Thiết kế tuyến thông tin quang hà tĩnh thanh hóa ghép kênh theo bước sóng wdm

LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo khoa Điện tử - Viễn thông, Trường đại học Vinh hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho em trình học tập Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S Phạm Mạnh Tồn, người tận tình bảo, bổ sung kiến thức cho em, giúp em hoàn thành tốt đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Nghệ An, tháng 01 năm 2014 Sinh viên thực Lê Thị Thùy Linh MỤC LỤC MỞ ĐẦU i TÓM TẮT ĐỒ ÁN iii ABSTRACT iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT vii Chương 1.TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN QUANG 1.1 Lịch sử phát triển hệ thống thông tin quang 1.2 Hệ thống thông tin quang 1.3 Đặc điểm hệ thống thông tin quang 1.4 Sợi quang 1.4.1 Sợi quang 1.4.2 Sự truyền ánh sáng sợi quang 1.4.3 Phân loại sợi quang 10 1.4.3.1 Phân loại theo vật liệu điện môi 10 1.4.3.2 Phân loại theo phân bố số khúc xạ 11 1.4.3.3 Phân loại theo Mode lan truyền 12 1.4.3.4 Suy hao sợi quang 14 1.4.3.5.Các sợi dẫn quang đơn mode thông tin quang .16 1.5 Thiết bị phát quang .19 1.5.1 Cơ chế phát xạ ánh sáng 19 1.5.2 Diode phát quang LED 20 1.5.3 Diode laser bán dẫn .21 1.5.4 Nhiễu nguồn phát laser 22 1.6 Thiết bị thu quang 23 1.6.1 Photodiode p-i-n 23 1.6.2 Photodiode thác APD 25 1.7 Nhiễu hệ thống thu quang 26 1.7.1 Nhiễu nhiệt 26 1.7.2 Nhiễu lượng tử 26 1.7.3 Nhiễu dòng tối .27 1.8 Kết luận chương 27 Chương 2.KỸ THUẬT GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG WDM 28 2.1.Kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng WDM 28 2.1.1 Giới thiệu chung 28 2.1.2 Định nghĩa 30 2.1.3 Phân loại hệ thống WDM 31 2.1.4 Đặc điểm hệ thống WDM 32 2.2 Các linh kiện hệ thống WDM 33 2.2.1 Nguồn phát quang 33 2.2.2 Bộ thu quang 34 2.2.3 Bộ ghép/tách kênh bước sóng 34 2.2.4 Sợi quang 34 2.2.5 Bộ lọc .35 2.2.6 Bộ khuếch đại quang .37 2.2.7.Bộ chuyển mạch quang 39 2.2.7.1 Các chuyển mạch đơn 39 2.2.7.2 Các khối chuyển mạch quang lớn 40 2.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến hệ thống WDM 41 2.3.1 Xuyên kênh tuyến tính 42 2.3.2 Xuyên kênh phi tuyến 45 2.3.3.Các hiệu ứng phi tuyến 45 2.3.4 Tán sắc ánh sáng 48 2.4 Kết luận chương 49 Chương 3.THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG TUYẾN THÔNG TIN QUANG TP HÀ TĨNH - TP THANH HÓA SỬ DỤNG KỸ THUẬT GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG WDM 50 3.1 Cơ sở lý thuyết thiết kế tuyến thông tin quang .50 3.1.1 Xác định cự ly, tốc độ bước sóng hoạt động 50 3.1.2 Lựa chọn thiết bị 50 3.2 Một số vấn đề thiết kế tuyến thông tin quang .52 3.2.1 Số kênh sử dụng khoảng cách kênh 52 3.2.2 Vấn đề ổn định bước sóng nguồn quang yêu cầu độ rộng phổ nguồn phát .56 3.2.3 Suy hao - Quỹ công suất hệ thống WDM .57 3.2.4 Tán sắc - Bù tán sắc 58 3.2.5 Hiệu ứng phi tuyến 60 3.3 Thiết kế, mô tuyến thông tin quang TP Hà Tĩnh- TP Thanh Hóa 61 3.3.1 Khảo sát địa hình thông số thiết kế tuyến 61 3.3.2 Phân tích tốn 64 3.3.3 Tiến hành mô 65 3.3.4 Kết đạt 67 3.4 Kết luận chương 74 KẾT LUẬN 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………………77 621.382 MỞ ĐẦU Chúng ta bước vào kỷ 21, vai trị thơng tin liên lạc kiến thức yếu tố định thành công ngành, quốc gia Với sách thẳng vào công nghệ đại, Việt Nam đại hóa mạng lưới viễn thơng để hịa nhập với giới góp phần khơng nhỏ cho phát triển kinh tế, xã hội công đổi đất nước Trong thời kỳ nay, nước có cơng nghiệp phát triển giới ln có mạng viễn thơng phát triển với nhiều loại hình dịch vụ phong phú Những năm gần đây, Việt Nam nhu cầu thơng tin ngày tăng địi hỏi số lượng