TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA CÔNG NGHỆ ===== ===== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: THIẾT KẾ TUYN TRUYN DN QUANG Giáo viên h-ớng dẫn: KS Cao Thành Nghĩa Sinh viªn thùc hiƯn : Trịnh Thị Th Ngân Líp : 46K - Điện tử viễn thơng Vinh 05 -2010 LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, có tiến vượt bậc cơng nghệ điện tửviễn thông, công nghệ thông tin quang, với gia tăng nhu cậu sử dụng mạng viễn thơng loại hình dịch vụ ngày đa dạng tạo điều kiện triển khai mạng cáp quang ứng dụng công nghệ thông tin quang Kỹ thuật thông tin quang phát triển tạo tiền đề cho phát tiển hệ thống chuyển mạch, mạch tích hợp, khuếch đại quang, linh kiện phát, thu làm việc hệ thống truyền dẫn quang Do có nhiều ưu điểm nên xu hướng tương lai chuyển hoàn toàn mạng thơng tin sang mạng thơng tin quang Vì thần tử mạng thơng tin có khả truyền dẫn dải rộng, tin cậy vượt cự ly lớn, đáp ứng nhu cầu mạng thơng tin tương lai Chính lẽ mà thơng tin quang phát triển giới nói chung Việt Nam nói riêng Mặt khác với điều kiện địa lý mà thông tin quang phù hợp với Việt Nam Nội dung đồ án tốt nghiệp có đề cập vấn đề sau: -Giới thiệu thành phần tuyến truyền dẫn cáp sợi quang -Thiết kế mạng quang cho huyện Đô Lương - Nghệ an Qua em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo Cao Thành Nghĩa hướng dẫn tận tình em hồn thành đồ án tốt nghiệp Đồng thời em gửi lời cảm ơn đến thầy giáo khoa Công Nghệ người dìu dắt chúng em thời gian học tập vừa qua Vì thời gian tìm hiểu đề tài khơng dài, mà vấn đề thông quang lai sâu rộng, trình độ tài liệu có hạn nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong góp ý kiến thầy cô giáo bạn sinh viên Em xin chân thành cảm ơn! Vinh, tháng năm 2010 Sinh viên thực Trịnh Thị Thuý Ngân TÓM TẮT ĐỒ ÁN MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .1 TÓM TẮT ĐỒ ÁN MỤC LUC DANH SÁCH HÌNH VẼ SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN DANH SÁCH BẢNG VẼ TRONG ĐỒ ÁN THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 10 Chương Cáp sợi quang 16 1.1 Sợi dẫn quang 16 1.1.1 Nguyên lý truyền ánh sáng sợi dẫn quang 16 1.1.2 Cấu trúc sợi dẫn quang 17 1.1.3 Phân loại sợi quang 17 1.2 suy hao tín hiệu sợi quang 19 1.2.1 Suy hao hấp thụ tín hiệu sợi dẫn quang 20 1.2.2 Suy hao tán xạ 21 1.2.3 Suy hao uốn cong sợi 21 1.3 Méo tín hiệu sợi dẫn quang 22 1.3.1 Trễ nhóm 22 1.3.2 Tán sắc vật liệu 23 1.3.3 Tán sắc dẫn sóng 24 1.3.4 Tán sắc mode 25 1.3.5 Tán sắc mặt cắt 26 1.4 vật liệu chế tạo sợi quang 26 1.4.1 Các sợi quang thuỷ tinh 27 1.4.2 Các sợi quang thuỷ tinh có vỏ chất dẻo 28 1.4.3 Các sợi quang plastic 28 1.5 Cáp quang 28 1.5.1 Đặc điểm yêu cầu cáp quang 28 1.5.2 Cấu tạo cáp quang 29 1.5.3 Phân loại cáp quang 31 Chương Các linh kiện phát thu quang 32 2.1 Linh kiện phát quang 32 2.1.1 nguy n l i n i iện quang 32 2.2 Các linh kiện thu quang 46 2.2.1 Nguy n l i n i quang iện 46 2.2.2 Các ộ thu quang 47 Chương Khái quát hệ thống thông tin quang 53 3.1 Khái quát hệ thống thông tin quang 53 3.1.1 Mơ hình hệ thống thơng tin quang 53 3.1.2 Nguy n l hoạt ộng hệ thống thông tin quang 54 3.1.3 Ưu iểm hệ thống thông tin quang 55 3.2 Sự phát triển k ỹ thuật thông tin quang 56 3.3 Phân loại phần tử quang điện thông tin quang 59 Chương Thiết kế hệ thống thông tin quang 62 4.1 Yêu cầ chọn tuyến 62 4.2 Khảo sát thực t v ưa phương án dự phòng 62 4.3 Các thông số kỹ thuật yêu cầu 62 4.3.1 Độ dài cáp lớn 62 4.3.2 T ính tốn ộ suy hao cho phép 63 4.3.3 Tính ộ tán sắc cho phép 63 4.4 Máy đo quang phương pháp đo thông số sợi quang 63 4.5 Các phương pháp đo thôngs ố sợi quang 72 4.5.1 Đo suy hao sợi quang sử dụng máy o quang dội 72 4.5.2 Đo suy hao ằng phương pháp tán xạ ngược .73 4.6 Đo tán sắc dải thông sợi quang 82 4.6.1 Đo áp ứng xung 83 4.6.3 Đo độ rộng tuyến sợi quang 90 4.6.4 Đo tán sắc thể 91 Chương Thiết kế tuyến quang Đô Lương -Vinh 93 5.1 Tổng quan viễn thông Nghệ An 93 5.1.1 Mạng chuyển mạch 93 5.1.2 Mạng truyền dẫn 93 5.2 Chọn tuyến 96 5.3 Chiều dài tuyến phương pháp ứng dụng 97 5.4 Tính tốn thơng số kỹ thuật yêu cầu 98 5.4.1 Tính tốn ộ dài cáp cho phép 98 5.4.2 Tính tốn ộ suy hao cho phép 99 KẾT LUẬN .100 TÀI LIỆU THAM KHẢO .101 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 SÁCH HÌNH VẼ SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN Hình 1.1: Tia kinh tuyến biểu trình tiếp nhận lan truyền ánh sáng sợi đa mode chiết suất phân bậc 16 Hình 1.2 Sự truyền ánh sáng sợi quang 19 Hình 1.3: Đặc tính suy hao theo bước sóng sợi dẫn quang quy chế suy hao .20 Hình 1.4 Chỉ số chiết suất thay đổi theo bước sóng 24 Hình 1.5 Tán sắc vật liệu hàm số bước sóng quang so với sợi quang 25 Hình 1.6 Cấu trúc tổng thể sợi 29 Hình 2.1 a Sơ đồ mức lượng kích thích điện tử vùng hố trị sang vùng dẫn 33 Hình 2.2 a Tiếp giáp p-n b Phân cực ngược c Phân cực thuận 34 Hình 2.3 a Sự phát photon với vật liệu dải cấm trực tiếp 35 Hình 2.4 a Cấu trúc dị thể kép LED phát sáng cạnh 38 b cấu trúc dị thể kép LED phát sáng mặt 38 Hình 2.5 Đặc tuyến xạ ánh sáng theo dịng điện 39 Hình 2.6 a Hốc cộng hưởng cho điốt laser 40 b Đặc tuyến xạ ánh sáng Pas theo dòng điện 40 Hình 2.7 a Laser điều khiển khuyếch đại .41 b Laser điều khiển chiết suất 41 Hình 2.8a Các điốt Laser cấu trúc dị thể chơn bước sóng ngắn 800÷900nm 41 b Các điốt Laser cấu trúc dị thể chơn bước sóng dài 1300÷1600nm .41 Hình 2.9 Ngun lý cấu tạo điốt Laser DBR DFB 42 Hình 2.10 Phổ xạ LED LD 45 Hình 2.11 Sự phụ thuộc nhiệt độ đặc tuyến xạ .46 Hình 2.12 Nguyên tắc tạo