Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật điện tử: Phân tích chất lượng hoạt động của mạng WDM-PON sử dụng kỹ thuật điều chế đa sóng mang

TÓM TAT LUẬN VANHiện nay kỹ thuật SCM-WDM-PON đang nỗi lên như một kỹ thuật day tiềm năngthu hút được sự quan tâm nghiên cứu của nhiêu nhà vận hành khai thác mạng do cónhiều ưu điểm nỗi

Trang 1

ĐẠI HOC QUOC GIA TP HO CHI MINHTRUONG DAI HOC BACH KHOA

CAO NGUYEN DANG

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Tử

Mã số chuyên ngành: 60.52.70

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HO CHÍ MINH — 09/2014

Trang 2

Công trình được hoàn thành tại: Trường Dai Học Bách Khoa - DTHQG —- HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS.Pham Quang TháiCán bộ chấm nhận xét 1: PGS-TS.Pham Hong LiênCán bộ chấm nhận xét 2: TS.V6 Quế Sơn

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tai Trường Dai Học Bách Khoa, DHQG TP HCM ngày15 tháng Ø7 năm 2014.

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:(Ghi rố họ, tên, học hàm, học vi của Hội đồng cham bảo vệ luận văn thạc sĩ)1 PGS-TS Pham Hong Liên

2 TS D6 Hong Tuan

3 TS Lwu Thanh Tra

4 TS Võ Qué Sơn

5 TS Pham Quang Thái

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV va Trưởng Khoa quản lý chuyênngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA

TS Đỗ Hong Tuan TS Đỗ Hồng Tuan

Trang 3

ĐẠI HOC QUOC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HOI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập — Tự do — Hạnh phúc

- o0o - G§k2C5%2

NHIEM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨHọ tên học viên: CAO NGUYÊN ĐÁNG MSHV: 12140012

Ngày, thang, năm sinh: 29/09/1985 Nơi sinh: Long An

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Tử Mã số: 60.52.70I TÊN ĐÈ TÀI: Phân tích chất lượng hoạt động của mạng WDM-PON sử dụng kỹ thuậtđiều chế đa sóng mang.

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:- Tim hiểu và thiết kê mô hình SCM-WDM-PON bằng phan mềm Optisystem.- _ Thực hiện chạy mô phỏng với phần mềm Optisystem 7 và đánh giá kết quả mô

Tp HCM, ngày thang nam 2014

CAN BO HUONG DAN CHU NHIEM BO MON DAO TAO

TS Pham Quang Thai TS Huynh Phú Minh Cường

TRUONG KHOA

TS Đỗ Hồng Tuấn

HVTH: Cao Nguyên ĐángMSHV:12140012 i

Trang 4

Trước tiên em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Giáo Viên hướngdẫn - TS Phạm Quang Thdi, Thay đã tận tình, quan tâm hướng dẫn vatruyền đạt những kiến thức quý giá cho em trong suốt thời gian thực hiện

luận văn cũng như trong môn học thông tin quang, nhờ đó mà em có đủ

kiến thức dé hoàn thành luận van này

Em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến tất cả quý Thầy, CôTrường Đại Học Bách Khoa, đặc biệt là quý Thầy Cô trong Bộ MônViễn Thông - Khoa Điện Điện Tử đã chỉ bảo tận tình và truyền đạt choem những kiến thức quý báo trong suốt khóa học

Em cũng xin gởi lời cảm ơn đến toàn thể gia đình, bạn bè đã hỗtrợ, động viên em trong suốt thời gian học và thực hiện luận văn

Cuối cùng em kính chúc tất cả quý Thay Cô khoa Điện Điện Tửcùng tất cả quý Giảng Viên Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM thậtnhiều sức khỏe, thành công trong công việc và cuộc sông

Do kiến thức còn hạn chế nên báo cáo không tránh khỏi nhữngthiếu sót, rat mong nhận được sự nhận xét, đóng góp của quý Thay Cô déem tích lũy thêm kiến thức và kinh nghiệm cho những lần nghiên cứu

Trang 5

The SCM-WDM-PON currently emerges as a potential technology and hasdrawn significant attention to researchers whose major are telecommunicationnetwork operation Major advantages of the technology include its large bandwidthaccess, high speed, lower costs for operation and maintenance, fulfilment of servicerequirements for present conditions as well as future demands, high-level assuranceof confidential security and safety as well as its ability to serve large numbers ofsubscribers.

In addition to the above-mentioned significant advantages, this study aims topresent a technique to perform necessary qualitative analyses for the operationstructure of the SCM-WDM-PON network model The purpose of this technique isto discover thresholds limit values of the model based on demonstration ofOptisystem 7 software, including length, capacity, Downlink speed and Uplinkspeed The technique focuses on analyzing related factors which materially affectthe network operational quality comprising the strongest or the lowest impacts tothe system The technique also focuses on reviewing the mutual relationshipbetween these factors for the purpose of discovering their ultimate values to serve asa reference source for the application of this model in daily practice of providingservices to customers.