kênh truyền dẫn lớn, chất lượng truyền dẫn cao song mạng truyền dẫn nhiều nơi chưa đáp ứng nhu cầu khách hàng Do kỹ thuật thông tin quang, người ta tạo hệ thống thơng tin có mơi trường truyền dẫn nhiều kênh với tốc độ cao, độ rộng băng tần lớn, truyền tín hiệu xa mà tổn hao lại thấp Kĩ thuật ghép kênh theo bước sóng quang WDM kĩ thuật làm tăng dung lượng kênh mà không cần tăng tốc độ bit đường truyền tận dụng tối ưu băng tần sợi quang, thực truyền luồng ánh sáng với bước sóng khác sợi Chính vậy, lựa chọn làm đồ án tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế tuyến thông tin quang Hà Tĩnh Thanh Hóa ghép kênh theo bước sóng WDM” Mục đích đề tài - Hiểu vai trị truyền dẫn quang hệ thống - Tìm hiểu ky thuật ghép kênh theo bước sóng WDM - Các giải pháp nhằm nâng cao chất lượng tuyến - Thiết kế mô tuyến thông tin quang Hà Tĩnh- Thanh Hóa ghép kênh theo bước sóng WDM Nhiệm vụ thực Để thực đề tài theo thực nhiệm vụ sau: Tìm hiểu hệ thống thơng tin quang, thành phần hệ thống tin quang, ưu điểm, nhược điểm Sau vào tìm hiểu kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng quang WDM, linh kiện sử dụng hệ thống WDM, ưu điểm nhược điểm, nhân i tố ảnh hưởng tới tuyến WDM đưa giải pháp khắc phục Thiết kế mô tuyến thơng tin quang TP Hà Tĩnh- TP Thanh Hóa sử dụng kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng WDM với dung lượng 240Gbps Phƣơng pháp nghiên cứu Để có tài liệu cho việc triển khai đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: tìm hiểu qua sách, trang mạng internet, diễn đàn, tìm hiểu tuyến quang sử dụng thực tế: linh kiện, phương pháp nâng cao chất lượng tuyến, cơng suất phát,… Cấu trúc đồ án, ngồi phần mở đầu, kết luận, danh mục bảng biểu, tài liệu tham khảo Nội dung đồ án Trình bày ba chương: Chương Tổng quan hệ thống thơng tin quang Chương trình bày nội dung tổng quát lịch sử phát triển, nguyên lý truyền dẫn, thành phần, thiết bị hệ thống thơng tin sợi quang Qua thấy ưu, nhược điểm phương pháp truyền dẫn cáp sợi quang so với phương pháp khác Chương Kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng WDM Chương nghiên cứu kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng WDM Đưa ưu, nhược điểm, yếu tố gây ảnh hưởng đến hệ thống Phân tích để hiểu thiết bị cần thiết cho hệ thống như: nguồn phát, thu, sợi quang, khuếch đại quang, lọc quang, chuyển mạch quang Chương Thiết kế, tính tốn mơ tuyến thơng tin quang TP Hà Tĩnh - TP Thanh Hóa ghép kênh theo bước sóng WDM Trình bày yếu tố gây ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thống biện pháp hiệu nhằm khắc phục yếu tố Từ đưa tiêu chuẩn, giải pháp hiệu cho tuyến quang thiết kế đảm bảo chất lượng Thiết kế, tính tốn thành cơng tuyến thơng tin quang WDM cự ly dài TP Hà Tĩnh- TP Thanh Hóa với tốc độ 240Gb/s Qua q trình làm đồ án em cố gắng hoàn thành giới hạn trình độ hiểu biết nên đồ án khơng tránh khỏi sai sót, em mong đóng góp ý kiến thầy bạn để có thêm kinh nghiệm vào thực tế ii C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án trình bày kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng WDM Với nhân tố ảnh hưởng đến tuyến thông tin quang WDM như: số kênh sử dụng, độ rộng kênh, tán sắc, suy hao, hiệu ứng phi tuyến,…Trên sở đưa giải pháp tối ưu để thiết kế, tính tốn nhằm tăng dung lượng tốc độ cho hệ thống Chưa dừng lại đó, đồ án thiết kế, mơ tuyến thơng tin quang Hà TĩnhThanh Hóa cho ta thấy đặc tính, thơng số kỹ thuật ưu, nhược điểm kỹ thuật để áp dụng vào thực tế ABSTRACT This project presents the technical of Wavelength Division Multiplexing WDM With impacted elements of WDM system as: number of