CÁC TỪ VIẾT TẮT 1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ỨNG DỤNG KHUẾCH ĐẠI QUANG SỢI TRONG TRUYỀN DẪN QUANG WDM Ngành KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Học viên NGUYỄN HO[.]
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ỨNG DỤNG KHUẾCH ĐẠI QUANG SỢI TRONG TRUYỀN DẪN QUANG WDM Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Học viên: NGUYỄN HOÀNG ANH Người HD Khoa học: PGS.TS LẠI KHẮC LÃI THÁI NGUYÊN – 2013 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! APD CPM DBF DCF EDFA WDM CÁC TỪ Avalanche Photodiode Cross Phase Modulation Distributed Feedback laser Dispersion Compensating Fiber Erbium Doped Fiber Amplifier Wavelength Division Multiplexing EDF TEC ASE Erbium Dopped Fiber Thermally Expanded Core Interface Amplifier Spontaneous Emission LASER Light Amplication by Stimulate Emission of Radiation Laser Diode Optic Circulator Automatic Gain Control Automatic Power Control Bit Error Ratio Booster Amplifier Pre-amplifier Line Amplifier Erbium Doped Tellurite based Fiber Amplifier Optic Fiber Ampliter Noise Figure Renatine Intensity Noise Multipath Interference Optically Aplifed Recciver International Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector Cross-phase modulation LD OC AGC APC BER BA PA LA EDTFA OFA NF RIN MPI OAR ITU-T CPM TDFA OTDR PDFA LED LTE SBS SLA SPM SRS Đi ốt quang thác Điều chế chéo pha Khu Sợi quang pha tạp Erbium Bức xạ tự phát khuếch đại Diode laser Bộ vòng quang Tự động điều chỉnh khuếch đại Tự động điều chỉnh công suất Tỷ lệ lỗi bit Khuếch đại công suất Tiền khuếch đại Khuếch đại đường truyền Bộ khuếch đại quang sợi Hình ảnh nhiễu Nhiễu cường độ tương đối Nhiễu mức Thu khuếch đại quang Điều chế pha chéo Optical Time Domain Reflectometers Praseodymium Doped Fiber Amplifier Light Emitting Diode Đường truyền dẫn quang Line Terminal Equipment Stimulated Brillouin Scattering Semiconductor Laser Amplifier Self-Phase Modulation Stimulated Raman Scattering Thiết bị đầu cuối đường dây S/N Signal to Noise ratio DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc EDFA 10 Hình 1.2 Cấu trúc hình học lõi pha tạp Erbium 11 Hình 1.3 Sơ đồ sợi TEC vuốt Gaussian 12 Hình 1.4 Giản đồ lượng Erbium 13 Hình 1.5 Phổ đầu quang tiêu biểu EDFA 14 Hình 1.6 ba cấu hình chuẩn EDFA 15 Hình 1.7 Các cấu hình EDFA phản xạ 16 Hình 1.8 cấu hình hai hướng EDFA 17 Hình 1.9 Sự giảm NF ASE ngược loại trừ ASE ngược cách ly .20 Hình 1.10 Cấu hình EDFA có lọc quang xen vào độ dài sợi EDF 20 Hình 1.11 Các ứng dụng khuếch đại quang sợi 21 Hình 1.12 Cấu trúc EDTFA 23 Hình 1.13 Sự phụ thuộc khuếch đại tín hiệu vào cơng suất bơm EDFA 24 Hình 1.14.Quan hệ độ dài EDFA khuếch đại tín hiệu 25 Hình 1.15 Phổ tiết diện xạ hấp thụ mức4I13/2 4I15/2 .26 Hình 1.16 Độ khuếch đại EDFA phụ thuộc vào cơng suất tín hiệu đầu vào với cơng suất bơm khác 27 Hình 1.17 Độ khuếch đại tín hiệu hàm số cơng suất tín hiệu đầu với 28 Hình 1.18 Hiệu suất biến đổi công suất hàm độ dài dài EDF 29 Hình 1.19 Nhiễu phách tín hiệu – tư phát 31 Hình 1.20 Nhiễu phách tín hiệu- tự phát thành phần phổ ASE .32 Hình 1.21 Hình ảnh nhiễu dạng nguồn phát thu lý tưởng 33 Hình 1.22 Khuếch đại tín hiệu phụ thuộc vào nhiệt độ 35 Hinh 1.24 Modul thu quang sử dụng khuếch đại quang 37 Hình 1.25 Các mật độ phổ công suất điện nhiễu phách .39 Hình 1.26 Các thành phần cơng suất nhiễu điện 10Gbit/s OAR với Be = 7,5 Gbit/s, B0 = 0.5 nm, NF = dB 40 Hình 1.27 Tỷ số tín hiệu nhiễu điện thu khuếch đại quang 10 Gbits/s 41 Hình 1.28 Kết thực nghiệm độ nhạy thucủa 10 Gbit/s OAR [38,124] .44 Hình 1.29 BER hệ thống có khuếch đại quang 10 Gbit/s phụ thuộc vào cự ly 45 Hình 1.30 Cấu hình khuếch đại EDFA mắc chuỗi .46 Hình 1.31 Độ nhạy thu 10 Gbit/s OAR hệ thống 48 Hình 1.32 BER hệ số EDFA mắc chuỗi phụ thuộc vào cự li tuyến truyền dẫn 10Gbit/s 49 Hình 1.33 Giản đồ lượng Thulium 50 Hình 1.34 Phổ khuếch đại quang sợi pha tạp 55 Hình 1.35 Hình ảnh nhiễu phổ khuếch đại TDFA 56 Hình 1.36 Độ khuếch đại phụ thuộc vào công suất bơm TDFA 57 Hình 1.37 Độ khuếch đại NF phụ thuộc vào nồng độ .58 Hình 1.39 Giản đồ lượng Pr3+ 59 Hình 1.40 giản đồ lượng dịch chuyển ion Pr 3+ ZBLAN 61 Hình 1.41 ảnh hưởng độ dài tới độ khuếch đại 62 Hình 1.42 ảnh hưởng độ dài tới độ khuếch đại độ rộng dải khuếch đại 62 Hình 1.43 Quan hệ độ khuếch đại tín hiệu, khuếch đại bên tín hiệu GSA .63 Hình 1.44 Đặc trưng bão hòa khuếch đại sợi sở ZnF4 pha tạp Pr3+ 64 Hình 1.45 Phổ NF khuếch đại quang sợi sở ZnF4 pha tạp Pr3+ 65 Hình 1.46 Sự phụ thuộc độ tăng ích NF vào cơng suất tín hiệu 66 Hình 1.47 Minh họa phụ thuộc nhiệt độ độ khuếch đại hình ảnh nhiễu 67 Hình 1.49 phụ thuộc nhiệt ca PDFA ti bc súng t 1,29 àm ữ 1,33 µm 69 Hình 1.50 sơ đồ cấu hình ghép nối sợi pha tạp Pr3+ sơi silica 69 Hình 1.51 Kỹ thuật nối rãnh chữ V hai sợi Pr3+ sơi silica 70 Hình 1.52 cấu hình khuếch đại đơn 70 Hình 1.53 cấu hình khuếch đại kép 71 Hình 1.54 cấu hình khuếch đại tầng .71 Hình 1.55 Phổ khuếch đại Raman 72 Hình 2.1 Sơ đồ khối phép đo 82 Hình 2.2 Hình cơng suất sóng liên tục CW 83 DANH MỤC BẢNG BIỂU MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ KHUẾCH ĐẠI QUANG SỢI .10 1.1 Khuếch đại quang sợi EDFA .10 1.1.1 Cấu trúc nguyên lý hoạt động: 10 1.1.2 Phổ khuếch đại EDFA .13 1.1.3 Các ứng dụng EDFA hệ thống thông tin quang .14 1.1.4 Các tham số đặc tính kỹ thuật ảnh hưởng đến hệ thống thông tin quang EDFA 23 1.1.5 Ảnh hưởng khuếch đại quang EDFA hệ thông tin quang 35 1.2 Khuếch đại quang sợi TDFA 49 1.2.1 Cấu trúc nguyên lý hoạt động 49 1.1.2 Khuếch đại sử dụng sợi pha tạp THULIUM 54 1.3 Khuếch đại quang sợi PDFA 59 1.3.1 Cấu trúc nguyên lý hoạt động 59 1.3.2 Mô hình khuếch đại .60 1.3.3 Các đặc trưng khuếch đại 61 1.3.4 Kỹ thuật ghép nối 69 1.3.5 Cấu hình Modul PDFA 70 1.4 Khuếch đại Raman 71 1.4.1 Cấu trúc nguyên lý hoạt động 71 1.4.2 Hiệu ứng tán xạ kích thích Raman 73 NGHIÊN CÚU ẢNH HƢỞNG CỦA CƠNG SUẤT SĨNG LIÊN 82 TỤC CW ĐẾN TỈ SỐ SNR TRONG KHUẾCH ĐẠI RAMAN 82 2.1 Mơ hình tính tốn 82 2.1.1 Sơ đồ thực nghiệm .82 2.1.2 Nguyên lý 82 2.2 Tính tỉ số tín hiệu tạp âm 84 CHƢƠNG 88 CHƢƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG .88 3.1 Lƣu đồ thuật tốn kết mơ 88 KẾT LUẬN 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, phát triển dịch vụ thoại phi thoại tạo bùng nổ dung lượng Hệ thống thông tin quang đơn mode mạng thông tin tiên tiến, chưa tận dụng băng thơng lớn