cặp điện tử - lỗ trống tiếp giáp P-N .47 Hình 3.13 Sơ đồ vùng lượng photon diot PIN 48 Hình 2.14 a Cấu tạo điốt quang thác .50 b Sự phân bố cường độ điện trường 50 Hình 2.15 Quan hệ hệ số khuyếch đại điện áp phân cực 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 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 2.16 Hiệu suất lượng tử hố vật liệu .51 Hình 3.1 Mơ hình truyền thơng tin với thành phần 53 Hình 3.2 Q trình phát triển thơng tinh sợi quang 58 Hình 3.3 Các thành phần tuyến thông tin quang 60 Hình 4.1 Đo suy hao theo phương pháp cắt .72 Hình 4.2 Đo suy hao phương pháp xen thêm sợi quang 74 Hình 4.3 Tán xạ ngược .75 Hình 4.4 Nguyên lý đo phản xạ tán xạ ngược .80 Hình 4.5 Sự thay đổi cơng suất quang theo chiều dài 81 Hình 4.6 Bố trí dụng cụ đo suy hao 81 Hình 4.7 Đo suy hao theo hai chiều 82 Hình 4.8 Nguyên lý đo đáp ứng xung .83 Hình 4.9 Sơ đồ khối hệ thống đo đáp ứng xung 86 Hình 4.10 Nguyên lý phương pháp quét tần số 87 Hình 4.11 Sơ đồ hệ thống đo quét tần số 89 Hình 4.12 Cấu hình để đo tán sắc thể trễ thời gian 92 Hình 5.1 Sơ đồ mạng quang 94 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 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 SÁCH BẢNG VẼ TRONG ĐỒ ÁN Bảng 2.1 Dải cấm bước sóng số vật liệu cần quan tâm .36 Bảng 3.1 Các giai đoạn phát triển công nghệ thông tin quang sợi .58 B ảng 4.1 Các thông số Kỹ thuật máy đo đa k2320 68 Bảng 4.2 Bộ đo công suất quang (power mater) 69 Bảng 4.3 Các thông số kỹ thuật modul quang 69 Bảng 4.4 Tiêu chuẩn Laser: theo yêu cầu CDRH 1.21 CFR 70 Bảng 4.6 Tiêu chuẩn Laser: Theo yêu cầu CDRH Class 1.21 CFR 71 Bảng 5.1 Thông số kỹ thu ật 97 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 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 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ADM Add/Drop Multiplexer Bộ ghép kênh xen/rẽ AGC Automatic Gain Control Tự động điều chỉnh khuyếch đại AMI Alternate-Optical Network Đảo dấu luân phiên AON All-Optical Network Mạng toàn quang AOTF Acoustic Optical Tunable Filter Bộ lọc tích hợp âm thoa quang có điều chỉnh APC Automatic Power Control Tự động điều khiển công suất APD Avalanche Photodiode Diode tách sóng thác APS Automatic Protection Chuyển mạch bảo vệ tự động Swwitching AR Antireflection Coating ASE Amplified Vỏ chống phản xạ Spontaneous Bức xạ tự phát khuyếch Emission đại ASK Amplitude Shift Keying Khoá dich biên độ ATM Ansychronous Transfer Mode Phương thức chuyển giao không đồng BA Booster Amplifier Bộ khuyếch đại công suất BER Bit Error Rate Tỷ lệ lõi bit BGP Border Gateway Protocol Giao thức cỏng biên BH Buried Heterostructure Cấu trúc dị thể chon B-ISDN Broadband Integrated Service Mạng số liên kết dịch vụ băng Digital Network rộng BPF Band Pass Filter Bọ lọc băng thông BWR Border Wavelength Router Bộ định tuyến bước sóng biên CCITT International Telephone Telegraph and Hội đồng tư vấn điện thoại Consultative điện báo quốc tế Committee CCS Common Channel Signalling Báo hiệu kênh chung 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 10 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 4.6.2 Đo đáp ứng xung tần số Nguồn phát Laser Thu quang Sợi cần đo Bộ tạo sóng quét Bộ phân thích phổ Hình 4.10 Ngun lý phương pháp qt tần số Lý thuy t đáp ứng xung Hàm truyền đạt sợi quang đo trực tiếp miền tần số Nguyên lý phương pháp quét tần số trình bày hình 4-10 Nguồn quang laser LED điền biến tín hiệu hình sin từ tạo song quét Tín hiệu quang bơm vào sợi đo tín hiệu thu Diode PIN APD, Diode nối với phận tích phổ, tần số tín hiệu từ tạo sóng qt trực tiếp vào phận tích phổ H2(w) = Hm(w) * H(w) (4-33) H1(w) = Hm(w) (4-34) Trong đó: Hm(w : Hàm truyền đạt máy đo H2(w : Hàm truyền đạt đo sợi dài H1(w : Hàm truyền đạt đo sợi ngắn H(w : Hàm truyền đạt sợi cần đo Lấy 4-33 chia cho 4-34 ta được: H(w) = H ( W) H1 ( W) (4-34) Hàm truyền đạt viết dạng: 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 87 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 H(w) = |H(w)| e j ( W) (4-35) Trong đó:H(w : đáp ứng biên độ (w đáp ứng pha (Dịch pha Như vậy, hàm truyền đạt sợi quang đo miền thời gian phương pháp xung miền tần số phương pháp quét tần số Tuỳ vào mức độ trang bị máy đo mà người ta chọn phương pháp đo thích hợp Kỹ thuật miền thịi gian địi hỏi phải có phương tiện để tách xung hẹp Một máy tính cần đến để thực biến đổi Fourier Mặt khác đáp ứng pha hoàn toàn tự động Kỹ thuật miền tần số tính tốn đơn giản hàm truyền đạt sử dụng cách thực phương pháp chia phép trừ đơn vị dB Trái lại, việc khó thực phải có tạo tín hiệu hoạt động dải tần hàng GHz Khi ta đo độ rộng băng sợi quang ta phải nhớ bao gồm hai loại: Độ méo mode độ tán sắc Độ rộng tổng biểu diễn biểu thức sau: BT = (BM-2 + BC-2)-½ (4-36) Trong đó: BT : Độ rộng tổng đo ddwocjw BM: Độ rộng méo theo mode BC: Độ rộng băng tán sắc BC(MHz = 0,44/D(λ * λ*L*10-6 (4-37) Trong : D(λ : hệ số tán sắc hay méo sắc (ps/nm.km λ : Độ rộng đường gốc L : Độ dài đoạn km Nếu cần, độ rộng mode BM(MHz thu sau: Nếu hai đáp ứng sợi mode phổ nguồn coi dạng Gauss BM tìm phương trình (4-36 độ rộng băng B tính từ phương trình (4-37) * Sơ đồ hệ thống đo tần số 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 88 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 Trộn Mode Vi thấu kính hội tụ Bộ tách quang Laser Nguồn Nguồn Bộ phận tích phổ Máy phát đồng Máy tính Hình 4.11 Sơ đồ hệ thống đo quét tần số Để đo độ rộng băng ta cần quang tâm đến đáp ứng biên độ hàm chuyển đổi khơng quang tâm đến đáp ứng pha Do ta dung phân tích phổ kiểu HP – 8568A với dải tần 100Hz đến 1500Mhz, hệ thống nối với quét đồng chỉnh với quét Bộ quét có dải tần từ 0.5 đến 1500MHz Máy tính dung HP – 85 để điều khiển phân tích phổ laser điều chế vào tín hiệu hnhf sin lấy từ phát đồng chỉnh, tín hiệu quang đựơc điều biên đưa vào sợi quang cần đo Bộ phát tín hiệu quét dải tần chọn lọc bọ phân tích phổ đo tín hiệu Đáp ứng biên độ đo nhờ chia kết với sợi đo cho kết đo với sợ chuẩn Độ rộng băng sợi đo xác định tần số thấp mà biên độ đáp ứng biên độ giảm 3dB Kết đo hai phép đo ghi lại máy tính vẽ đáp ứng biên độ độ rộng băng sợi Trong thực tế ta có khó khăn máy phân tích phổ khơng thể nối đồng chỉnh với tạo sóng qt chúng hai đầu khác hai đoán tạo song quét HP6820A với dải tần từ 10 đến 1300MHz Bộ tạo song quét dung chế độ chạy tự với độ phân tích lớn, tồn đáp ứng biên độ có sau 5-8 phút lưu trữ 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 89 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 Phạm vi hệ thống đo hoạt động từ 10 đến 1200Mhz với hai miền bước sóng 850nm-1300nm Với hệ thống đo với sợi có tiêu hao khoảng 20 – 25dB Một trở ngại lớn đo khơng đồng chỉnh làm tăng thời gian đo quan hệ sải rộng thấp, yêu cầu lọc trung tâm IF máy phân tích phổ phai có giải rộng hạn chế hai nhược điểm 4.6.3 Đo độ rộng n sợi quang Bằng phương pháp ta tính độ rộng băng sợi riêng lẻ Trong thực tế đo trường, ta phải đo với tuyến cáp với nhiều sợi riêng lẻ hàn nối vơi Nếu biết tất hàm chuyển đổi sợi ta khơng thể tính hàm chuyển đổi cách đơn giản nhân tất chúng với Vì kết liên quan đến nhiều tượng phát sinh hàn nối cáp, mà ảnh hưởng chủ yếu tượng đảo mode Ta có phụ thuộc băng B độ dài sợi có biểu thức sau: B = B1 Ly ( 4-38) Trong đó: B : Độ rộng băng tần sợi dài L km B1: Tích độ rộng băng độ dài độ rộng băng sợi dài 1km.(MHz.km) L : Độ dài sợi km y1 : Hệ só ghép nối độ rộng băng Giá trị tiêu biểu y1 phạm vi 0.5-1 phụ thuộc vào hiệu ứng đảo mode mối hàn, vào tham số mặt cắt α bước song độ rộng băng lớn Chúng có giá trị y1 nhỏ giới hạn trên, nói chung y1 =1 với sợi GI ngắn y1 =0.5 với sợi GI dài Độ rộng băng tổng phần sợi co từ công thức sau: Bt = ( Bi y ) 1 y ( 4-39) Ở : Bt : Độ rộng băng tổng Bi : Độ rộng băng sợi thứ i phần sợi γ : Hệ số ghép nối độ rộng băng N : Số lượng sợi toàn tuyến 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 90 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 hệ số γ tiêu biểu vào khoảng 0.5 – đ ược nhà cung cấp với sợi 4.6.4 Đo tán sắc thể Các phương pháp đo tán sắc thể bao gồm: - Trực tiếp với xung với xung hẹp sợi dài - Quét tần số - Đồng tần số kết hợp - Giao thoa với đoạn sợi dài vài m Các nguồn quang đa bước song cần dung, phép đo miền thời gian FOTR168, nguồn quang thường dùng Laser Nd: YAG Ngày nguồn quang thường dung gịm laser thay đổi bước song cách biến đổi nhiệt độ Với phép đo miền tần số FOTR-175, hai nhiều LD với lọc thay đổi được sử dụng Một q trình qt đầy đử thể vịng mọt phút để giảm tối thiểu sai số bước song khơng ổn định nhiệt độ Trong hình bên (FOTR-168 độ để xung với bước song đo sợi dài lẫn sợi ngắn Nếu T ( ) chênh lệch trể xung với chièu dài L, độ trễ nhóm đơn vị chiều dài là: ( ) T ( ) / L( ps / km) (4-40) Tán sắc thể dch tính theo cơng thức: Dch d / d (4-41) Để đạt độ trể pha ( ) với bước sóng (FOTP-169 tạo xung thay dao động tần số cao tần số điều chế không đổi f tạo trể xung máy sóng thay đổi đồng hồ đo pha hay vonke vector Một kênh chuẩn quang điện nối dao động đồng hồ Độ trể pha xác định công thức: 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 91 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 ( ) 2f ( ) (4-42) Nguồn phát đa bước Bộ phát xung Tách sóng Máy phát trễ Qt hiển thị kích vào Hình 4.12 Cấu hình để đo tán sắc thể trễ thời gian Bộ quét bước sóng chọn để sử dụng cặp bước sóng cách chặt chẽ đặt cách khoảng ( ) quanh bước sóng trung tâm λ Nếu độ trễ thay đổi tương ứng t ( ) cho cặp ghi nhận qua biểu thức (4-40 (441 Khi tán sắc sắc thể dch tính trực tiếp bởi: d ch ( ) t ( ) / ( ) (4-43) 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 92 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 Chương Thiết kế tuyến quang Đô Lương -Vinh 5.1 Tổng quan viễn thông Nghệ An Mạng chuyển Mạch Mạng truyền dẫn (Mạng thông tin quang) 5.1.1 Mạng chuyển mạch Đánh giá mạng thực tế đến cuốt tháng 01/2010 toàn Bưu điện Nghệ An có : tổng đài HOST (2 Host hãng NEC Host hãng ERICSSON cụ thể : - HOST NEAX 61E trung tâm Vinh dung lượng quản lý : 105150 lines hết khả quản lý hãng NEC không sản xuất thiết bị hệ tổng đài Do HOST NEAX-61E RLU-E phân vùng phục vụ Vinh, Diễn Châu , Đô Lương Yên Thành khu vực lân cận - HOST NEAX 61 Quán Bánh dung lượng quản lý : 131316 lines hết khả quản lý cho phép theo văn hướng dẫn Hội đồng quản trị hãng NEC không sản xuất thiết bị hệ tổng đài Hệ thống phân vùng phục vụ cho huyện trục đường 46 , trục đường từ Anh Sơn lên Kỳ Sơn , huyện đường 48 từ Nghĩa Đàn lên Quế Phong huyện Tân Kỳ - 02 HOST AXE Cửa Nam Quỳnh Lưu hãng ERICSSON vừa lắp đặt dung lượng cịn nhỏ cịn có khả quản lý để mở rộng phát triển cho huyện khu vực Vì 02 HOST phân vùng hợp lý để mở rộng dung lượng phục vụ phát triển tới năm 2010 - HOST AXE Cửa Nam phục vụ vùng Vinh Cửa Lò phần Hưng Nguyên, Nghi Lộc , HOST AXE Quỳnh Lưu phục vụ vùng Quỳnh Lưu, Diễn Châu, Yên Thành, Nghĩa đàn 5.1.2 Mạng truyền dẫn Hiện mạng truyền dẫn thuộc Viễn thơng Nghệ An gồm có mạng Thông tin quang, Vi ba Xu chuyển dần cáp Quang ngày phát triển, nối kết nhiều nút khác địa bàn Nghệ An tạo thành vịng Ring có khả tự bảo vệ dễ quản lý, Xét mạng Thông Tin 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 93 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 a Cấu hình mạng phương thức bảo vệ Bưu Điện Nghệ An sử dụng loại thiết bị Quang sau: NEC 34Mb/s(ghép PDH) 16 E1; STM-1 Siemens STM-4 Siemens 63E1; SMA1K Siemens 21E1/63E1; 253E1 -622Mb/s; Syncom SPF2000 8E1/21E1; Tuy nhiên thiết bị sử dụng mạng chủ yếu hai loại thiết bị SMA-1K STM-1, STM-4 cho cấu hình mạng vịng thiết bị Syncom cho cấu hình điểm-điểm Hai thiết bị có ưu điểm lắp đặt dễ,độ tin cậy cao Cấu hình mạng t d-¬ng cuông SMA-1K SMA-1K kim liên nam đàn t.ch-ơng SMA-1K SMA-1K SMA-1K SMA-1K SMA-1K h.nguyên cửa nam SMA-4 anh sơn quỳ hợp SMA-1K SMA-1K đô l-ơng ng đàn quỳ châu SMA-1K q phong SMA-4 SMA-1 diƠn ch©u q.l-u h.mai SMA-4 SMA-1 SMA-1K SMA-1K SMA-1K SMA-1K SMA-1K vinh N LỘC SMA -1 cÇu bïng N.MĨ SMA -1 SMA-1 SMA-1 bÕn thủ cửa lò SMA-1 quán bánh yên lý SMA-1 SMA-1 vinh vtnh quỳnh văn Hỡnh 5.1 S mng 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 94 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 Bản đồ Mạng chuyển mạch Mạng truyền dẫn Viễn Thông nghệ an 2006 - 2008 Nậm Giải Quế phong Tiền phong Châu thôn Đồng Văn Châu tiến Quỳ châu Châu Hồng Châu bình Yên hợp Quỳ hợp Châu C-ờng Thanh hoá Đò Ham Châu Phong Ngh.bình Nghĩa Tân Nghĩa hợp Châu Lý Bản Vẽ Nậm cắn Nghĩa Thuận Tân An Nghĩa hoàn Minh thành Cửa rào L-u Kiền T-ơngd-ơn g Tân kỳ Khe Bố Cam Lâm Khe Choang Con Cuông lào Anh sơn Cao Vêu - Hệ tổng đài NEAX 61E - Hệ tổng đài NEAX - 61 Hệ tổng đài AXE Quỳnh l-u Q Lộc Hậu thành Q Đôi Q Ph-ơng Q Bá Q liên Q l-ơng Chợ chùa Nghi Nam Thiết cấm Nghi Nghi Tân Nghi mỹ lộc 49Km Chợ Vạc H-ngNgh.liê Chợ Sơn đôngn Quán Nghi H-ng Kim liên bánh H-ơng 15Km Tây Cửa Nam Hải Nam giang Cửa hội hoà Vinh 3/2 Cầu Đ-ớc Nghi Thái H-ng Yên H-ng H-ng lộc Chợ Vinh nguyên H-ng NM Bia Hoà H-ng LĩnhH-ng Xá H-ng châu Ngân hàng NN H-ng Phú Bến Thuỷ Nam NghĩaNghi Thanh Kiều Nam đàn Chợ Cồn Nam Thái Chợ Rộ XNam Anh Hùng Chợ phuống Long Nam trung - Q Thạch Thịnh thành Hạnhch-ơng lâm Thanh thuỷ - Mỏ Kem Hoàng mai Tuần Q Xuân Đô thành Ngò An Hoà Diễn Q Nghĩa Yên lý Hợp Thànhtr-ờng Nghĩa Q.thành Q Long Diễn lâm Hành Giang Yên Lam sơn Diễn Mỹ Diễn Mậu Đức sơn Đô l-ơng thành Diễn 9Km VĩnhHồng ThànhCàu Hoàng Trung Thành Nam sơn Thọ sơn bùng Diễn Hoà sơn Diễn Ngọc Vĩnh sơn Xuân Lĩnh sơn Đồng Bảo Diễn Cây chanh Diễn cát Quang sơn nham Chợ Rạng châu Đại Đồng Diễn Thịnh Khai sơn Bc Dừa Trù sơn Diễn lộc Nghi Yên Môn sơn Ghi chú: Tân thành Ngh Đồng Kỳ sơn Kênh tráp Tam Đình Quỳnh Thắng Ngh an Yên Hoà Khe Nằn Ngh minh Nghĩa đàn KV3/2 Cửa Cn Lò B.Vi nh Hà tĩnh Tổng đàI khu vực+Thiết bị Viba 95 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 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 Phương thức bảo vệ: Nhìn vào cấu hình Mạng ta thấy phương thức bảo vệ mạng truyền dẫn BĐ Tỉnh Nghệ An gồm có vịng Ring Vịng 1: Vinh - Diễn Châu - Đô Lương - Thanh Chương - Nam Đàn - Kim Liên - Hưng Nguyên - Cửa Nam - Vinh Vòng 2: Diễn Châu - Quỳnh Lưu - Hoàng Mai-Quỳnh Văn-Yên Lý-Cầu Bùng - Diễn Châu Các vòng Ring cho phép tăng khả bảo vệ đơn giản hoá việc quản lý 5.2 Chọn tuyến Với huyện Đơ Lương thuộc tỉnh Nghệ An Có kinh tế phát triển đó, nhu cầu sống đòi hỏi nhu cầu xã hội thông tin việc trao đổi thông tin người dân đặt toán thiết kế đường truyền dẫn lên huyện miền núi Với sinh viên tốt nghiệp trường xin giải toán hội để sinh viên chúng em đóng góp chút cơng sức cho q hương Huyện Đơ Lương có đặc điểm đồi núi chiếm 3/4 diện tích nên đầu nghĩ đến thiết kế hệ thống thiết kế đơn giản thiết bị đầu cuối sử dụng Nhưng ngược lại Viba lại có dung lượng thấp không phù hợp với nhu cầu dịch vụ băng rộng Đô Lương huyện đồi núi nên Viba khơng phù hợp mà khí hậu ta phức tạp.Vì mây mù mưa bão gây tượng phadinh gây xuyên nhiễu lớn đến tin tức Chính lí mà Viba sử dụng khơng hợp lý cho tốn này, mà em chọn thơng tin quang để giải toán Dựa vào ưu điểm thơng tin quang đáp ứng dịch vụ có băng thơng rộng như: truyền hình, truyền số liệu,… phù hợp khoảng thời gian dài tương lại Hơn em lợi dụng sở vật chất có sẵn để thiết kế mạng quang mà cụ thể lợi dụng trục đường mịn Hồ Chí Minh thuộc tuyến đường mịn Hồ Chí Minh Việt Nam, lẽ mà thuận tiện nhiều cáp hạn chế chi phí xây dựng đường truyền 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 96 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 5.3 Chiều dài tuyến phương pháp ng dụng Khảo sát thực tế quảng đường gần tuyến đường mịn Hồ Chí Minh nối Thành phố Vinh đến Huyện Đơ Lương có chiều dài 125km Để thiết kế mạng dẫn quang em lấy từ vòng Rinh Huyện Diễn Châu nằm thị trấn Thực tế tuyến đường xây dựng kiên cố nên điều tạo điều kiện thuận lợi thiết kế thi cơng Vì mật độ dân cư chưa cao kinh tế hạn chế nhiều nên yêu cầu dung lượng chưa thật cao tương lai gần Chính em sử dụng loại sợi quang đơn mode đường truyền thiết kế với hai cáp sợi cáp sợi dự phịng sử dụng Hệ thống sử dụng hệ thống STM-4 FLX 150/600 Với hệ thống có thơng số kỹ thuật sau: Bảng 5.1 Thông số kỹ thuật Danh mục Đơn vị Giá trị Tốc độ bit Mbps STM – 622.08 Dải bước song Nm 1530 – 1565 Công suất trung bình lớn phần phát dBm 15 Dải suy hao phía phát dB 33 – 44 Độ tán sắc lớn phía phát cho phép Ps/nm 3200 Độ nhạy thu nhỏ (BER = 10 dBm - 34 Độ thiệt thòi luồng quang cực đại dB Dự trữ hệ thống dB Suy hao cáp dB/Km 0,23 Suy hao connector dB 0,5 Suy hao mối hàn dB 0,07 Tán sắc Ps/nm.km