channels use, channel width, attenuation, dispersal, non-linear effect,…This basic suggests optimal solution, calculates to increase capacity and speed for system Not only that, project designing and simulation of information system Ha Tinh- Thanh Hoa we can recognize characteristics, specifications as well as this technology’s advantages, disadvantages to apply for actuality Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn iii C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các tham số số loại sợi quang đơn mode(theo khuyến nghị ITU - T, Rec.G.652, G.653 G.655) 17 Bảng 1.2 Các đặc tính photodiode p-i-n 24 Bảng 1.3 Các đặc tính photodiode thác APD 26 Bảng 2.1 Cự li bị hạn chế tán sắc khơng có trạm lặp 49 Bảng 3.1 Các thông số đặc trưng nguồn LASER LED .51 Bảng 3.2 Tần số trung tâm danh định 54 Bảng 3.3 Thơng số tính tốn cho tuyến 62 Bảng 3.4 Bảng bước sóng tần số trung tâm danh định sử dụng 64 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn iv C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sự phát triển hệ thống thơng tin quang ………………………………3 Hình 1.2 Cấu hình hệ thống thông tin quang Hình 1.3 Cấu trúc tổng thể sợi Hình 1.4 Sợi cáp quang Hình 1.5 Sự phản xạ, khúc xạ tia sáng mặt phân cách hai mơi trường 10 Hình 1.6 Ánh sáng sợi quang 10 Hình 1.7 Sự truyền ánh sáng sợi SI ……………………………………… 11 Hình 1.8 Sự truyền ánh sáng sợi GI ……………………………………… 12 Hình 1.9 Sự truyền ánh sáng sợi đơn mode 13 Hình 1.10 Kích thước sợi đa mode .14 Hình 1.11 Mức lượng trình chuyển dịch 20 Hình 1.12 Mạch điện sơ đồ vùng lượng photodiode p-i-n 24 Hình 1.13 Cấu trúc photodiode thác trường điện vùng trôi 25 Hình 2.1 Tương quan nhu cầu truyền thoại truyền số liệu 28 Hình 2.2 Sơ đồ chức hệ thống WDM 30 Hình 2.3 Hệ thống ghép bước sóng đơn hướng song hướng 31 Hình 2.4 Bộ khuếch đại EDFA 39 Hình 2.5 Dạng xung vào tán sắc 48 Hình 2.6 Ảnh hưởng tán sắc 49 Hình 3.1 Hệ thống thực nghiệm 10 Gbit/s sử dụng DCF tạo OAR 60 Hình 3.2.Vị trí tuyến đồ (maps.google.com) .61 Hình 3.3 Khối phát quang 65 Hình 3.4 Khối truyền dẫn quang 66 Hình 3.5 Khối thu quang 66 Hình 3.6 Mơ tồn hệ thống .67 Hình 3.7 Phổ tín hiệu phát 68 Hình 3.8 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 68 Hình 3.9 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt 69 Hình 3.10 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 69 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn v C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 3.11 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt 70 Hình 3.12 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 70 Hình 3.13 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt 71 Hình 3.14 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 71 Hình 3.15 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt 72 Hình 3.16 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 72 Hình 3.17 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt 73 Hình 3.18 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 73 Hình 3.19 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt 74 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn vi C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an L2 = - D1 × L1 D2 =- × 55 = 10 km -11 + Số vịng lặp: Loop = = L L1+L2 (3.9) 195 =3 55+10 + Độ dốc tán sắc sợi DCF: S2 = S1 × D2 D1 = 0,07 × (4.0) -11 = - 0,385 ps/nm2.km + Độ lợi khuếch đại: G1 = L1 αNZ-DSF (4.1) = 55[km] 0,2 [dB/km] = 11 [dB] G2 = L2 αNNZ-DSF = 10 [km] 0,5 [dB/km] = [dB] + Cửa sổ thời gian (Time Windows): Cửa sổ thời gian = Chiều dài chuỗi x 1/tốc độ bit = 256 x (4.1) 40000000000 = 6.4.10-9 (s) + Số