HVTH: Cao Nguyén DangMSHV: 12140012 ili

Trang 6

TÓM TAT LUẬN VANHiện nay kỹ thuật SCM-WDM-PON đang nỗi lên như một kỹ thuật day tiềm năngthu hút được sự quan tâm nghiên cứu của nhiêu nhà vận hành khai thác mạng do cónhiều ưu điểm nỗi trội như sau: Băng thông truy cập lớn, tốc độ cao, chi phí triển

khai vận hành bảo dưỡng thấp, đáp ứng được hầu hết các dịch vụ ở hiện tại và trong

tương lai cùng với độ bảo mật an toàn cao và phục vụ được SỐ lượng lớn các thuê

bao.

Tiếp nối những ưu điểm nổi trội đó luận văn đưa ra kỹ thuật phân tích chất lượnghoạt động của mồ hình mạng SCM-WDM-PON nhằm tìm ra giá trị giới hạn của hệthống về chiều dài, công suất, tốc độ Downlink, tốc độ Uplink dựa trên mồ hình môphỏng được thiết lập băng phần mềm Optisystem 7 Phương pháp phân tích sự ảnhhưởng của các yếu tô lên chất lượng hệ thống và chi ra yếu tô nào tác động lên hệthống mạnh nhất, yếu tố nào tác động lên hệ thong yếu nhất và xem xét mối liên hệgiữa các yếu t6 với nhau roi từ đó tim ra giá trị tối ưu cho các yếu tô này dé làm giátrị tham khảo cho việc triển khai khi áp dụng vào trong mô hình thực tế cung cấp

dịch vụ cho khách hàng.

Trang 7

BÓ CỤC LUẬN VĂN

Bồ cục luận văn được chia ra làm 4 chươngChương 1: Nêu tổng quan mạng truy cập hiện tại, nguồn gốc ra đời của kỹ thuậtPON, ưu nhược điểm, nêu phương pháp thực hiện luận văn, lý do chọn đề tài, mụcđích của đề tài, phương pháp nghiên cưu và các đóng góp của luận văn

Chương 2:Trong chương này chủ yếu trình bày kỹ thuật ghép kênh theo sóng mangphụ SCM, kỹ thuật ghép kênh theo sóng mang quang WDM, phân loại hệ thống, ưunhược điểm cũng như các hiệu ứng ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống WDM như:tán sắc màu, tấn sắc phân cực mode, các hiệu ứng phi tuyến SRS, SBS, FWM trong chương nay cũng nói đến kỹ thuật mạng truy cập quang thụ động PON vakỹ thuật ghép kênh SCM-WDM-PON, cuối cùng là kỹ thuật điều chế 16-QAM,thiết lập mô hình mô phỏng diéu chế và giải điều chế 16-QAM bằng phan mềm

Optisystem.

Chương 3: Thiết kế mô hình điều chế 16-QAM ghép kênh đa sóng mang kết hopvới tái sử dụng bước sóng laser SCM-WDM-PON Giải thích sơ đồ các khối, chạymô phỏng lay dữ liệu và phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống xem yếu tônào ảnh hưởng đến hệ thống nhiều nhất yếu tố nào ít ảnh hưởng đến hệ thống nhất,tim sự tác động qua lại giữa các yếu t6 rồi ta tối ưu lại đưa ra thông số thỏa mãn vớiyêu câu chất lượng của hệ thống

Chương 4: Dua ra kết luận và hướng phát triển đề tài

HVTH: Cao Nguyên ĐángMSHV: 12140012 Vv

Trang 8

LOI CAM DOANTôi xin cam đoan: Luan van nay là công trình nghiên cứu của riêng tôi,

không sao chép của bat ky ai, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của

TS.Pham Quang Thái.

Các số liệu, các kết luận nghiên cứu được trình bày trong luận văn này là

hoàn toàn trung thực, do chính tôi đo đạc và thực hiện Luận văn có tham khảo vàsử dụng các tài liệu được đăng tải trên các hội nghị, tạp chí bài báo và trang webđược dé cập trong mục tài liệu tham khảo của luận van.

Học Viên

Cao Nguyên Đáng

Trang 9

Luận Văn Thạc Sĩ GVHD: TS Phạm Quang Thái

MỤC LỤCNHIỆM VỤ LUẬN VĂN THAC SÌ G- G <Es St EvS 23 v1 2 Hưng ng ra iLOL CAM ON uicececccccsccscscsssscscscsscscscscscsscscscscscsscscsesssssscscscsssssssesesssesecsessssssssessseseeseess iiTOM TAT LUẬN VAN uececcececescscecsceceseseevscscecscesvevacscscseevscacececsevavacaceceeevavaceceees ivLOI CAM DOAN oiveccccccscscsccscscscsscsescscscsscscscsssssecscscsssssscscscsvsssscscsessssssesestessssessesescens vi

1/0959 22 vii

DANH MỤC CÁC HINH VỈP 6 s11 212v 919191 11 5111815111 11g11 1 ng go XDANH MỤC BANG BIEU G-G- S618 E391 91 1 1E 11121 6 1 111g rrrei xiiDANH MỤC CAC TU VIET TAT uu.ccccccccceccscssscscecesessecscececeesevecscececevevacsceesevavecs xiiiCHƯƠNG 1: GIỚI THIEU TONG QUAN u eeececcccccccccseseesssesesssssssesessatssetstenseseseeen |1.1 TỔng quan .-.- E2 SE SE2E 15 5 52121 151515 2121111511 1111111110101 101 0111011110 y l1.2 Lý do chọn để tải - c6 S223 3 19 1521111151311 11 1171151101111 11 01111 xe 6

1.3 Phạm vi nghiÊn CỨU - - G G5 G0001 990010 71.4 Phương pháp nghiên CỨU - - - << 5 G1001 81.5 Các đóng góp của luận văn - - - << - cọ g n 8

CHƯƠNG 2: Ky THUAT SCM - WDM - PON, CAC YEU TO ANH HUONG

DEN HIEU SUAT HE THONG WDM VÀ KY THUAT DIEU CHE 16-QAM .92.1 Giới thigu cecccceccccccscscsescscsssscscscscssscscscscsssscscssssssscscssssssscsesssssssesseseseenees 92.2 Kỹ thuật ghép kênh theo sóng mang phụ SCM ( Subcarrier Multilplexing ) 10

2.2.1 Định nghĩa điều chế sóng mang phụ Subcarrier Modulation 10

2.2.2 Ghép kênh đa sóng mang phu-Subcarrier Multiplexing 10

2.2.3 Hệ thống SCM kết hợp với WDM - +52 22t t2 22tr rrrree 112.2.4 Ứng dụng của SCM oovcecccccccccccscsssscssscscsssscscscsssscsesssssssscsesssssssscsesssssseseseess 122.3 KỸ THUẬT GHÉP KENH DA BƯỚC SONG WDM 55s css¿ 13

HVTH: Cao Nguyén DangMSHV: 12140012 Vil

Trang 10

2.4 Các hiệu ứng phi tuyến ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống -. 20

2.4.1 Định ngĩa G0 re 202.4.2 Tan xạ do kích thích Brillouin ( Stimulated Brillouin Scattering-SBS ) .202.4.3 Tan xạ do kích thích Raman ( Stimulatic Raman Scattering —SRS ) 21

2.4.4 Hiệu ứng tự điều pha ( Self Phase Modulation-SPM ) 22

2.4.5 Hiệu ứng điều chế xuyên pha ( Cross Phase Modulation-CPM ) 23

2.4.6 Hiệu ứng trộn bốn bước sóng (Four wave mixing-FWM) 24

2.5 Tan sac mau và tán sắc phân cực mo de - + + << e+eSx+E+xcxckrkrkrxerrxee 252.5.1 Tan sắc màu ( Chromatic Dispersion-CD ) 5-5- + 2 2 zcscszszescee 252.5.2 Tan sắc phân cực mode ( Polarization Modes Dispersion-PMD ) 26

2.5.3 Các ảnh hưởng của PMD và những giới hạn của hệ thống do PMD gây ra.¬ 28

2.6 Mang truy cập quang thu động ( Passive Optiacal Network- PON ) 30

2.6.1 GiGi thiỆU - - - GQ 1H HH kh 302.6.2 Mạng quang tích cực (AƠN) HH HH vn 3l2.6.3 Mạng quang thụ động ( Passive Optical Network-PON) 32

2.6.4 Kiến trúc mạng quang thụ động PON + + csEsEsrrrkrrkeered 332.6.5 Phân loại PON - HH ng Họ ok 342.6.5.1 Phương thức TDM-PON - -< c HH re 352.6.5.2 Phương thức truy cập WDM-PON [2 | -<<<<<<<<x+2 392.7 Van đề thiết kế kỹ thuật trong mạng WDM-PON 2 555cc 55552422.8 Kỹ thuật SCM-WDM-PƠN LH HH ng HH re 432.9 Kỹ thuật điều chế QAAM -¿- - S2 121 15151515 11215115 1111011111111 111111 y6 462.9.1 Điều chế QAM trong miễn điện - - + 2 225+E+E£2£E+E£E+EeErxrsreee 462.9.2 Điều chế I6-CQAM G1 511151 1E 5111515113 51111151 1E vn rke 472.9.3 Thiết lập mô hình điều chế va giải điều chế 16-QAM dùng chương trìnhmô phỏng OptiSystem [10] - . - 001011111339 91010 1 ng ng kg 462.9.4 Giải điều chế và tách tín hiệu 16-QAM -cccccccerieerirrrrrrrkee 542.9.5 Thiết lập sơ đồ khối giải điều chế trong OptiSystem - 552.9.6 Kiểm chứng tính chính xác mô hình điều chế và giải điều chế 16-QAM.57