sợi quang cách hữu hiệu, sợi quang truyền kênh Vì cần phải cải thiện hệ thống thơng tin quang có sẵn kỹ thuật tiến tiến với chi phí thấp cách ghép nhiều bước sóng truyền sợi quang Kỹ thuật ghép kênh quang theo bước sóng WDM (Wavelengh Division Multiplexer) đời, cho phép nâng cao dung lượng truyền dẫn hệ thống lên lớn mà không cần phải tăng thêm sợi quang tận dụng băng tần lớn sợi quang ghép nhiều kênh bước sóng sợi quang Kỹ thuật ghép kênh quang theo bước sóng ứng dụng rộng rãi mạng viễn thông Sự phát triển công nghệ WDM với công nghệ khuếch đại quang chuyển mạch quang tạo nên mạng thông tin hệ mới: mạng thơng tin tồn quang Cơng nghệ WDM cơng nghệ ghép kênh theo bước sóng tận dụng hữu hiệu nguồn tài nguyên băng rộng khu vực tổn hao thấp sợi quang đơn mode Công nghệ ghép kênh WDM nâng cao dung lượng truyền dẫn hệ thống mà không cần phải tăng tốc độ kênh bước sóng Cơng nghệ WDM giải pháp tiên tiến kỹ thuật thông tin quang, đáp ứng nhu cầu truyền dẫn hệ thống Để triển khai lắp đặt hệ thông thông tin quang có hiệu quả, bảo đảm chất lượng truyền dẫn thời gian khai thác dài, công việc thiết kế tuyến quan trọng xây dựng tuyến truyền dẫn tốc độ cao cự ly xa tuyễn thường hay sử dụng khuếch đại quang, đặc biệt EDFA Raman Xuất phát từ mong muốn tìm hiểu hệ thống thơng tin quang sử dụng kỹ thuật WDM khuếch đại quang sợi đồng ý PGS.TS Lại Khắc Lãi, em thực luận văn tốt nghiệp: “Ứng dụng khuếch đại quang sợi truyền dẫn quang WDM” Luận văn trình bày số hiểu biết khuếch đại quang sợi nghiên cứu ảnh hưởng công suất sóng liên tục CW đến tỉ số SNR khuếch đại Raman chương trình mơ Luận văn chia làm chương : Chƣơng 1: Tổng quan khuếch đại quang sợi ếch đại quang sợi sử dụng truyền dẫn quang WDM Chƣơng 2: Nghiên cứu ảnh hƣởng cơng suất sóng liên tục CW đến tỉ số SNR khuếch đại Raman ảnh hưởng cơng suất sóng liên tục CW đến tỉ số SNR khuếch đại Raman Chƣơng 3: Chƣơng trình mơ Đưa chương trình mơ CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ KHUẾCH ĐẠI QUANG SỢI 1.1 Khuếch đại quang sợi EDFA 1.1.1 Cấu trúc nguyên lý hoạt động: a Cấu trúc khuếch đại quang sợi EDFA Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc EDFA Trên cấu trúc khuếch đại sợi quang EDFA Bơm Laser hoạt động hai bước sóng 980 nm 1480 nm hiệu suất bơm hiệu Các cánh ly quang (Isolator) có nhiệm vụ chống phản xạ tín hiệu, cho phép truyền dẫn quang đơn hướng WDM coupler dùng để ghép tín hiệu bước sóng bơm tín hiệu cần khuếch đại vào sợi Erbium Các thành phần cấu tạo nên EDFA gồm có sợi pha tạp Erbium EDF (Erbium Dopped Fiber) thường có độ dài khoảng 10 m; laser bơm LD; ghép bước sóng quang (coupler) WDM cách ly quang (Isolator) Từ thành phần cấu trúc thiết bị người ta tạo nhiều loại EDFA với công nghệ thể thức khác Để thu khuếch đại phải cung cấp lượng quang cho sợi pha tạp Erbium Nguồn lượng để cung cấp lượng cho khuếch đại quang gọi lượng bơm Cơng suất quang từ nguồn bơm thường có bước sóng 980 nm 1480 nm, cơng suất bơm từ 10 mW đến 100mW Các diode laser LD dùng làm nguồn bơm cấu tạo phù hợp với cấu hình bước sóng bơm Khi mà hệ thống bơm bước sóng 980 nm loại LD bơm thường loại có vùng tích cực với cấu trúc giếng lượng tử InGaAs lớp mỏng đặt xen vào lớp vỏ có tham số tinh thể khác Nếu hệ thống bơm bước sóng 1480 nm LD bơm thuộc loại laser Fabry-Perot dị thể chơn có cấu trúc tinh thể ghép InGaAs/ InP Bộ ghép bước sóng WDM thực ghép ánh sáng tín hiệu ánh sáng bơm pha tạp Erbium số trường hợp lại tách tín hiệu Các cách ly quang có tác dụng làm giảm ánh sáng phản xà từ hệ thống chẳng hạn phản xạ Rayleigh từ nối quang hay phản xạ ngược lại từ khuếch đại Việc giảm phản 10 3.2 Mã nguồn chƣơng trình function varargout = lvan(varargin) % LVAN M-file for lvan.fig % LVAN, by itself, creates a new LVAN or raises the existing % singleton* % % H = LVAN returns the handle to a new LVAN or the handle to % the existing singleton* % % LVAN('CALLBACK',hObject,eventData,handles, ) calls the local % function named CALLBACK in LVAN.M with the given input arguments % % LVAN('Property','Value', ) creates a new LVAN or raises the % existing singleton* Starting from the left, property value pairs are % applied to the GUI before lvan_OpeningFunction gets called An % unrecognized property name or invalid value makes property application % stop All inputs are passed to lvan_OpeningFcn via varargin % % *See GUI Options on GUIDE's Tools menu Choose "GUI allows only one 89 % instance to run (singleton)" % % See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES % Edit the above text to modify the response to help lvan % Last Modified by GUIDE v2.5 13-May-2013 00:34:03 % Begin initialization code - DO NOT EDIT gui_Singleton = 1; gui_State = struct('gui_Name', mfilename, 'gui_Singleton', gui_Singleton, 'gui_OpeningFcn', @lvan_OpeningFcn, 'gui_OutputFcn', @lvan_OutputFcn, 'gui_LayoutFcn', [] , 'gui_Callback', []); if nargin && ischar(varargin{1}) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1}); end if nargout [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); else gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); end % End initialization code - DO NOT EDIT % - Executes just before lvan is made visible function lvan_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin) % This function has no output args, see OutputFcn % hObject handle to figure % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % varargin command line arguments to lvan (see VARARGIN) % Choose default command line output for lvan handles.output = hObject; % Update handles structure 90 guidata(hObject, handles); % UIWAIT makes lvan wait for user response (see UIRESUME) % uiwait(handles.figure1); % - Outputs from this function are returned to the command line function varargout = lvan_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) % varargout cell array for returning output args (see VARARGOUT); % hObject handle to figure % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Get default command line output from handles structure varargout{1} = handles.output; % - Executes on selection change in popupmenu1 function popupmenu1_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to popupmenu1 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) global nc nd m Idm Id0 xx F R acw ap gamma n aeff h e c v RIN k B T id contents = get(hObject,'Value'); switch contents case id=1; case id=2; otherwise end axes(handles.so_do_thuc_nghiem); if(id==1) imshow('h1.jpg') else imshow('h2.jpg') end % Hints: contents = get(hObject,'String') returns popupmenu1 contents as cell array 91 % contents{get(hObject,'Value')} returns selected item from popupmenu1 % - Executes during object creation, after setting all properties function popupmenu1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to popupmenu1 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: popupmenu controls usually have a white background on Windows % See ISPC and COMPUTER if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function edit1_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edit1 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of edit1 as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of edit1 as a double % - Executes during object creation, after setting all properties function edit1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edit1 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows % See ISPC and COMPUTER if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function edit2_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edit2 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB 92 % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of edit2 as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of edit2 as a double % - Executes during object creation, after setting all properties function edit2_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edit2 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows % See ISPC and COMPUTER if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function edit3_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edit3 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of edit3 as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of edit3 as a double % - Executes during object creation, after setting all properties function edit3_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edit3 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows % See ISPC and COMPUTER if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function edit4_Callback(hObject, eventdata, handles) 93 % hObject handle to edit4 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of edit4 as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of edit4 as a double % - Executes during object creation, after setting all properties function edit4_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edit4 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows % See ISPC and COMPUTER if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function edit5_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edit5 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of edit5 as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of edit5 as a double % - Executes during object creation, after setting all properties function edit5_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edit5 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows % See ISPC and COMPUTER 94 if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function edit6_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edit6 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of edit6 as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of edit6 as a double % - Executes during object creation, after setting all properties function edit6_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to edit6 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows % See ISPC and COMPUTER if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function snr_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to snr (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,'String') returns contents of snr as text % str2double(get(hObject,'String')) returns contents of snr as a double % - Executes during object creation, after setting all properties function snr_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to snr (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB 95 % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called % Hint: edit controls usually have a white background on Windows % See ISPC and COMPUTER if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end % - Executes on button press in pushbutton1 function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to pushbutton1 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) global val1 val2 val3 val4 val5 val6 global Nav nc nd m Idm Id0 xx F R acw ap gamma rn aeff h e c v RIN k B T id global rS sig1 rpdc rpamp rpampx rpd rar rpsp Nav=20.0;nc=1.0;nd=0.8;m=[1.0 20.0];Idm=5.0;Id0=[0.0 5.0];xx=[0.0 0.7]; F=8.0;R=16.0; acw=0.22;ap=0.26;gamma=0.4;rn=1.45;Aeff=78.0; h=6.625e-34;e=1.602e-19;c=3e8;v=c/1550e-12; RIN=130.0;k=1.38e-23;B=1.0;T=300.0; val1=get(handles.edit1,'String'); val2=get(handles.edit2,'String'); val3=get(handles.edit3,'String'); val4=get(handles.edit4,'String'); val5=get(handles.edit5,'String'); val6=get(handles.edit6,'String'); val1=str2num(val1); val2=str2num(val2); val3=str2num(val3); val4=str2num(val4); val5=str2num(val5); val6=str2num(val6); 96 z=val3; val9=val1*val2; %set(handles.snr,'String',num2str(val9,'%10.5e')); id = get(handles.popupmenu1,'Value'); Id0s=Id0(id); ms=m(id); xxs=xx(id); clc; %sigmad2(Id0s,ms,xxs) %pdc(val2,z,val4) %aaa = pdc(val2,z,val4) %aa = sigmad2(Id0s,ms,xxs) %aa=pamp(val1,val2,z,val4,val5) %aa=pd(val1,val2,z,val4,val5) %aa=S(val6,Aeff) %aa=psp(val1,z,val5,val6,Aeff) %aa=I0(val2,z,val4) %aa=I1(val1,val2,z,val4,val5) %aa= iss(val1,val2,z,val4,val5) %aa=inn(val1,z,val5,val6,Aeff) %aa=Q(val1,z,val5,val6,Aeff) %aa=sigma12(val1,val2,z,val4,val5,val6,Aeff,Id0s,ms,xxs) %aa=sigma02(val2,z,val4,Id0s,ms,xxs) aa= SNR(Nav,val1,val2,z,val4,val5,val6,Aeff,Id0s,ms,xxs) set(handles.snr,'String',num2str(aa,'%10.5e')); %rsnr=SNR(Nav,val1,val2,z,val4,val5,val6,Aeff,Id0s,ms,xxs) %set(handles.snr,'String',num2str(val9,'%10.5e')); %sigmad2(Id0s,ms,xxs) %ar(val6) % - Executes on button press in pushbutton2 function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to pushbutton2 (see GCBO) 97 % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) global val1 val2 val3 val4 val5 val6 global Nav nc nd m Idm Id0 xx F R acw ap gamma rn aeff h e c v RIN k B T id global rS sig1 rpdc rpamp rpampx rpd rar rpsp Nav=20.0;nc=1.0;nd=0.8;m=[1.0 20.0];Idm=5.0;Id0=[0.0 5.0];xx=[0.0 0.7]; F=8.0;R=16.0; acw=0.22;ap=0.26;gamma=0.4;rn=1.45;Aeff=78.0; h=6.625e-34;e=1.602e-19;c=3e8;v=c/1550e-12; RIN=130.0;k=1.38e-23;B=1.0;T=300.0; val1=get(handles.edit1,'String'); val3=get(handles.edit3,'String'); val4=get(handles.edit4,'String'); val5=get(handles.edit5,'String'); val6=get(handles.edit6,'String'); val1=str2num(val1); val3=str2num(val3); val4=str2num(val4); val5=str2num(val5); val6=str2num(val6); z=val3; val9=val1*val2; %set(handles.snr,'String',num2str(val9,'%10.5e')); id = get(handles.popupmenu1,'Value'); Id0s=Id0(id); ms=m(id); xxs=xx(id); clc; % sinpl=@(x) 2*x^2+5*x+1+sin(x); % fplot(handles.plotgraph,sinpl,[-10 10]); for i=1:1:50 % xr(i)=i*1.0; 98 % yr(i)=xr(i)*xr(i); xr(i)=i*1.0; yr(i)= SNR(Nav,val1,xr(i),z,val4,val5,val6,Aeff,Id0s,ms,xxs); end axes(handles.so_do_thuc_nghiem); if(id==1) imshow('h1.jpg') else imshow('h2.jpg') end hold on; plot(handles.plotgraph,xr,yr,'-') set(handles.plotgraph,'XMinorTick','on') axis([0 50 1e14]) grid on % - Executes on button press in pushbutton3 function pushbutton3_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to pushbutton3 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) close(handles.figure1) function sig1=sigmad2(Id0u,mu,xxu) global Nav nc nd Idm F R acw ap gamma rn Aeff h e c v RIN k B T sig1=2.0*e*Id0u+2.0*e*Idm*mu^(2+xxu)+4.0*k*T*F/R; function rpdc = pdc(val2,z,val4) global Nav nc nd m Idm Id0 xx F R acw ap gamma rn Aeff h e c v RIN k B T rpdc rpdc=val2*exp(-acw*z)*val4; function rpamp = pamp(val1,val2,z,val4,val5) global Nav nc nd m Idm Id0 xx F R acw ap gamma rn Aeff h e c v RIN k B T rpdc rpamp rpamp=rpdc*gamma*val1*v*val5/2.0*exp(-ap*z); 99 function rpampx = pampx(val1,val2,z,val4,val5) global Nav nc nd m Idm Id0 xx F R acw ap gamma rn Aeff h e c v RIN k B T rpdc rpampx rpampx=rpdc*gamma*3e8*val5/2.0*val1*exp(-ap*z)*exp(gamma*val2*exp(acw*z)*(exp(acw*z)-1.0)/acw) function rar = ar(val6) global Nav nc nd m Idm Id0 xx F R acw ap gamma rn Aeff h e c v RIN k B T global rar rar=0.05/(val6^4); function rpd = pd(xv1,xv2,z,xv4,xv5) global Nav nc nd m Idm Id0 xx F R acw ap gamma rn Aeff h e c v RIN k B T global rpdc rpamp rpd rpd=rpdc+rpamp function rS = S(val6,aeff) global Nav nc nd m Idm Id0 xx F R acw ap gamma rn Aeff h e c v RIN k B T global rS rS=(val6/rn)^2/(4.0*pi*aeff); function rpsp = psp(xv1,z,xv5,xv6,aeff) global Nav nc nd m Idm Id0 xx F R acw ap gamma rn Aeff h e c v RIN k B T global rar rpsp rS rpsp=xv1*exp(-ap*z)*ar(xv6)*S(xv6,aeff)*3e8*xv5/2.0; function rI0 = I0(xv2,z,xv4) global Nav nc nd m Idm Id0 xx F R acw ap gamma rn Aeff h e c v RIN k B T global rpdc rI0 rI0=nc*nd*e*pdc(xv2,z,xv4)/h/v; function rU = U(z,xv4) global Nav nc nd m Idm Id0 xx F R acw ap gamma rn Aeff h e c v RIN k B T global rU rU=nc*nd*e/h/v*exp(-acw*z)*xv4; function rVV = VV(z,xv4,xv1,xv5) global Nav nc nd m Idm Id0 xx F R acw ap gamma rn Aeff h e c v RIN k B T global rVV 100 rVV=nc*nd*e/h/v*xv4*gamma*xv1*exp(-ap*z)*v*xv5/2.0; function rI1 = I1(xv1,xv2,z,xv4,xv5) global Nav nc nd m Idm Id0 xx F R acw ap gamma rn Aeff h e c v RIN k B T global rU rVV rI1 rI1=xv2*(U(z,xv4)+VV(z,xv4,xv1,xv5)); function riss = iss(xv1,xv2,z,xv4,xv5) global Nav nc nd m Idm Id0 xx F R acw ap gamma rn Aeff h e c v RIN k B T global riss rpamp riss=nc*nd*pamp(xv1,xv2,z,xv4,xv5)*e/h/v; function rinn = inn(xv1,z,xv5,xv6,aeff) global Nav nc nd m Idm Id0 xx F R acw ap gamma rn Aeff h e c v RIN k B T global rinn rpsp rinn=nc*nd*(e/h/v)*psp(xv1,z,xv5,xv6,aeff); function rQ = Q(xv1,z,xv5,xv6,aeff) global Nav nc nd m Idm Id0 xx F R acw ap gamma rn Aeff h e c v RIN k B T global rQ rar rS rQ=nc*nd*e/h/v*xv1*exp(-ap*z)*ar(xv6)*S(xv6,aeff)*v*xv5/2.0; function rsig12 = sigma12(xv1,xv2,z,xv4,xv5,xv6,aeff,Id0s,ms,xxs) global Nav nc nd m Idm Id0 xx F R acw ap gamma rn Aeff h e c v RIN k B T global rsig12 rI1 rinn rI0 sig1 rsig12=2*e*(I1(xv1,xv2,z,xv4,xv5)+inn(xv1,z,xv5,xv6,aeff))*ms^(2+xxs)+ RIN*(I0(xv2,z,xv4))^2*ms^2+sigmad2(Id0s,ms,xxs); function rsig02 = sigma02(xv2,z,xv4,Id0s,ms,xxs) global Nav nc nd m Idm Id0 xx F R acw ap gamma rn Aeff h e c v RIN k B T global rsig02 rI0 sig1 rsig02=2*e*I0(xv2,z,xv4)*ms^(2+xxs)+RIN*(I0(xv2,z,xv4))^2*ms^2+sigmad2(Id0s, ms,xxs); function rsnr = SNR(nav,xv1,xv2,z,xv4,xv5,xv6,aeff,Id0s,ms,xxs) global Nav nc nd m Idm Id0 xx F R acw ap gamma rn Aeff h e c v RIN k B T global rsnr riss rsig12 rsig02 rsnr=4*(iss(xv1,xv2,z,xv4,xv5)*ms)^2*nav/((sigma12(xv1,xv2,z,xv4,xv5,xv6,aeff,Id0s,ms,x xs))^0.5+ (sigma02(xv2,z,xv4,Id0s,ms,xxs))^0.5)^2*B; 101 KẾT LUẬN Khuếch đại quang phân quan trọng mạng thông tin quang WDM, có nhiều phương pháp khuếch đại quang sợi hệ thông chủ yếu sử dụng khuếch đại EDFA Raman Và đặc biệt sử dụng khuếch đại Raman đem lại tiến vượt bậc khả tăng dung lượng truyền dẫn thông tin quang Từ việc nghiên cứu lý thuyết nguyên lý khuếch đại quang sợi EDFA, TDFA, PDFA Raman Luận văn sâu tìm hiểu thơng số, đặc tính kỹ thuật khuếch đại mơ hình ứng dụng hệ thống thơng tin quang Luận văn tập trung nghiên cứu ảnh hưởng công suất sóng liên tục CW đến tỷ số FNR khuếch đại Raman xây dựng chương trình mơ kết Trong giai đoạn nhu cầu tăng dung lượng truyền lớn Vì vậy, việc nghiên cứu khuếch đại Raman để ứng dụng vào thực tiễn cần thiết Trên sở luận văn tiếp tục sâu vào nghiên cứu ảnh hưởng khoảng cách truyền dẫn, công suất đầu vào việc bù công suất khuếch đại Raman Mặc dù cố gắng cẩn thận việc lựa chọn nội dung trình bày luận văn Tuy nhiên, luận văn tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đóng góp quý thầy cô bạn đồng nghiệp để đề tài hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn nhiệt tình PGS.TS Lại Khắc Lãi giúp đỡ bạn đồng nghiệp suốt thời gian thực luận văn Học viên Nguyễn Hoàng Anh 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO , 2009 Mai Nguyên Dũng, “Tán xạ Raman kích thích”, Học viện cơng nghệ bưu viễn thơng, Hà Nội, 2006 , 2005 Trần Đức Hân – Nguyễn Minh Hiển (2002), Cơ sở kỹ thuật Laser, NXB Giáo Dục, Hà Nội Aslverajan, Subrat Kar, T Srimivas (2002), Optical Fiber Communication Principles and systems, Mc Graw-Hill, Singapore Biswanath Mukherjee (1997), Optical Communication network, Mc Graw-Hill, USA Lightwave Technology Vol 22 no7 July 2004 Michel.J.F Digonnet (2001), Rare Earth Doped Fiber Laser and Amplifiers, marcel Dekkel, USA 103