lượng mẫu (Number of samples) Số mẫu = Chiều dài chuỗi bit x số mẫu bit (4.2) = 256 x 64 = 16384 + Tốc độ mẫu (Sample rate) Tốc độ mẫu = tốc độ bit x số mẫu bit = 40000000000 x 64 = 2560000000000 (Hz) Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 63 (4.3) C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 3.3.2 Phân tích tốn Thiết kế tuyến thông tin quang TP Hà Tĩnh- TP Thanh Hóa với khoảng cách 195km sử dụng kỹ thuật WDM dung lượng 240 Gb/s đạt chất lượng tham số BER < 10-12 Có phương pháp để thiết kế tuyến có dung lượng 240Gb/s : thiết kế bước sóng dung lượng 10Gb/s bước sóng dung lượng 40 Gb/s thiết kế bước sóng dung lượng 40 Gb/s Ở em thiết kế tuyến sử dụng bước sóng dung lượng 40 Gb/s - Sử dụng nguồn phát quang LASER có độ rộng phổ hẹp để giảm hiệu ứng tán sắc sợi - Sợi quang đơn mode đạt thông số chất liệu NZ- DSF (G.655) - Thiết lập nguồn tin cần truyền có tốc độ STM-256 - Sử dụng khuếch đại EDFA - Sử dụng nguồn thu quang PIN - Bộ lọc quang - Thiết bị đo công suất - Thiết bị đo phổ - Máy đo BER - Bộ khơi phục tín hiệu Sử dụng bước sóng băng C theo quy định, khoảng cách kênh 0,8nm tương đương 100 GHz Bao gồm bước sóng dung lượng 40 Gb/s đạt tổng dung lượng 240Gb/s (Bảng 3.4) Bảng 3.4 Bảng bước sóng tần số trung tâm danh định sử dụng Tần số trung tâm danh định với khoảng Bƣớc sóng trung tâm cách 100 GHz(THz) danh định (nm) 193,1 1552,52 193,2 1551,72 193,3 1550,92 193,4 1550,12 193,5 1549,32 193,6 1548,51 STT Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 64 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 3.3.3 Tiến hành mô - Thiết lập tuyến phát Thiết lập tuyến phát gồm kênh dung lượng kênh 40 Gb/s Tổng dung lượng tuyến quang 240 Gb/s Sử dụng bước sóng quang truyền dẫn thực tế theo bảng 3.6 Sử dụng tạo bit, tạo xung, thiết lập nguồn tin tốc độ STM- 256 Nguồn laser, điều chế ngoài, thiết lập bước sóng quang dung lượng đề Thiết lập mức công suất phát phù hợp khoảng tiêu chuẩn kênh bước sóng dung lượng 40 Gb/s Ta thiết lập tuyến phát sau : Hình 3.3 Khối phát quang Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 65 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an - Thiết lập tuyến truyền dẫn Hình 3.4 Khối truyền dẫn quang - Thiết lập tuyến thu Thiết lập module tách bước sóng quang WDM tương ứng Thiết lập chế độ hiển thị tần số trung tâm cho bước sóng quang tách kênh Diode thu quang PIN có chức chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện, lọc thông thấp Bessel Filter, thiết lập thông số khơi phục tín hiệu tương ứng cho kênh 40 Gb/s, máy đo BER kiểm tra chất lượng tín hiệu Hình 3.5 Khối thu quang Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 66 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an - Ta có sơ đồ mơ tồn tuyến biểu diễn hình 3.6 Hình 3.6 Mơ tồn hệ thống 3.3.4 Kết đạt đƣợc Sau mô tuyến thông tin quang dung lượng 240 Gb/s, thực đấu nối thiết bị kiểm tra tham số : Thiết bị đo phổ, Máy đo BER, thiết bị đo công suất Các kết đạt bao gồm : Phổ tần tín hiệu ghép kênh WDM, tham số chất lượng tín hiệu BER kênh 40 Gb/s, chất lương tín hiệu qua đồ thị mắt (Eye Diagram)  Phổ tần ghép kênh WDM 240 Gb/s: Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 67 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 3.7 Phổ tín hiệu phát  Kết đạt kênh 40 Gb/s: - Kênh 1: + Chất lượng tín hiệu thu theo tham số BER Hình 3.8 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 68 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an + Chất lượng tín hiệu qua đồ thị mắt Hình 3.9 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt - Kênh 2: + Chất lượng tín