Trang 11

CHƯƠNG 3: THUC HIEN MÔ HÌNH SCM-WDM-PON VỚI DIEU CHE QAM Ở SONG MANG PHU VA KET HỢP VOI TAI SỬ DUNG BƯỚC SONGQUANG CHO HUONG LEN, uiecccscscsesessscscscesececscsesesesssessesesescscevetetetsvetenensnsesesess 62

16-3.1 So đồ khối hệ thông SCM-WDM-PON 5-52 S3 tt H2 re 623.2 Ghép tín hiệu điều chế 16-QAM vào tín hiệu quang cho việc truyền đi trên sợi

HVTH: Cao Nguyên ĐángMSHV: 12140012 ix

Trang 12

DANH MỤC CÁC HÌNH VEHình 1.1: Lịch sử phát triển của các thé hệ mạng TDM-PON «++ 4Hình 2.1: Mô hình hệ thong SCM-WDM-PON điền hình .- «5c c+c+cscse 9Hình 2.2: Phân bố bước sóng trong mạng SCM-WDM .- -c+c+c+e+esescee 12Hình 2.3: Mức tăng trưởng lưu lượng thoại và lưu lượng dit liệu từ 2007 đến quý

1/2012 theo thong kê của EviCSSON - S5 SE SE SE EEEEkgrkgrrrrkg 13

Hình 2.4: Trình bày các sóng mang được ghép theo kỹ thuật CWDM và DWDM .14

Hình 2.5: Sơ đô chức năng hệ thong WDM - 2 55c Set tErrrkrrrree, 15Hình 2.6: Mô hình hệ thong WDM đơn hướng và song hướng 5- 5-5: 17Hình 2.7: Anh hưởng của SRS làm thay đổi năng lượng các bước sóng 21

Hình 2.8: Độ loi SRS như là một hàm khoảng cách các DUGC SÓNG 22Hình 2.9: Minh họa xung bị mở rộng do hiệu ứng P.MÙ) àĂĂĂ S2 27

Hình 2.10: Giới hạn dong thời về khoảng cách và tốc độ bị áp đặt bởi PMD .29Hình 2.11: Kiến trúc một mạng AON GiEN WINN, Ra 31Hình 2.12: Mô hình một mang PON điền điển Ninh, -5-5555s+c+csescse 32Hình 2.13: Kiến trúc một mạng PON GiEN WINN, Ra 33

Hình 2.14: Mô hình truy cập TDM-POÌN ng, 35Hình 2.15: Mô hình WDM-PON., SH kg 40

Hình 2.16: Mô hình kỹ thuật SCM-WDM-PON điển hình . - s eee 44Hình 2.17: Giản đồ chòm sao của các điều chế QAM-4, 16-QAM, QAM-64 46Hình 2.18: Sơ đồ khối điều chế QAM ce-ccccccceEtreEkieEkiettirrtirtrirrrrrrrrrk 48Hình 2.19: Sơ đồ khối điều chế 16-QAM dùng phần mêm Optisystem 48Hình 2.20: Tín hiệu điện chuỗi bit trong miễn thời gian ở nhánh I và nhánh Q 52Hình 2.21: Sơ đô khối bên trong của bộ Quadrature Modulator 53Hình 2.22: Giản đồ chòm sao của diéu chế 16-OAM . - +c+e+e+e+ererersrsrse 53Hình 2.23: Sơ đô khối giải điều chế .-i-c- - kct+tEEEEEEEEEEET TT ggr, 54Hình 2.24: Cho thấy sơ đô khối giải điều chế 16-QAMM -c<cscscerersrsrerees 55Hình 2.25: Sơ đô khối bên trong bộ Quadrature Demodulator, - 5s: 56Hình 2.26: Sơ đô mô phỏng điều chế 16-(QAÌM - << scscec+ezkrkekeesesree 57

Trang 13

Luận Văn Thạc Sĩ GVHD: TS Phạm Quang Thâi

Hình 3.1: Hệ thong SCM-WDM-PON với điều chế 16-QAM ở phía phât OLT .62

Hình 3.2: Minh họa suy hao sợi quang theo DUG SÓNG .«ĂĂĂĂẰSS S2 64

Hình 3.3: So đô khối mô phỏng điều chế OAM ghĩp kính đa sóng mang kết hợp với

tâi sứ dụng DUOC SONG QUHAHđ Ăn TT re 64

Hình 3.4: Sơ đô khối Downlink TransiHÌRẨ€F - 55-5-5252 SeSe+t+tsEe£ceceresree 65Hình 3.5: Phổ tín hiệu điều chế 16-QAM ở sóng mang microwave 10Ghz vă 20Ghz

aă.ăăaăaăaôađaÂẦÂúÂÂAẽAaă ::::1DD 66

Hình 3.6: (a) Pho tín hiệu sau khi điều chế với laser quang (b) Phổ tín hiệu SSB

Sau Khi qua ĐỘ ÏỌC So g 67

Hinh 3.7: So d6 KhOi Fedeer fiber N00 qHaa 68Hình 3.8: Sơ đô khối ON_ I-10C sec 68Hình 3.9: Phổ tín hiệu trước khi điều chế quang (a) vă phổ tín hiệu sau khi giảiđiều chế QUANG (Ö) 0 0070100 69Hình 3.10: Phổ tín hiệu của sóng mang 10Ghz sau khi qua bộ lọc . 70Hình 3.11: Sơ đô khối giải điều chế 16-QAM + +ccscskekeEerrkrkrkrkekseeree 70Hình 3.12: Sơ đô khối Uplink Transmitter ONU _] S555 5Sececece+esescee 71Hình 3.13: Phổ tin hiệu diĩu chế với sóng mang 10Ghz hướng lín (a), phổ tin hiệusau khi điều chế với tín hiệu sóng mang quang (Ù) 5-cc+c+cscscererererererered 72Hình 3.14: Phổ tín hiệu sau khi qua Độ ÏỌC qHAñ6 - 555cc cc+csccececesree 72Hình 3.15: Sơ đô khối UpLink Ñe€C€ÌV€F -c-cktcttEEEEEEEETET Tre 73Hình 3.16: Phổ tín hiệu trước bộ tâch sóng quang Photodetector (a) vă pho tín hiệu

sau bộ tâch sóng quang (Đ) cv vă73

Hình 3.17: Sơ đô khối Uplink Demodulator ONU _] -555cccccececesesescee 75Hình 3.18: Phổ tín hiệu điện trong quâ trình giải điều chế tín hiệu thu được phía

8/71/10 h Ỏ 77Hình 3.19: BER do được tai ONU_1 hướng DOWHIHHĂ «S3 79Hình 3.20: BER do được tại ONU_2 ở hướng DOWHÌIHĂ ccĂĂSSSSSSs*ss++2 79

Hình 3.21: Đô thì Residual Plot for Log (Ber UD_ Ï) c5 c+cscccsccrecesescee 82Hình 3.22: Đô thị Half Normal Plot đối với Log(Ber Up- Ï) - s55: 82Hình 3.23: Đô thi Main Effects Plot cho Log (Ber Up_1) -cccc<cscec 83

HVTH: Cao Nguyĩn DangMSHV: 12140012 xi

Trang 14

Luận Văn Thạc Sĩ GVHD: TS Phạm Quang Thâi

Hình 3.24: Đô thị Interaction Plot cho Log ( BER Up_]) 55c cscccscee 85Hình 3.25: Đô thi Residual Plot for Log (Ber Up_2) secccccccsssssscscssssssvsssssssssssesesessees 86Hình 3.26: Đô thi Half Normal Plot cho Log (Ber Up_2) vessccscscscsssssevssssssvevesssssseee 86Hình 3.27: Đô thi Main Effect của Log (BER UP_2) ccccccccscsssscscssssssssssssssssssesesessees 87Hình 3.28: Đô thi Interaction cho Log ( BER Up _2) vecccccsssssscscsssssevsssssssssssesesesseen 88Hình 3.29: Câc giâ trị sau khi toi wu cho Log (BER Up_1) va Log (BER Up_2) 90

Hình 3.30: BER do được ở hướng Uplink (a ) cho ONU_1I, (b) cho ONU_2 92

DANH MUC BANG BIEUBang 1.1: Băng thông vă khoảng câch cho câc loại hình dich vụ l

Bảng 2.2: Câc yíu cđu về dải tđn bước sóng vă tốc độ của bộ phât chuẩn E — PON

aă.ăăaăaăaôađaÂẦÂúÂÂAẽAaă ::::1DD 38

Bảng 2.3: Câc yíu cđu về dải tđn bước sóng vă tốc độ của bộ thu chuẩn E — PON38Bảng 2.4: Mê bit day con tương ứng với chuối bit đầu văo (16-QAM) 50Bang 2.5: Dữ liệu I-O tương ứng với chuỗi bit đầu văo (16-QAM) 51Bảng 3.1: Bảng thong kí kết quả câc trường hợp chạy mô phỏng - 81Bảng 3.2: Câc giâ trị tối tu câc thÔng SO .eecccscesesesessssstessssssssesssssessssssesseseasssesseeeens 90

Trang 15

Luận Văn Thạc SĩGVHD: TS Pham Quang Thái

DANH MUC CAC TU VIET TAT

Asymmetric Digital Subscriber Line

Amplitude Modulation — Vestigial Sideband

Automatic Protection Switching

ATM — PON

Active Optical Network

Bit Error Rate

Broadband -PON

Community Antenna Television

Code Division Multiple Access

Carrier Noise Ratio

Cross Phase Modulation

Central Office

Coarse Wavelength Division Multiplexing

Demultiplexing

Distributed Feedback Laser

Different Group Delay

Dispersion Shift Fiber

Digital Subcriber Line Access Multiplexer

Dense Wavelength Division Multiplexing

Erbium Doped Fiber Amplifier

Ethernet - PON

Fiber To The Building

Fiber To The Curb

HVTH: Cao Nguyén Dang

Trang 16

FITHFITN

PON

Fiber To The Home

Fiber To The Node

Full Service Access Node

Frequency Shif Keying

Four Wave Mixing

GPON Encapsulation Method

Gigabit - PON

High Definition Telvision

Internet Protocol

Local Area NetWork

Logical Link Identify

Metropolitant Area Network

Multipoint Control Protocol

Multiplexing

Non Return Zero

Optical Distribution fiber

Optical Network Distribution

Optical Network Unit

Optical Line Terminal

Optical Time Division Multiple

Physical Media Dependent

Phase Lock Loop

Passive Optical Network

Trang 17

Quadrature Phase Shift Keying

Group Velocity Dispersion

Gigabit Encapsulation Method

Reflective Semiconductor Optical Amplifier

Remote Network

Return Zero

Stimulated Brillouin Scattering

Subcarrier Multiplexing

Subcarrier Divition Multiple Access

Space Division Multiplexing

Self Phase Modulation

Stimulated Raman Scattering

Different State Of Polarization

Time Division Multiple Access

Time Division Multiplexing -PON

Wavelength Division Multiple Access

Wavelength Division Multiplexing — PON

HVTH: Cao Nguyén DangMSHV: 12140012

Trang 18

Chương 1: Giới thiệu tổng quan GVHD: TS Phạm Quang Thái

CHƯƠNG 1: GIỚI THIEU TONG QUAN

1.1 Tong quan

Ngày nay sự phát triển vượt bậc của ngành viễn thông đã mang lại nhiều lợiích thiết thực cho người sử dụng, trong những năm gan đây nhờ những tiến bộkhông ngừng trong công nghệ lượng tử ánh, các thiết bị cung cấp cho mạng truyềndẫn quang và giá thành triển khai cáp sợi quang trên toàn thế giới đã trở nên rẻ hơnrất nhiều, cũng như chất lượng sợi quang đã được cải thiện đáng kế về độ suy haovà tán sắc Những déu đó đã thúc day mạng thông tin quang phát triển vô cùngmạnh mẽ làm cho dung lượng truyền dẫn mạng lõi gia tăng phi thường trong suốtthập kỷ qua Các hệ thống truyền dẫn quang thương mại tốc độ 1 Tb/s đã được triểnkhai sử dụng và công nghệ truyền dẫn cáp quang đã đạt dung lượng 10Tb/s trên mỗisợi quang đơn Bên cạnh sự phát triển vược bậc của mạng lõi thì mạng truy cập phíangười dùng vẫn chưa theo kịp sự phát triển này Công nghệ cáp đồng hiện tại là cầunối chủ yếu giữa người dùng và mạng lõi đang dần đạt đến giới hạn về băng thôngvà không thể triển khai khi thuê bao ở khoảng cách khá xa và tạo thành cái gọi lànút cổ chai ở phía người sử dụng Hiện nay do việc cải tiễn mạnh mẽ về hiệu suấtcủa các thiết bị điện tử kỹ thuật số và các thế hệ máy tính nói chung đã làm cho cácdịch vụ đa phương tiện có khả năng được mở rộng như video theo yêu cầu, hội nghị

truyền hình, truyền hình độ nét cao (HDTV), học trực tuyến, trò chơi tương tác,

thoại qua IP Kết quả là người sử dụng sẽ đòi hỏi băng thông truyền dẫn cao lênđến hàng gigabit trong một tương lai gần Dé đáp ứng nhu câu nay thì cơ sở hạ tầngvà kỹ thuật mạng cáp đồng hiện tại không thé đáp ứng được

Service Bandwidth/user Max ReachADSL 2 Mb/s (typical) 5.5 kmVDSL 20 Mb/s (typical) l kmCoax 2 Mb/s* 0.5 km

Wi-Fi 54 Mb/s (max) 0.1 km

WiMax 28 Mb/s (max) 15 kmBPON 20 Mb/s* 20 kmEPON 60 Mib/s* 20 kmGPON 40 MIb/s* 20 km

Bang 1.1: Băng thông và khoảng cách cho các loại hình dịch vu.[1]

Trang 19

Bảng 1.1: cho thấy băng thông trên mỗi user và khoảng cách lớn nhất của các

kỹ thuật mạng truy cập khác nhau.

Ngày nay các nước trên thế giới và ngay cả ở Việt Nam đã có sự dịch chuyểndan từ hạ tang mang cáp đồng sang ha tầng mạng toàn quang ở phía truy cập chokhách hàng và công nghệ FTTx đã ra đời để phù hợp với xu thế này

Mạng FITx (Fiber to the x) “x” được hiểu là một ký hiệu đại diện cho các

loại hình mạng khác nhau như FTTH (Fiber to the home), FITC (Fiber to the curb),

FITB (Fiber to the buiding), FIT'TN (Fiber to the node) đây là kiến trúc mạng toànquang ở đây có thể xem FTTx là mạng quang tích cực (AON) hay mạng quang thụđộng (PON) tùy thuộc vào cầu hình và thiết bị trên mạng truy cập từ nhà cung cấpdịch vụ OLT đến người dùng ONU

Nếu xem FTTx là mạng AON thì trên đường cung cấp dịch vụ từ OLT đếnONU chỉ tổn tại thành phan tích cực, thành phan tích cực là thành phan có tiêu thụđiện năng ví dụ như bộ khuếch đại, switch hoặc router, do đó cần phải tốn thêm chiphí vận hành và bảo dưỡng cho các thành phan tích cực này FTTx có cấu trúcđiểm- điểm hoặc điểm- đa điểm

Công nghệ PON là công nghệ mạng quang thụ động không sử dụng bất cứthành phân tích cực nào từ OLT đến ONU, mà chỉ sử dụng bộ chia công suất quangtại nút đầu xa RN ( Remote Node ) để chia công suất quang đến từng thuê bao, đâylà công nghệ điểm - đa điểm do đó khi số lượng thuê bao tăng lên thì công suấtquang đến từng thuê bao sẽ bị suy giảm và khi đó khoảng cách truyền dẫn sẽ khôngxa như trong mạng AON, nhưng nó có khả năng phục vụ trong tầm từ 20 đến 40kmvới vùng bao phủ như vậy thì PON cũng đã đáp ứng được nhu cầu về khoảng cáchcho các thuê bao vượt xa hơn rất nhiễu so với sử dụng công nghệ cáp dong

Mạng PON có nhiều ưu điểm là do sợi quang nhỏ gọn, dung lượng cao, băngthông lớn, dễ lắp đặt thiết kết và suy hao thấp (khoảng 0.2db/km) chính nhờ nhữngưu điểm này mà các nhà khai thác mạng nảy sinh ra ý tưởng sẽ không sử dụng cácphân tử tích cực trên đường truyền dịch vụ từ phía nhà cung cấp (CO) đến kháchhàng (ONU) mà chỉ sử dụng các bộ chia công suất quang Plitter để phân chia tínhiệu quang mang dữ liệu đến cho từng thuê bao Ở phía thu chỉ cần sử dụng bộ tách

HVTH: Cao Nguyên ĐángMSHV: 12140012 2

Trang 20

sóng quang và các bộ lọc dé lọc lay phan tín hiệu mong muốn nên sẽ giảm chi phíđáng ké cho việc vận hành và bảo dưỡng Công nghệ PON hiện nay còn sử dụng kỹthuật thu và phát tín hiệu trên cùng một sợi quang đơn kết hợp với tái sử dụng bướcsóng ở cả hai hướng truyền điều này cũng góp phan làm giảm chi phí triển khai hệthống cáp quang và thiết bị đầu cuối cho khách hàng Đây chính là ưu điểm nỗi trộimà các nhà cung cấp dịch vu đang hướng đến nhằm làm giảm chi phí triển khai hệthống mà vẫn đảm bảo dịch vụ cho khách hàng

Mang PON ra đời cùng với các kỹ thuật đa truy cập như TDMA, WDMA,

SCMA, CDMA đã đáp ứng nhu cầu cấp thiết về băng thông cũng như vẻ tốc độ ởthời điểm hiện tại và tương lai Trong đó kỹ thuật TDM-PON và WDM-PON là 2kỹ thuật sẽ được triển khai chính ở thời điểm hiện tại và trong tương lai sẵn Hiệnnay các nhà sản xuất thiết bị đã lựa chọn công nghệ ghép kênh phân chia theo thờigian (TDM) cho việc triển khai mạng PON thế hệ hiện tại (gọi là thế hệ C) với cáccông nghệ như APON, BPON, EPON, GPON Tuy nhiên để đáp ứng nhu cầu giatăng băng thông mạnh mẽ và khoảng cách trong tương lai, các hệ thống PON thế hệtiếp theo đang được nghiên cứu dé cung cấp hiệu suất cao hơn về số lượng thuê baochia sẽ mạng PON, cũng như băng thông và khoảng cách được gọi là thế hệ C+1 và

C+2 [1].

Một số mang quang thụ động (PONs) đã được tiêu chuẩn hóa để cung cấpdịch vụ truy cập băng thông rộng bao gồm ATM PON (ITU G983), chuẩn này dựatrên giao thức ATM và được triển khai tại Đức từ 1990 đến 1996 ATM-PON cungcấp một kênh dữ liệu dùng chung với tốc độ 53Mb/s và được thiết kế tương thíchvới các dịch vụ thoại và các ứng dụng điện thoại đang tồn tại Nhưng với sự giatăng mạnh mẽ của Internet nên tốc độ dữ liệu kênh dùng chung được nâng cấp lên155Mb/s vào nửa cuối thập niên 90 Khi nhu cầu băng thông tiếp tục gia tăng dotăng trưởng không ngừng của internet và WWW, băng thông hướng xuống đượcnâng cấp lên lần nữa đến 622Mb/s Để phan ánh sự gia tăng băng thông này chuẩnATM-PON được thay thé bởi chuân B-PON (Broadband PON, ITU G983)[7]

