Nghiên cứu kỹ thuật wdm trong hệ thống thông tin quang

Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang Tr-ờng đại học vinh Khoa điện tử viễn thông - - đồ án tốt nghiệp đại học Đề tài: Nghiên cứu kỹ thuật Wdm Trong hệ thống thông tin quang Giáo viên h-ớng dÉn : ThS ngun ngäc Sinh viªn thùc hiƯn : nguyễn thị hoa Lớp : 47K - ĐTVT vinh - 05/ 2011 SVTH: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 47K - ĐTVT Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang Lời nói đầu Bằng việc tắt đón đầu công nghệ mới, tiên tiến giới, công nghệ thông tin, điện tử viễn thông hướng phát triển tiên phong góp phần đưa đất nước ta hướng tới xã hội thông tin Nghĩa vụ trách nhiệm sinh viên trường thật khơng nhỏ, họ vận hội, thách thức mở phía trước Với nhận thức ấy, đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang” báo cáo tổng kết phần kiến thức Khoa học Công nghệ chuyên ngành Điện tử Viễn thông mà em đào tạo sau gần năm học tập trường Đại học Chuẩn bị trở thành kỹ sư, với kiến thức bổ ích, sâu rộng chuyên ngành điện tử - viễn thông ngày hôm nay, em dìu dắt, giúp đỡ thầy cô giáo khoa Điện tử- viễn thông, thầy cô giáo Đại Học Vinh, công lao hướng dẫn ThS Nguyễn Phúc Ngọc Qua em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, giáo nhiệt tình hướng dẫn bảo cho em suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn tất thầy giáo, cô giáo ngồi khoa nhiệt tình giảng dạy suốt năm em học tập nghiên cứu trường để em có vốn hiểu biết Em mong nhận nhiều đóng góp thầy bạn bè cho đồ án, để nghiên cứu sâu sau đạt kết tốt nữa.Và tiếp tục nhận dìu dắt giúp đỡ q báu q trình cơng tác học tập sau tốt nghiệp Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa SVTH: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 47K - ĐTVT Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thơng tin quang Tóm tắt đồ án Ngày nay, với phát triển nhanh chóng cơng nghệ truyền tin, yêu cầu thông tin cần trao đổi xã hội, địi hỏi phải có mạng mới, công nghệ đưa vào sử dụng để đáp ứng cho nhu cầu thiết mạng thơng tin quang đời đưa vào sử dụng mạnh mẽ năm gần Mạng thông tin quang đời giải vấn đề băng thông đường truyền cho nghành thông tin truyền thông giới Việt Nam Đặc biệt đời kỹ thuật WDM, phương thức ghép kênh mà tín hiệu quang phân chia thành bước sóng sau ghép vào sợi quang truyền Với phương thức phần đáp ứng băng thơng truyền dẫn tín hiệu Vì vậy, tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang” làm đồ án tốt nghiệp Đề tài gồm ba chương: Chương Tổng quan về hệ thống thông tin quang Trong chương tác giả giới thiệu lịch sử phát triển hệ thống thông tin quang, cấu trúc ưu, nhược ddiemr hệ thống, tham số, thành phần Chương Các kỹ thuật ghép kênh thông tin quang Trong chương tác giả giới thiệu kỹ thuật ghép kênh thông tin quang, kỹ thuật khuếch đại quang sử dụng Chương Cơng nghệ ghép kênh theo bước sóng Ở chương tác giả tìm hiểu nguyên lý ghép kênh theo bước sóng, thiết bị sử dụng WDM, vấn đề kỹ thuật cần quan tâm WDM SVTH: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 47K - ĐTVT Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang Mục lục Trang Lời nói đầu Tóm tắt đồ án Danh sách hình vẽ, bảng biểu Danh sách từ viết tắt Mở đầu Chương Tổng quan hệ thống thông tin quang 1.1 Giới thiệu chung hệ thống thông tin quang 1.1.1 Lịch sử phát triển 1.1.2 Khái niệm 1.1.3 Các thành phần tuyến truyền dẫn cáp sợi quang 1.2 Phân loại hệ thống thông tin quang 1.2.1 Phân loại theo dạng tín hiệu 1.2.2 Phân loại theo phương pháp điều chế giải điều chế tín hiệu 1.2.3 Phân loại theo tốc độ cự ly truyền dẫn .7 1.2.4 Phân loại theo phương thức ghép kênh 1.3 Lí thuyết chung sợi quang .7 1.3.1 Khái niệm sở quang học 1.3.2 Phân loại cấu trúc sợi quang .9 1.3.3 Các đặc tính sợi quang 14 1.3.4 Các yêu cầu kỹ thuật sợi quang 16 1.4 Thiết bị phát quang .17 1.4.1 LED 17 1.4.2 LASER 21 1.5 Các thiết bị thu quang 23 SVTH: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 47K - ĐTVT Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang 1.5.1 Photodiode PIN 24 1.5.2.Photodiode thác APD .26 1.6 Các trạm lặp trạm xen/rẽ kênh 28 1.6.1 Các trạm lặp 29 1.6.2 Các trạm en r kênh 29 1.7 Các tham số hệ thống thông tin quang 29 1.8 Kết luận chương 32 Chương Các kỹ thật ghép kênh thông tin quang 33 2.1 Các kỹ thuật ghép kênh quang 33 2.1.1 Kỹ thuật ghép kênh theo th i gian O DM 33 2.1.2 Ghép kênh phân chia theo tần số tín hiệu quang OFDM 34 2.1.3 Kỹ thuật ghép kênh theo s ng mang thứ cấp CM 35 2.1.4 Kỹ thuật ghép kênh theo m CDM .36 2.1.5 Kỹ thuật ghép kênh quang theo ước s ng WDM 37 2.2 Các phương pháp khuếch đại quang .53 2.2.1 Khuếch đại tín hiệu miền tín hiệu điện O E-E/O) 53 2.2.2 Khuếch đại tín hiệu miền tín hiệu quang 54 2.2.3 o sánh khuếch đại điện khuếch đại quang .57 2.3 Kỹ thuật bù tán sắc 58 2.4 Kết luận chương 58 Chương Cơng nghệ ghép kênh quang theo bước sóng WDM59 3.1 Giới thiệu 59 3.2 Các công nghệ mạng thông tin quang 60 3.2.1 Mạng quang đồng ộ phân cấp số đồng ộ .60 3.2.2 Gigabit Ethernet 61 3.3 Nguyên lý ghép kênh quang theo bước sóng WDM 62 3.3.1 Định nghĩa .62 3.3.2 Nguyên lý ản WDM .62 SVTH: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 47K - ĐTVT Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang 3.4 Các thiết bị sử dụng hệ thống WDM 64 3.4.1 Bộ ghép tách tín hiệu Coupler) 64 3.4.2 Bộ isolator circulator 66 3.4.3 Bộ lọc quang .68 3.4.4 Bộ ghép tách kênh ước s ng 71 3.4.5 Bộ chuyển mạch quang 73 3.4.6 Bộ chuyển đổi ước sóng 75 3.5 Những vấn đề kỹ thuật cần quan tâm hệ thống thông tin quang WDM 75 3.5.1 ố kênh sử dụng khoảng cách kênh 76 3.5.2 Vấn đề ổn định nước s ng nguồn quang yêu cầu độ rộng phổ nguồn phát 76 3.5.3 Xuyên nhiễu kênh tín hiệu quang 77 3.5.4 Suy hao- quỹ công suất hệ thống WDM 77 3.5.5 Ảnh hưởng hiệu ứng phi tuyến 79 3.6 Ưu điểm nhuợc điểm công nghệ WDM 79 3.7 Kết luận chương 81 Kết luận 82 Tài liệu tham khảo 84 SVTH: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 47K - ĐTVT 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 Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang Danh mục hình vẽ, bảng biểu Hình vẽ Hình 1.1 Biểu thị cấu hình ản hệ thống thơng tin quang Hình 1.2 Hiện tượng phản tồn phần sợi quang Hình 1.3 ợi I sợi GI 10 Hình 1.4 ợi quang đa mode MM 11 Hình1.5 ợi đơn mode M 12 Hình 1.6 Cấu trúc sợi quang 13 Hình 1.7 Cấu trúc LED 18 Hình 1.8 Cấu trúc LED phát mặt 19 Hình 1.9 Cấu trúc LED phát cạnh 19 Hình1.10 Diode lazer 21 Hình1.11 Ba cấu trúc ản cho s ng quang hạn chế theo hướng bên 22 Hình 1.12 đồ vùng lượng photodiode PIN 24 Hình 1.13 Hệ số hấp thụ theo ước s ng 25 Hình 1.14 Cấu trúc diode photodiode 26 Hình 15 đồ sơ lược mạch điện ộ thu quang 27 Hình 1.16 Mạch tương đương thiết kế ộ thu hỗ dẫn ngược 28 Hình 1.17 đồ khối tổng quát trạm lặp điện quang 28 Hình 2.1 Hệ thống thông tin quang sử dụng O DM ghép kênh quang 33 Hình 2.2 đồ khối hệ thống ghép kênh quang theo tần số 34 Hình 2.3 Hệ thống CM nhiều kênh 35 Hình 2.4 đồ truyền dẫn hai chiều hai sợi 38 Hình 2.5 đồ truyền dẫn hai chiều sợi quang 38 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 SVTH: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 47K - ĐTVT 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 Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang Hình 2.6 Mơ hình tổng qt ộ khuếch đại quang 40 Hình 2.7 Cấu trúc tổng quát ộ khuếch đại EDFA 41 Hình 2.8 Mặt cắt ngang loại sợi quang pha ion Er ium 41 Hình 2.9 Giản đồ lượng ion Er3+ sợi silica 43 Hình 2.10 Phổ hấp thụ a sorption spectrum) độ lợi gain spectrum) củaEDFA c lõi pha Ge 44 Hình 2.11 Q trình khuếch đại tín hiệu ảy EDFA với hai ước s ng ơm 980 nm 1480 nm 45 Hình 2.12 Cấu hình ộ khuếch đại EDFA ơm 49 Hình 2.13 rình ày cấu trúc ộ khuếch đại ăng L làm ằng phẳng độ lợi 51 Hình 2.14 đồ khối cấu trúc ộ lặp quang miền tín hiệu điện53 Hình 3.1 Nguyên tắc ghép kênh ONE 60 Hình 3.2 đồ khối hệ thống quang WDM 63 Hình 3.3 Mơ tả thiết ị ghép tách hốn hợp MUX – DEMUX) 64 Hình 3.4 Cấu tạo Coupler FB 2 65 Hình 3.5 a) đồ khối ộ circulator cửa ) đồ khối ộ circulator cửa c) đồ khối ộ Isolator 67 Hình 3.6 đồ khối ộ lọc a) ộ lọc cố định λk ) ộ lọc c thể điều chỉnh ước s ng khoảng ∆λ 69 Hình 3.7 a) thông số đặc trưng ộ lọc ) Độ gợn s ng ộ lọc 70 Hình 3.8 Bộ tách ghép ước s ng quang a) đồ khối ộ ghép kênh ước s ng MUX) ) đồ khối ộ tách kênh ước s ng DEMUX) c)Các thông số đặc trưng ộ MUX DEMUX 72 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 SVTH: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 47K - ĐTVT 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 Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thơng tin quang Hình 3.9 Các loại cấu hình chuyển mach quang a) chuyển mạch on/off (1x1) chuyển mạch chuyển tiếp 1x2) không ngh n); c,d) chuyển mach 2x2 co ngh n 74 Bảng biểu Bảng 1.1 Đặc tính dải cấm ước s ng vật liệu ghép 20 Bảng 1.2 Các đặc tính ELED tiêu iểu 21 Bảng 2.1 Bảng so sánh EDFA hoạt động ăng C ăng L 50 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 SVTH: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 47K - ĐTVT 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 Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt ADM Add Drop Multiplexer Bộ xen/rớt kênh APD Avalanche Photo – Diode Photodiode thác lũ ATM ASynchronous Transfer Mode Phương thức truyền không đbộ AWG Arrayed – Waveguide Grating Cách tử ống dẫn sóng ma trận BER Bit Erorr Rate Tỷ lệ lỗi bits BW Bandwidth Độ rộng dải thơng C/N Carrier Noise Tỷ số sóng mang nhiễu CDM Code Devision Multiplexer Ghép kênh phân chia theo mã CPM Cross phase Modulation Điều chế xuyên pha DD Direct detection Tách sóng trực tiếp DEMUX Demultiplexer Bộ tách kênh DFA Doped Fiber Amplifier Bộ khuếch đại quang sợi pha tạp DWDM Dese Wavelength Division Ghép kênh theo bước sóng quang Muliplexer dày đặc DXC Digital Cross conect Bộ kết nối chéo số E/O Electrical Optical Bộ biến đổi điện quang EDF Erbium Doped Fiber Sợi quang trộn Erbium EDFA Erbium Doped Fiber Bộ khuếch đại quang sợi trộn Amplifier Erbium FPA Fabry – Perot Amplifier Bộ khuếch đại Fabry – Perot FWM Four Wave Mixing Trộn bốn bước sóng IF Intermediate Frequency Tần số trung tần IL Insersion Loss Suy hao xen LAN Local Area Network Mạng cục LD Leser Diode Diode laser LED Light Emitting Diode Diode phát quang MUX Multiplexer Bộ ghép 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 SVTH: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 47K - ĐTVT 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 Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thơng tin quang trạng thái phân cực sóng quang, ghép sóng từ sợi quang vào thiết bị dễ dàng Hình 3.7 a) thơng số đặc trưng ộ lọc ) Độ gợn s ng ộ lọc b) Thơng số Hình 3.7 minh họa đặc tính đặc trưng cho lọc, đặc tính định nghĩa sau: - Bước sóng trung tâm: phải bước sóng tuân theo tiêu chuẩn ITU-T - Ðộ rộng băng thông (Pass Bandwidth): độ rộng hàm truyền đạt mức suy hao xen cách đỉnh 0.5 dB Trong số trường hợp, người ta cịn xét băng thơng qua dB, 3dB Ðặc tính quan trọng laser trường hợp khơng lí tưởng phát tín hiệu có bước sóng dao động định so với bước sóng trung tâm qui định theo chuẩn ITU-T - Ðộ rộng băng chặn (Stop Bandwidth): độ rộng hàm truyền đạt mức suy hao xen cách đỉnh 20 dB Dải chặn lọc phải nhỏ tốt để tránh tượng xuyên nhiễu kênh - Ðộ cách li (Isolation): để công suất kênh bước sóng xuyên nhiễu sang kênh bước sóng lân cận - Ðộ gợn sóng (Ripple): độ chênh lệch đỉnh-đỉnh phạm vi kênh bước sóng - Hệ số sử dụng băng thơng BUF (Bandwidth-utilization Factor): tỉ số độ rộng kênh truyền LW (Linewidth) ánh sáng truyền so với ánh sáng phản xạ mức suy hao xác định Bộ lọc lí tưởng phải có BUF = 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 SVTH: Nguyễn Thị Hoa 70 Lớp: 47K - ĐTVT 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 Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang Trên thực tế, IL = -25 dB BUF ≈ 0.4 Nếu lọc thuộc loại điều chỉnh bước sóng được, cịn có thêm đặc tính là: - Khoảng điều chỉnh bước sóng động: khoảng bước sóng mà phạm vi hoạt động lọc - Số kênh bước sóng xử lý: tỉ lệ khoảng điều chỉnh bước sóng động khoảng cách kênh bước sóng - Thời gian điều chỉnh: Thời gian điều chỉnh kênh bước sóng hoạt động khác - Tỉ lệ nén biên SSR (Sidelobe Suppression Ratio): khoảng cách giá trị công suất đỉnh so với giá trị công suất lớn biên - Ðộ phân giải: độ dịch bước sóng nhỏ lọc nhận biết 3.4.4 Bộ ghép tách kênh bước sóng Bộ ghép/tách kênh bước sóng, với kết nối chéo quang, thiết bị quan trọng cấu thành nên hệ thống WDM Khi dùng kết hợp với kết nối chéo quang OXC (Optical Crossconnect) hình thành nên mạng truyền tải quang, có khả truyền tải đồng thời suốt loại hình dịch vụ, mà cơng nghệ hướng tới Tuy nhiên, thiết bị cơng nghệ chuyển mạch quang nhìn chung cịn mức nghiên cứu phịng thí nghiệm thiết ghép/tách kênh bước sóng thương mại hố rộng rãi Về cơng nghệ chế tạo, cơng nghệ chế tạo lọc công nghệ chế tạo tách/ghép kênh hoàn toàn giống Chỉ khác lọc thường có bước sóng hoạt động, tách/ghép kênh hoạt động nhiều kênh bước sóng liên tục Bộ lọc phần tử cấu tạo nên ghép/tách kênh nên phần ta không sâu vào công nghệ chế tạo a) Ðịnh nghĩa Nguyên lý hoạt động MUX/DEMUX tương tự Coupler Tuy nhiên, Coupler/Splitter thực ghép tách tín hiệu có 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 SVTH: Nguyễn Thị Hoa 71 Lớp: 47K - ĐTVT 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 Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thơng tin quang bước sóng, cịn MUX/DEMUX thực ghép tách tín hiệu bước sóng khác Sơ đồ khối MUX/DEMUX cho hình 3.8 (a) (b) 1 1 2 D M U X 1 , 2 , n M U X 2 n n (a) (b) (c) Hình 3.8 Bộ tách ghép ước s ng quang a) đồ khối ộ ghép kênh ước s ng MUX) ) đồ khối ộ tách kênh ước s ng DEMUX) (c)Các thông số đặc trưng ộ MUX DEMUX b) Ðặc tính Bộ MUX/DEMUX thường mô tả theo thông số sau: - Suy hao xen (Insertion Loss): mô tả phần coupler - Số lượng kênh xử lý: số lượng kênh bước sóng đầu vào đầu ghép/tách kênh Thông số đặc trưng cho dung lượng thiết bị - Bước sóng trung tâm: Các bước sóng trung tâm phải tuân theo chuẩn ITU-T để đảm bảo vấn đề tương thích 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 SVTH: Nguyễn Thị Hoa 72 Lớp: 47K - ĐTVT 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 Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang - Băng thông: độ rộng phổ (linewidth) kênh bước sóng thực tế Băng thơng thường tính độ rộng hàm truyền đạt cơng suất mức cách đỉnh 1dB, 3dB, 20dB - Giá trị lớn suy hao xen: tính khoảng cách nhỏ đỉnh hàm truyền đạt cơng suất kênh bước sóng so với mức IL=0 (dB) (minh họa hình 3.8 (c)) - Ðộ chênh lệch suy hao xen vào kênh: tính hiệu giá trị lớn nhỏ suy hao xen vào kênh bước sóng 3.4.5 Bộ chuyển mạch quang a) Các chuyển mạch đơn Theo chức năng, chuyển mạch đơn thường chia làm hai loại: on/off chuyển tiếp (passing) Bộ chuyển mạch on/off (1x1) cho phép/hoặc khơng cho phép tín hiệu ánh sáng qua (hình 3.9(a)) Chuyển mạch chuyển tiếp 1x2 hướng tín hiệu ánh sáng từ sợi quang thứ sang sợi quang thứ hai sang sợi quang thứ ba Cấu hình chuyển mạch 1x2 hình 3.9 (b) cấu hình chuyển mạch đơn giản Các chuyển mạch chuyển tiếp 1xN đơn mang tính thương mại cao Bộ chuyển mạch chuyển tiếp 2x2 kết nối hai sợi quang với hai sợi quang khác Bộ chuyển mạch chuyển tiếp 2x2 có hai trạng thái: trạng thái kết nối thẳng (bypass/bar) trạng thái kết nối chéo (cross/inserted) (hình 3.9 (c)) Thuật ngữ khơng nghẽn dùng để chuyển mạch kết nối bất k ngõ vào đến bất k ngõ Hình 3.9(d) trình bày chuyển mạch 2x2 có nghẽn chuyển mạch kết nối từ sợi quang đến sợi 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 SVTH: Nguyễn Thị Hoa 73 Lớp: 47K - ĐTVT 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 Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang Hình 3.9 Các loại cấu hình chuyển mach quang a) chuyển mạch on off (1x1) chuyển mạch chuyển tiếp 1x2) không ngh n); c,d) chuyển mach 2x2 co ngh n - Nhiều ví dụ đơn giản ứng dụng chuyển mạch khẳng định tầm quan trọng chuyển mạch hệ thống thông tin sợi quang sau: - Các chuyển mạch on/off dùng làm đầu phát đầu thu cách ly thiết bị đo thử Bộ chuyển mạch 1x2 cho phép lựa chọn kênh dùng cho chuyển mạch bảo vệ (để định hướng lại lưu lượng sợi quang bị đứt) - Các chuyển mạch 1xN dùng để kiểm tra đo linh kiện quang, kiểm tra từ xa hệ thống thông tin sợi quang - Các chuyển mạch 2x2 dùng để kết nối thẳng nút mạng quang Chuyển mạch 2x2 thường ứng dụng mạng FDDI Khi trạm bị hư hỏng bị nguồn, chuyển mạch tự động thay đổi sang trạng thái nghẽn, đảm bảo luồng lưu lượng khơng bị ảnh hưởng nút bị hư hỏng Các chuyển mạch đơn chế tạo theo kiểu khóa (latching) khơng khóa (nonlatching) Loại khóa giữ ngun trạng thái (vị trí) chuyển mạch nguồn bị Nguyên lý hoạt động chuyển mạch đơn điển hình thường dựa trên: điện-quang, quang học, nhiệt 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 SVTH: Nguyễn Thị Hoa 74 Lớp: 47K - ĐTVT 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 Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang 3.4.6 Bộ chuyển đổi bước sóng Bộ chuyển đổi bước sóng thiết bị chuyển đổi tín hiệu có bước sóng đầu vào thành tín hiệu có bước sóng khác đầu Ðối với hệ thống WDM, chuyển đổi bước sóng cho nhiều ứng dụng hữu ích khác nhau: - Tín hiệu vào mạng với bước sóng khơng thích hợp truyền mạng WDM Chẳng hạn thiết bị WDM giới đa số có khả hoạt động bước sóng thuộc băng C băng L, tín hiệu SDH hoạt động với bước sóng 1310 nm truyền hệ thống WDM nhờ chuyển đổi bước sóng đặt biên giới mạng WDM mạng SDH, chuyển đổi tín hiệu từ bước sóng 1310 nm sang tín hiệu tương thích với bước sóng theo qui định ITU-T hoạt động vùng 1550 nm - Bộ chuyển đổi trang bị cấu hình nút mạng WDM giúp sử dụng tài nguyên bước sóng hiệu hơn, linh động Có bốn phương pháp chế tạo chuyển đổi bước sóng: phương pháp quang-điện, phương pháp cửa quang, phương pháp giao thoa phương pháp trộn bước sóng Phương pháp trộn bước sóng phương pháp tồn quang, hoạt động hồn tồn khơng dựa vào tín hiệu điện, nhiên công nghệ chế tạo theo phương pháp chưa đủ hồn thiện để thương mại hoá 3.5 Những vấn đề kỹ thuật cần quan tâm hệ thống thông tin quang WDM Bất công nghệ tồn giới hạn vấn đề kỹ thuật Khi triển khai công nghệ WDM vào mạng thông tin quang, cần phải lưu ý số vấn đề sau:  Số kênh sử dụng khoảng cách kênh  Vấn đề ổn định bước sóng nguồn quang  Vấn đề xuyên nhiễu kênh  Vấn đề tán sắc, bù tán sắc  Quỹ công suất hệ thống 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 SVTH: Nguyễn Thị Hoa 75 Lớp: 47K - ĐTVT 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 Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang  Ảnh hưởng hiệu ứng phi tuyến  EDFA số vấn đề sử dụng EDFA mạng WDM Chương đề cập đến vấn đề, đồng thời đưa phương án giải cho trường hợp 3.5.1 Số kênh sử d ng khoảng cách kênh Một yếu tố quan trọng cần phải xem xét hệ thống sử dụng kênh số kênh cực đại sử dụng Số kênh cực đại hệ thống phụ thuộc vào: a) Khả cơng nghệ có thành phần quang hệ thống, cụ thể là:  Băng tần sợi quang  Khả tách/ghép thiết bị WDM b) Khoảng cách kênh, số yếu tố ảnh hưởng đến khoảng cách là:  Tốc độ truyền dẫn kênh  Quỹ công suất quang  Ảnh hưởng hiệu ứng phi tuyến  Độ rộng phổ nguồn phát  Khả tách/ghép thiết bị WDM 3.5.2 Vấn đề ổn định nước sóng nguồn quang yêu cầu độ rộng phổ nguồn phát a Ổn định bước sóng nguồn quang Trong hệ thống WDM, phải quy định điều chỉnh xác bước sóng nguồn quang, khơng, trơi bước sóng nguyên nhân làm cho hệ thống không ổn định hay tin cậy Hiện chủ yếu dùng hai phương pháp điều khiển nguồn quang: thứ phương pháp điều khiển phản hồi thông qua nhiệt độ chip kích quang để điều khiển giám sát mạch điện điều nhiệt với mục đích điều khiển bước sóng ổn định bước 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 SVTH: Nguyễn Thị Hoa 76 Lớp: 47K - ĐTVT 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 Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang sóng; thứ hai phương pháp điều khiển phản hồi thơng qua việc giám sát bước sóng tín hiệu quang đầu ra, dựa vào trênh lệnh trị số điện áp đầu điện áp tham khảo tiêu chuẩn để điều khiển nhiệt độ kích quang, hình thành kết cấu khép kín chốt vào bước sóng trung tâm b Yêu cầu độ rộng phổ nguồn phát Việc chọn độ rộng phổ nguồn phát nhằm đảm bảo cho kênh hoạt động cách độc lập với hay cách khác tránh tượng chồng phổ phía thu kênh lân cận Băng thông sợi quang rộng nên số lượng kênh ghép lớn (ở hai cửa sổ truyền dẫn) Tuy nhiên, thực tế hệ thống WDM thường liền với khuếch đại quang sợi, làm việc vùng cửa sổ 1550 nm, nên băng tần hệ thống WDM bị giới hạn băng tần khuếch đại (từ 1530 nm đến 1565 nm cho băng C; từ 1570 đến 1603 nm cho băng L) Như vấn đề đặt ghép khoảng cách ghép bước sóng phải thoả mãn yêu cầu tránh chồng phổ kênh lân cận phía thu, khoảng cách phụ thuộc vào độ rộng phổ nguồn phát, phụ thuộc vào ảnh hưởng như: tán sắc sợi, hiệu ứng phi tuyến 3.5.3 Xuyên nhiễu kênh tín hiệu quang Xuyên nhiễu kênh sợi quang ảnh hưởng tới độ nhạy máy thu, có ảnh hưởng lớn đến chất lượng hệ thống WDM Có thể chia làm hai loại xuyên nhiễu sau đây: - Xun nhiễu tuyến tính: đặc tính khơng lý tưởng thiết bị tách kênh, mức xuyên nhiễu chủ yếu phụ thuộc vào kiểu thiết bị tách kênh sử dụng khoảng cách kênh - Xuyên nhiễu phi tuyến: chủ yếu hiệu ứng phi tuyến sợi quang gây nên 3.5.4 Suy hao- quỹ công suất hệ thống WDM Trong bất k hệ thống số vấn đề quan trọng phải đảm bảo tỷ số tín hiệu tạp âm (S/N) cho đầu thu thu 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 SVTH: Nguyễn Thị Hoa 77 Lớp: 47K - ĐTVT 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 Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang với mức BER cho phép Giả sử máy phát phát tín hiệu tới phía thu với mức cơng suất Pph định, cơng suất tín hiệu bị suy giảm dần đường truyền dẫn nhiều nguyên nhân như: suy hao thân sợi quang gây ra, suy hao thành phần quang thụ động cự ly truyền dẫn dài cơng suất tín hiệu bị suy hao nhiều, suy hao q lớn làm cho cơng suất tín hiệu đến máy thu nhỏ công suất ngưỡng thu nhỏ (Pthu min) cho phép thơng tin truyền bị Để máy thu thu thông tin cơng suất tín hiệu đến máy thu phải nằm dải công suất máy thu Pmáy phát = Pphát + Pdự trữ Pthu < P phát - Ptổng suy hao < Pthu max Như để đảm bảo thơng tin cơng suất phát phải lớn cự ly truyền dẫn lớn Để khắc phục điều người ta sử dụng lặp tín hiệu đường truyền Trước chưa có khuếch đại quang, suy hao tín hiệu đường truyền bù lại thông qua việc sử dụng trạm lặp điện 3R, trình thực tương đối phức tạp Đầu tiên, phải tách tất kênh (nhờ thiết bị DEMUX), biến đổi kênh tín hiệu quang thành kênh tín hiệu điện, thực khuếch đại kênh, biến đổi kênh trở lại tín hiệu quang, sau thực ghép kênh tín hiệu quang lại với (nhờ thiết bị MUX), điều làm cho việc tính tốn, thiết kế tuyến thơng tin quang gặp nhiều khó khăn Việc sử dụng trạm lặp điện 3R làm cho số lượng thiết bị tuyến tăng lên mà cịn làm giảm quỹ cơng suất hệ thống (do suy hao xen thiết bị tách/ ghép bước sóng tương đối lớn) Tuy nhiên, khuếch đại quang sợi EDFA đời, việc đảm bảo quỹ cơng suất quang cho hệ thống khơng cịn khó khăn nữa, làm giảm bớt số trạm lặp tuyến nhiều, với khả khuếch đại đồng thời nhiều bước sóng, EDFA đặc biệt thích hợp với hệ thống WDM 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 SVTH: Nguyễn Thị Hoa 78 Lớp: 47K - ĐTVT 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 Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang 3.5.5 Ảnh hưởng hiệu ứng phi tuyến [5 tr.17] Đối với hệ thống thông tin sợi quang, công suất quang khơng lớn, sợi quang có tính truyền dẫn tuyến tính, sau dùng EDFA, cơng suất quang tăng lên, điều kiện định sợi quang thể đặc tính truyền dẫn phi tuyến tính, hạn chế lớn tính khuếch đại EDFA hạn chế cự ly truyền dẫn dài khơng có trạm lặp Hiệu ứng phi tuyến sợi quang chủ yếu ảnh hưởng hiệu ứng tán xạ bao gồm: - Tán xạ bị kích Brillouin SBS - Tán xạ bị kích Raman SRS - Do ảnh hưởng hiệu suất khúc xạ bao gồm: - Tự điều chế pha SPM - Điều chế pha chéo XPM - Trộn tần bốn sóng FWM Những hiệu ứng phần lớn liên quan đến công suất đưa vào sợi quang 3.6 Ưu điểm, nhược điểm công nghệ WDM Công nghệ ghép kênh theo bước sóng đưa vào sử dụng thoả mãn phần vấn đề trao đổi thông tin người, khơng có hệ thống đạt tất u tố Cơng nghệ ghép kênh theo bước sóng khơng ngoại lệ, chúng có ưu nhược điểm sau * Ưu điểm - ận dụng tài nguyên rộng sợi quang Công nghệ WDM tận dụng tài nguyên to lớn sợi quang (phần tổn hao thấp), làm cho dung lượng truyền dẫn sợi quang so với truyền dẫn đơn bước sóng tăng vài chục lần đến vài trăm lần, từ tăng dung lượng truyền dẫn hạ giá thành, có giá trị ứng dụng kinh tế cao Hiện hệ thống thông tin sợi quang truyền dẫn kênh tín hiệu bước sóng, mà thân sợi quang khu vực có tổn hao thấp rộng, có nhiều bước sóng 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 SVTH: Nguyễn Thị Hoa 79 Lớp: 47K - ĐTVT 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 Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang sử dụng nay, người ta sử dụng phận nhỏ tần phổ tổn hao thấp sợi quang Mặc dù sử dụng toàn dải tần miền khuếch đại khuếch đại quang pha Erbium (EDFA) (1530 -1565nm) chiếm độ 1/6 dải tần Cho nên cơng nghệ WDM tận dụng độ rộng băng lớn sợi quang đơn mode, mức độ lớn giải vấn đề dải tần truyền dẫn - ruyền dẫn đồng th i nhiều tín hiệu Vì cơng nghệ WDM sử dụng bước sóng độc lập với nhau, truyền dẫn tín hiệu có đặc tính hồn tồn khác nhau, thực việc tổng hợp chia tín hiệu dịch vụ viễn thơng, bao gồm tín hiệu số tín hiệu tương tự, tín hiệu PDH tín hiệu SDH, truyền dẫn tín hiệu hỗn hợp đa phương tiện (như tiếng nói, hình ảnh, số liệu, đồ hoạ, văn ) - hực truyền dẫn hai chiều sợi quang Do nhiều phương tiện thơng tin dùng phương thức hồn tồn song cơng, nên dùng cơng nghệ WDM tiết kiệm lượng đầu tư lớn cho đường dây - Nhiều ứng dụng Căn vào nhu cầu công nghệ WDM nhiều ứng dụng, mạng đường trục đường dài, mạng phân phối kiểu quảng bá, mạng cục (LAN) nhiều đường địa , quan trọng với ứng dụng mạng - iết kiệm đầu tư cho đư ng dây Dùng công nghệ WDM ghép kênh N bước sóng truyền dẫn sợi quang đơn mode, truyền dẫn đường dài dung lượng lớn tiết kiệm số lượng lớn sợi quang Ngoài ra, thuận tiện cho việc mở rộng dung lượng hệ thống thông tin sợi quang xây dựng, cần hệ thống cũ tăng dung lượng mà không cần thay đổi nhiều hệ thống cũ - Giảm yêu cầu siêu cao tốc linh kiện Do tốc độ truyền dẫn tăng lên không ngừng, nên tốc độ xử lý tương ứng nhiều linh kiện phải tăng Sử dụng công nghệ WDM giảm yêu 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 SVTH: Nguyễn Thị Hoa 80 Lớp: 47K - ĐTVT 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 Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang cầu cao tính số linh kiện, đồng thời truyền dẫn dung lượng lớn - ính linh hoạt, tính kinh tế độ tin cậy cao Sử dụng công nghệ WDM việc chọn đường, chuyển mạch khôi phục mạng, từ có mạng suốt, linh hoạt, kinh tế có sức sống tương lai Ghép kênh bước sóng khn dạng số lượng suốt, tức khơng có quan hệ với tốc độ tín hiệu phương thức điều chế điện Ghép kênh bước sóng biện pháp mở rộng phát triển mạng lý tưởng, cách thuận tiện để đưa vào dịch vụ băng rộng (ví dụ IP, ) Thơng qua bước sóng phụ đưa vào dịch vụ dung lượng mong muốn, ví dụ sau thực công nghệ truyền IP qua WDM *Nhược điểm - Vẫn chưa khai thác hết băng tần hoạt động sợi quang (chỉ tận dụng băng C Băng L) - Quá trình khai thác bảo dưỡng phức tạp - Nếu hệ thống sợi quang sử dụng sợi DSF theo chuẩn G.653 khó triển khai WDM xuất hiện tượng trộn bốn bước sóng gay gắt 3.7 Kết luận chương Chương tác giả giới thiệu, phân tích tìm hiểu vấn đề sau đây: - Công nghệ mạng thông tin quang - Nguyên lý ghép kênh quang theo bước sóng WDM - Các thiết bị hệ thống WDM - Ưu nhược điểm hệ thống - Những vấn đề kỹ thuật cần quan tâm WDM 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 SVTH: Nguyễn Thị Hoa 81 Lớp: 47K - ĐTVT 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 Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang Kết luận Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu đề tài, em thấy mạng thông tin quang mạng có ưu điểm vượt trội so với mạng sử dụng dây dẫn băng kim loại trước Cơng nghệ thơng tin quang có băng thơng lớn với dải thơng từ 1011 đến 1015Hz nên có khả truyền dẫn nhiều nguồn tín hiệu có tốc độ cao có dải tần rộng, sợi quang có độ suy hao nhỏ truyền tín hiệu xa giảm số trạm lặp Sợi quang chế tạo từ chất điện môi nên khơng chịu ảnh hưởng sóng điện từ sóng vơ tuyến nên chất lượng tín hiệu cao, cịn cho phép đường dây dẫn quang đường dây điện cơng nghiệp nên giảm chi phí lắp đặt, vật liệu sản xuất sợi quang rẻ tiền Để đáp ứng nhu cầu thông tin băng thông dồi nguồn quang có nhiều phương pháp ghép kênh nghiên cứu đưa vào sử dụng, song công nghệ ghép kênh theo bước sóng cơng nghệ sử dụng để ghép kênh quang Các bước sóng ghép lại hướng phát nhờ ghép kênh (MUX) sau truyền đường truyền dẫn quang đầu thu tín hiệu lại tách nhờ tách kênh (DEMUX) với cơng nghệ WDM băng thơng sử dụng có hiệu cơng nghệ trước Trong qua trình truyền dẫn tín hiệu bị suy hao đường truyền, nên phải sử dụng trạm lặp, tín hiệu tái tạo khuếch truyền khoảng cách xa Mạng thơng tin quang có nhiều ưu điểm vượt trội so với mạng sử dụng đường dây dẫn kim loại nên tương lại mạng quang sử dụng rộng rãi tất tỉnh thành nước nhằm đáp ứng nhu cầu thông tin cho người dân toàn thể xã hội Là sinh viên trường em hi vọng sử bảo giúp đỡ thầy cô giáo để em có thêm 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 SVTH: Nguyễn Thị Hoa 82 Lớp: 47K - ĐTVT 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 Nghiên cứu kỹ thuật WDM hệ thống thông tin quang kiến thức, hiểu biết để sau trở thành người có ích cho xã hội Qua em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Phúc Ngọc nhiệt tình hướng dẫn giúp em hoàn thành đồ án Đồng thời em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường khoa nhiệt tình giảng dạy cho em năm em học trường 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 SVTH: Nguyễn Thị Hoa 83 Lớp: 47K - ĐTVT 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