hiệu thu theo tham số BER Hình 3.10 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 69 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an + Chất lượng tín hiệu qua đồ thị mắt Hình 3.11 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt - Kênh 3: + Chất lượng tín hiệu thu theo tham số BER Hình 3.12 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 70 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an + Chất lượng tín hiệu qua đồ thị mắt Hình 3.13 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt - Kênh 4: + Chất lượng tín hiệu thu theo tham số BER Hình 3.14 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 71 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an + Chất lượng tín hiệu qua đồ thi mắt Hình 3.15 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt - Kênh 5: + Chất lượng tín hiệu thu theo tham số BER Hình 3.16 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 72 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an + Chất lượng tín hiệu qua đồ thi mắt Hình 3.17 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt - Kênh 6: + Chất lượng tín hiệu thu theo tham số BER Hình 3.18 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 73 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an + Chất lượng tín hiệu qua đồ thi mắt Hình 3.19 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt  Nhận xét: Tham số BER đạt kênh 40 Gb/s < 10-12 thông qua đồ thị mắt (Eye Diagram) thấy chất lượng tín hiệu thu tuyến thông tin quang TP Hà Tĩnh- TP Thanh Hóa dung lượng 240 Gb/s tốt 3.4 Kết luận chƣơng Chương trình bày yếu tố gây ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thống biện pháp hiệu nhằm khắc phục yếu tố Từ đưa tiêu chuẩn, giải pháp hiệu cho tuyến quang thiết kế đảm bảo chất lượng Thiết kế, tính tốn thành công tuyến thông tin quang WDM cự ly dài TP Hà Tĩnh- TP Thanh Hóa với tốc độ 240Gb/s ta thấy cao chất lượng tuyến nhiều cách tăng công suất phát cho hệ thống, sử dụng sợi bù tán sắc, khuếch đại quang Từ kết mô hiển thị thiết bị đo ta thấy: quang phổ tín hiệu phía phát phía thu: sáu tín hiệu quang phổ tập trung xung quanh dải bước sóng 1,55μm, phía đỉnh tín hiệu phổ tín hiệu Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 74 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an nhỏ cơng suất tín hiệu cao Đối với tỷ lệ lỗi bit BER: chu kì bước sóng nhỏ tỉ lệ lỗi bit thấp Đối với đồ thị mắt : độ mở mắt rộng chất lượng tín hiệu tốt Các thiết bị mô điều kiện lý tưởng nên cho công suất truyền dẫn tốt tỷ lệ lỗi bit thấp Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 75 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu hoàn thành đồ án tốt nghiệp giúp em: - Tìm hiểu vai trị truyền dẫn quang viễn thông - Hiểu rõ kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng quang WDM - Tìm hiểu nhân tố ảnh hưởng tới chất lượng tuyến WDM như: số kênh sử dụng khoảng cách kênh, xuyên nhiễu kênh tín hiệu quang, suy hao quỹ công suất hệ thống, tán sắc, ảnh hưởng hiệu ứng phi tuyến Từ đưa giải pháp nhằm nâng cao chất lượng tuyến như: tăng công suất phát, sử dụng khuếch đại, sử dụng sợi bù tán sắc,… - Thiết kế mô thành công tuyến thông tin quang TP Hà Tĩnh- TP Thanh Hóa sử dụng kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng WDM Với thời gian nghiên cứu tìm hiểu kỹ thuật WDM cịn hạn chế, đề cập đồ án thực nhỏ bé, mang tính chất tìm hiểu, tập dượt Trong thời gian tới, em tìm hiểu kỹ đặt mối tương quan thực tế lý thuyết để giải triệt để vấn đề sâu Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 76 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn