 Hiệu ứng SRS (Stimulated Raman Scattering) IV.5 Hiệu ứng SBS (Stimulated Brillouin Scattering) V Kết luận 47 Chương III: THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM I Thiết bị khuếch đại quang sợi 48 48 I.1 Nguyên lý họat động I.2 Khuếch đại quang sợi EDFA hệ thống WDM I.3 Khuếch đại quang sợi hệ cho hệ thống WDM a/ Vấn đề chia xẽ photon b/ Yêu cầu mức công suất – giám sát thiết bị khuếch đại WDM II Thiết bị OADM 58 II.1 Các phần tử quang tiên tiến thiết bị OADM a/ Các node xen rẽ ADM thông thường hướng tới OADM b/ Các Module xen rẽ quang điều khiển bước sóng xen rẽ II.2 OPM – Module giám sát hệ thống OADM II.3 Module điều chỉnh cân tán sắc DEM III Thiết bị kết nối chéo OXC 65 III.1 Sự đời công nghệ chuyển mạch quang hoàn toàn III.2 Thiết bị kết nối chéo quang OXC III.3 Kết luận thiết bị OXC IV Giới thiệu tổng quát hệ thống ghép kênh phân chia theo bước sóng WL8 20Gbps IV.1 Tổng quát hệ thống WL8 IV.1.1 Các thành phần hệ thống WL8 a/ Đầu cuối khuếch đại tuyến quang WL8 b/ Bộ khuếch đại tuyến quang WLP8 c/ Bộ tái khuếch đại tuyến quang WLR8 IV.1.2 Đặc điểm hệ thống WL8 IV.2 Ứng dụng 70 III.2/ Thiết bị kết nối chéo quang OXC: Hình 4.4.3: OXC với ma trận chuyển mạch MxN Một ứng dụng quan trọng chuyển mạch hoàn toàn 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 sợi quang N sợi đầu hệ thống WDM (xem hình 4.4.3) OXC đóng vai trò vừa thiết bị định tuyến bước sóng quang, vừa thiết bị chuyển mạch bảo vệ mạng quang Kết nối vòng Ring… Vấn đề cách thực để có OXC cỡ lớn, non-blocking cấu hình mạng Hình 4.4.4 minh họa 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 Trang-69- Hình 4.4.4: OXC với chuyển mạch kiểu one wavelength-per-card III.3/ Kết luận: Các đấu chéo quang hoạt động DXC quang, có khả đấu chéo bước sóng quang khác Thiết bị loại đáp ứng cho việc phải xử lý dung lượng cực lớn cách mềm dẻo, phục vụ cho nhu cầu tiến tới mạng truyền dẫn quang hoàn toàn Loại thiết bị kể đạng trình nghiên cứu, thử nghiệm Theo chuyên gia thiết bị trình tiến tới thượng mại hóa, với xu hướng đời mạng truyền dẫn hoàn toàn quang IV./ GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT HỆ THỐNG GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO BƯỚC SÓNG WL8 20Gbps: IV.1/ TỔNG QUAN HỆ THỐNG WL8: Là nhà sản xuất hệ thống sợi quang đồng hàng đầu giới, SIEMENS phát triển dung lượng truyền dẫn từ 2,5Gbps lên tới tối đa Trang-70- 20Gbps, hệ thống ghép kênh quang phân chia theo bước sóng WL8 Hệ thống truyền dẫn đến tín hiệu STM-16 với bước sóng khác nhau, cộng thêm chức sử dụng linh kiện hệ thống sợi quang SL-16 loại thiết bị quang phát triển Hệ thống WL8 sản phẩm thuộc kỹ thuật “ thu-phát trực tiếp” nên hoàn toàn tương thích với hệ thống sợi quang SL16 R1 SL16 S Đồng thời, hòa nhập với hệ thống quản lý mạng EM-OS SMN-OS đồng Thiết bị WL8 thiết kế để có khả truyền dẫn tín hiệu STM-64 Nó truyền dẫn tín hiệu 20Gbps lên đến cự ly 150km mà không cần trạm chuyển tiếp, có trạm chuyển quang cự ly truyền dẫn lên đến 600km Hình 4.1 mô tả tủ máy phụ với kiểu cấu hình đa dạng Một tủ máy phụ chứa đựng hai hệ thống Ví dụ: Các module cho tuyến tiêu chuẩn/ thay hay kiểu cấu hình độc lập lẫn Trang-71- Hình 4.1: Tủ máy phụ cho tất loại cấu hình Đơn vị kết nối tuyến phù hợp với module truyền dẫn tín hiệu quang bước sóng tuân theo khuyến nghị ITU-T Trong hệ thống ghép kênh phân chia theo bước sóng có đến tám tín hiệu quang phụ STM-16 tín hiệu cho kênh giám sát quang OSC truyền dẫn ống dẫn sóng quang, nhiên tín hiệu truyền độc lập với bước sóng khác Tức cố phát sinh trình xử lý tín hiệu STM-16 không ảnh hưởng đến tín hiệu OSC giảm thiểu nhược điểm IV.1.1/ Các thành phần hệ thống WL8: Hệ thống ghép kênh quang phân chia theo bước sóng WL8 bao gồm cấp phần sau: a/ Đầu cuối khuếch đại tuyến quang WL8: Theo hướng phát, WL8 gọi tám tín hiệu STM-16 (giữ thiết bị kết nối tuyến SLT16) bước sóng từ λ1 đến λ8 lại tạo nên tín hiệu ghép kênh phân chia theo bước sóng 20Gbps Tín hiệu ghép kênh sau khuếch đại quang kênh giám sát quang ghép thêm vào bước sóng riêng biệt λs Theo hướng thu, tín hiệu xử lý theo thứ tự ngược lại Nghóa là, trước hết tín hiệu OSC tách ra, sau tín hiệu ghép kênh khuếch đại quang, tách thành tám tín hiệu STM-16 đưa đến máy thu quang SLT16 b/ Bộ khuếch đại tuyến quang WLP8: Bộ khuếch đại tuyến quang WLP8 kết hợp tiền khuếch đại hậu khuếch đại (bộ khuếch đại phát lại) hướng truyền dẫn Sự kết nối hai khuếch đại truy cập giao diện quang trước thiết bị Điều cho phép tăng thêm module cho yêu cầu tương lai, bù tán sắc cho tuyến truyền dẫn dài hay cho tốc độ truyền dẫn 10Gbps c/ Bộ tái khuếch đại tuyeán quang WLR8: Trang-72- Bộ tái khuếch đại gồm khối chức thiết bị WLP8 bổ sung thêm module tách ghép kênh Các module cho phép thêm vào tách tín hiệu quang phụ cách riêng rẽ ( bước sóng khác nhau) Có nhiều ứng dụng lựa chọn, ứng dụng là: • Chèn thêm tái tạo điện cho cự ly 600km Ngoài ra, ứng dụng có cấu hình khác lựa chọn như: • Chèn SLD16 cho tín hiệu quang phụ rớt tái xen • Kết nối thẳng tín hiệu quang phụ cự ly thiết bị SLT16 ngắn 600km IV.1.2/ Đặc điểm hệ thống WL8: - Được dùng cho dung lượng truyền dẫn lên đến x 2,5 Gbps sợi quang - Truyền dẫn quang đến cự ly 140km không cần trạm chuyển tiếp lên đến 600km dùng khuếch đại quang Sau tái sinh điện (Ví dụ: Sử dụng SLR16), khoảng cách 600km sau xếp - Truyền dẫn không lỗi tín hiệu STM-16 đoạn truyền dẫn quang - Truyền dẫn liệu bổ sung (AUX, DCC, EOW) quan kênh giám sát quang OSC với bước sóng riêng biệt λs , độc lập với tín hiệu STM-16 Bất cố trình xử lý tín hiệu STM-16 không gây ảnh hưởng đến tín hiệu OSC, nhờ giảm thiểu nhược điểm - Nâng cấp tuyến SL16 lên chế độ WDM (với máy phát chỉnh đổi phần đầu cuối tuyến) mạng lại gia tăng tám lần dung lượng truyền dẫn ống dẫn sóng quang, phí đầu tư thấp - Đáp ứng nhanh chóng hiệu với dung lượng truyền dẫn bổ sung - Cải tiến mạng liên tục theo bước - Sử dụng bước sóng tiêu chuẩn hóa theo khuyến nghị ITU-T Trang-73- - Mật độ tích hợp cao với mức tiêu thụ công suất thấp Một khuếch đại chuyển tiếp quang thay đến tám tái sinh - Việc sử dụng máy phát laser hoạt động bước sóng khác (hình 4.2) đầu phát cho phát không cần thiết Ưu điểm gian tăng độ tin cậy tối thiểu hóa chi phí - Các khuếch đại chuyển tiếp quang xếp - Thích hợp với tích hợp mạng quang túy tương lai - Chỉ có kiểu khung module cho tất thiết bị hệ thống tuyến khung module đơn chứa hai WLT, hai WLP hay WLR (tổng hợp cần thiết) Khoảng cách tần số tín hiệu quang STM-16: 200GHz (tương đương 1.6nm) Hình 4.2: Lưới tần số truyền dẫn tín hiệu quang STM-16 kênh giám sát quang OSC IV./ ỨNG DỤNG: Hệ thống truyền dẫn quang WL8 dùng mạng kiểu đường thẳng hay vòng Nếu không quan tâm đến kiểu mạng thực tế cấu trúc mạng sử dụng WL8 có kiểu mạng dạng đường thẳng (kiểu chuổi) WL8 cho phép tuyến 2,5Gbps phát triển cách linh hoạt kinh tế Nó phù hợp với phát triển dung lượng truyền dẫn gia tăng theo yêu cầu định trước việc thực tuyến 8x2,5Gbps Hơn nữa, việc chỉnh sửa mạng nội thực lúc cách thêm vào tuyến tái sinh hay máy ghép kênh xen rẽ Các khuếch đại quang, phần trọng tâm hệ thống thiết kế độc lập với tốc độ bit để lựa chọn bước sóng truyền dẫn phù hợp toàn dãy sóng Số lượng tổng cộng trạm tái sinh xác định kênh Số Trang-74- trạm khuếch đại suy giảm trạm giới hạn khoảng 600km (đối với sợi chuẩn đơn mode số đo bù tán sắc) Với mức ngõ quang khả dung, trạm khuếch đại sau kéo dài khoảng cách đến nửa chiều dài cho phép, so sánh với tái sinh điện Khái niệm cung cấp sở cần thiết cho việc đầu tư chắn tương lai mạng quang Chương IV: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN KHI NÂNG CẤP TUYẾN Như nói, công nghệ ghép kênh quang theo bước sóng mở khả to lớn việc mở rộng đường truyền đặc biệt tuyến trục Trong chương đề cập đến vấn đề: • Tính toán khoảng cách kênh bước sóng ghép • Giải pháp trạm lặp nâng cấp tuyến • Mô hình tham chiếu hệ thống WDM tính toán thông số kỹ thuật cho thiết bị I./ KHOẢNG CÁCH KÊNH BƯỚC SÓNG KHI ĐƯC GHÉP: Có hai cách xếp bước sóng cần ghép: Ghép cách (Coarser) ghép không (Uneven), khoảng cách kênh bước sóng số nguyên lần 100GHz Sau phân tích, kết luận nên chọn sau: - Tần số bước sóng trung taâm: 193,1 THz ( λc = c / f = 1552,52nm ) - Khoảng cách kênh bước sóng 200GHz- ghép - Bước sóng 1510nm làm kênh OSC (Optical Supervior channel) cho LA (khuyến nghị G.692) Chọn có ưu điểm sau: - Đảm bảo toàn kênh bước sóng nằm vùng phẳng phổ khuếch đại EDFA.Từ công thức (c=299791,647kmps; λ = 1550nm ): ∆f = −cx ∆λ λ2 Trang-75- Tính với bước sóng, ∆f =8 x 200GHz, tính ∆λ =12,82nm Do không cần mua thiết bị EDFA chất lượng cao, nên giảm chi phí - Với khoảng cách 200GHz, yêu cầu độ rộng phổ dung sai phổ laser phát không cần cao, nên giảm chi phí - Các thiết bị ghép kênh WDM 16 bước sóng với khoảng cách 200GHz nhiều hãng cung cấp II./ GIẢI PHÁP ĐỐI VỚI TRẠM LẶP KHI NÂNG CẤP TUYẾN: II.1./ Các phương án: - Cần tính lại thông số tán sắc cho chặng có khoảng cách 100km - Sử dụng khuếch đại quang đường truyền LA thay trạm lặp đơn kênh, giảm nhẹ khối lượng thiết bị cần có trạm lặp Tuy nhiên, cấu hình toàn LA mắc kiểu Cascade có giới hạn chất lượng hệ thống WDM Mặc dù vậy, sử dụng tối đa số LA trở nên kinh tế LA xử lý vấn đề suy hao, để bù tán sắc, dùng thêm đoạn cáp có hệ số tán sắc âm Trang-76- II.2./ Mô hình thiết bị trạm lặp: Hình 5.1: Mô hình hệ thống truyền dẫn đa kênh theo khuyến nghị ITU-T Đối với tuyến trục Bắc - Nam, trạm nr-REP LA Các LA thương mại hãng (Nortel, Alcatel, Lucent… ) có cấu trúc two stage (2 tầng) nên công suất quang LA đạt max +17dBm đến +20dBm (thực tế ta sử dụng cỡ khoảng +10dBm đủ) Trang-77- III MÔ HÌNH THAM CHIẾU HỆ THỐNG WDM VÀ TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHO THIẾT BỊ: Hình 5.2: Cấu hình tham chiếu hệ thống WDM sử dụng khuếch đại quang đường truyền Tín hiệu truyền từ đàu phát T xi ' tới đầu thu Rxi chịu ảnh hưởng yếu tố: Suy hao = ∑ suy hao sợi + ∑ suy hao mối hàn + ∑ suy hao xen thiết bị - Các ảnh hưởng truyền dẫn khác: * Ảnh hưởng tán sắc * Ảnh hưởng phi tuyến: - Các hiệu ứng: SRS, SBS, FWM, SPM, XPM - Hiệu ứng Soliton - Độ bất ổn định điều chế * Ảnh hưởng gây khuếch đại quang: - Tích lũy nhiễu -Công suất quang lớn * Ảnh hưởng tượng phân cực: - Tán sắc mode phân cực PMD Trang-78- - Suy hao phụ thuộc phân cực + Với cấu hình sử dụng khuếch đại quang đường truyền: Đây cấu hình hay sử dụng nâng cấp tuyến, ta phải xem xét số toán cụ thể: - Tại điểm thu Rxi : độ nhạy thu mức tải thiết bị - Tại điểm tham chiếu R”: Công suất toàn phần cực đại = Công suất kênh + 10Log(N),với N số kênh Giá trị điểm R” liên hệ trực tiếp đến giá trị điểm Rx sau trừ suy hao O-DEMUX - Điểm tham chiếu S”: Giả sử hệ thống sử dụng n khuếch đại quang đường truyền có (n+1) chặng với suy hao tương ứng (không tính theo dB) α1 ,α ,α n +1 Như suy hao toàn tuyến là: n +1 α = ∏α i i =1 n +1 Tương tự ta có mức khuếch đại n khuếch đại là: G = ∏ Gi i =1 Công suất thu phía thu là: Pin = PtxαG Với: - Gi hệ số khuếch đại khuếch đại thứ i - α i suy hao chặng thứ i - Pin công suất thu (W) - Ptx công suất phát (W) Việc tính toán nhằm đưa thông số hệ thống, tất nhằm mục đích đảm bảo tỷ số tín hiệu tạp âm SNR hệ thống SNR hàm nhiều tham số hệ thống: Công suất phát, hệ số khuếch đại, mức nhiễu ASE, băng tần tín hiệu, mức suy hao… Trang-79- Để đánh giá tiêu lỗi bit, biểu thức tính gần SNR phòng thí nghiệm Bellcore Mỹ đưa (Bell Labs Techinical Journal, January-March 1998): SNR = C − [Ptot − 10 log10 ( N ) − Ls − NF − 10 Log10 ( N s )] Trong đó: - C hệ số kinh nghiệm, thực tế C hàm “đặc trưng” cho phức tạp hệ thống, hệ thống không sử dụng khuếch đại đường truyền C=60, hệ thống có sử dụng khuếch đại quang đường truyền C=80 - Ptot công suất phát toàn phần (dBm) - N số bước sóng hệ thống sử dụng - Ls suy hao chặng (span) (dB) - NF mức nhiễu (noise firgue) khuếch đại sử dụng - N s số chặng (span) tuyến Đây công thức sử dụng để tính tóan thiết kế IV./ TÓM TẮT CÁC BƯỚC THIẾT KẾ TÍNH TOÁN KHI NÂNG CẤP: * Từ nhu cầu đặc điểm lưu lượng tuyến, phải phân bố bước sóng hợp lý, xây dựng cấu hình tuyến, tận dụng tối đa sở vật chất sẵn có, nâng cao khả bảo an, khả xử lý cố * Dựa vào khả cáp có, tính toán suy hao thông số cho chặng, từ tính thông số kỹ thuật cho thiết bị chặng, lựa chọn tối ưu cấu hình thông số * Sửa lại bổ sung cấu hình tuyến cho sát với thực tế nhất, đạt đủ tiêu yêu cầu kỹ thuật nhaát Trang-80- KẾT LUẬN Tóm lại, qua nghiêm cứu, tìm hiểu thấy công nghệ ghép kênh quang theo bước sóng WDM tạo khả vô to lớn việc xây dựng tuyến thông tin có tốc độ cao Nó cho phép tăng dung lượng kênh mà không cần tăng tốc độ bit đường truyền, khắc phục hạn chế mạch điện tử không dùng thêm sợi dẫn quang Tuy nhiên, ứng dụng công nghệ ghép kênh quang theo bước sóng vào hệ thống thông tin số vần đề cần phải quan tâm như: Xuyên âm kênh, vấn đề suy hao , vấn đề tán sắc, ảnh hưởng hiệu ứng phi tuyến… Do đó, thiết kế, tính toán hệ thống đòi hỏi phải có giải pháp tối ưu, toàn diện Nhưng nhờ thành tựu khoa học công nghệ như: Sự khám phá khuếch đại tẩm Erbium, lọc AWG… tạo lý thuyết phục để sử dụng công nghệ ghép kênh quang theo bước sóng Ngày nay, truyền dẫn dung lượng cao theo hướng sử dụng công nghệ WDM có sức hút mạnh nhà cung cấp dịch vụ viễn thông hàng đầu giới, đặc biệt sử dụng cho tuyến trục quốc gia, tuyến truyền dẫn xuyên lục địa Ở Việt Nam, có phương án giải pháp nâng cao dung lượng cho tuyến trục Bắc – Nam sử dụng công nghệ WDM Trong tương lại không xa công nghệ ghép kênh theo bước sóng WDM đóng vai trò tích cực truyền tải thông tin như: Truyền thông đa phương tiện, B-ISDN, CATV… Trang-81- TÀI LIỆU THAM KHẢO -o0o - 1- Vũ Văn San, “Kỹ thuật thông tin quang”, Hà Nội, 1997 2- Nguyễn Quý Minh Hiền, đề tài 088-98-TCT-A “Xây dựng chương trình máy tính phân tích đánh giá độ tin cậy mạng Viễn thông áp dụng tính toán độ tin cậy cho tuyến cáp quang Bắc – Nam”, Viện KHKT Bưu Điện, 1999 3- Trần Thủy Bình, Phạm Hồng Nhung, “Nghiên cứu loại sợi dẫn quang khả sử dụng vào hệ thống truyền dẫn quang mạng Viễn thông Việt Nam”, Viện KHKT Bưu Điện, 1999 4- Hoang Ung Huyen, Phan Van Hien, “Feasibility Study: North-South Submarine Cable Link”, Hanoi, 2000 5- Jean-Pierre LAUDE, “Wavelength Division Multiplexing”, Paris, 1993 6- ITU-T Recommendation: G.652; G.653; G.692; G.975 7- NTT Review Vol.10 No January 1998 8- Jane Lam & Liang Zhao “Design Trade-offs for AWG DWDM MUX/DEMUX”, NEC Whitepaper, January - 2000 9- Bell Labs Technicals Journal, (January-March, 1998) 10- Bell Labs Technicals Journal, January.1999