Với sự phát triển mạnh mẽ của giao thức internet trong các mạng truy cập và

Trang 21

PON (EPON; IEEE 802.3ah) dựa trên giao thức Ethernet Chuan EPON được thiếtkế dé quản lý tốt hơn lưu lượng dữ liệu gói, so với chuẩn A/BPON được thiết kế tốiưu chỉ cho lưu lượng thoại Chuan EPON gia tăng tốc độ dữ liệu truyền dẫn đến1.25Gb/s cho cả hướng lên và hướng xuống Chuan EPON đã được triển khai tíchcực ở Nhật và cũng đã được xem xét triển khai trong một số quốc gia khác ở Châu

Á như Hàn Quốc, Trung Quốc, Đài Loan

Một khi các dịch vụ thoại, dữ liệu, video đang tiến tới hội tụ thì nhu cầu băngthông va tốc độ cũng gia tăng đáng kế theo khi đó các chuẩn đang tôn tại nhưEPON hoặc BPON có thé sẽ không cung cấp đủ băng thông va chất lượng dịch vucó khả năng không đảm bao, đứng trước tình thế nàycơ quan FSAN (Full ServiceAccess Node) đã phát triển một chuẩn khác được gọi là Gigabit PON (GPON; ITUG983) Tiêu chuẩn này cung cấp tốc độ kênh truyền dẫn đường xuống 2.5Gb/s vàtruyền dẫn hướng lên là 1.25Gb/s Chuan nay sử dụng định dạng khung truyền dan

mới được gọi là phương pháp đóng gói chung GEM (Gigabit Encapsulation

Method) nó cho phép quản lý hiệu quả lưu lượng dựa trên chuẩn ATM va Ethernet

cWw

Trang 22

quang hiện tại hoạt động tốt ở tốc độ 10Gbps/ bước sóng, việc gia tăng tốc độ trênmỗi bước sóng quang đang được nghiên cứu và hiện tại đã hoạt động ở40Gbps/bước sóng Khi tăng tốc độ dữ liệu trên mỗi bước sóng thì ảnh hưởng củatán sac như tán sắc mau, tán sắc phân cực mode (PMD) cũng tăng lên trong đó ảnhhưởng nghiệm trọng nhất là tán sắc phân cực mode Khi tán sắc tăng lên làm choxung lan truyền bị trải rộng ra dẫn đến hiện tượng nhiễu liên ký tự (ISI-Intersymboy Interference) và mức công suất đến được ở máy thu giảm điều này làmcho chất lượng hệ thống bị suy giảm đáng kê khi truyền ở tốc độ cao Dé khắc phụcnhững hạn chế này công nghệ ghép kênh theo bước sóng quang WDM-PON đã rađời, công nghệ này cho phép tốc độ các kênh vẫn ở 10Gbps/ bước sóng thích hợpvới các thiết bị quang đang hoạt động phổ biến hiện tại Công nghệ này cho phéptăng dung lượng và tận dụng được băng thông gần như vô hạn của sợi quang khighép nhiều kênh quang lại với nhau, mỗi kênh quang sẽ tương ứng với một bướcsóng quang WDM-PON đang dan thay thế TDM-PON với nhưng ưu điểm vược

Tuy nhiên nếu đơn thuần dùng kỹ thuật WDM-PON riêng lẽ sẽ có sự lãngphí tài nguyên bước sóng Do mỗi thuê bao sẽ được phân bố một bước sóng quangnên hệ thống sẽ chỉ phục vụ được số thuê bao tối đa băng với số bước sóng, trong

Trang 23

Chương 1: Giới thiệu tong quan GVHD: TS Phạm Quang Thái

bao sử dụng một bước sóng thì chất lượng truyền dẫn sẽ khá tốt, tốc độ cho mỗithuê bao sẽ cao lên đến cả 10Gbps Đề tránh sự lãng phí này và cung cấp cho nhiều

thuê bao hon ta sử dụng thêm kỹ thuật ghép kênh theo sóng mang phụ (Subcarrier).

Ta sẽ ghép nhiêu kênh có sóng mang phụ ở tân số vô tuyến microwave trong miễnđiện với nhau trước khi ghép vào sóng mang quang dé truyền đi trên sợi quang, nhưvậy mỗi bước sóng quang sẽ mang nhiêu hơn một kênh sóng mang microwave (cóthé là 2, 4, 8, 16, 32 kênh sóng mang microwave) mỗi sóng mang điện tương ứngvới một user Như vay với kỹ thuật SCM-WDM-PON số lượng thuê bao sẽ tăng lênmột cách đáng kẻ

1.2 Lý do chọn đề tài

Hiện nay kỹ thuật SCM-WDM-PON dang là một trong những kỹ thuật được

các nhà khai thác vận hành mạng quan tâm nghiên cứu và phát triển do có nhiêu ưuđiểm:

e Băng thông truy cập lớn.

e Chi phí triển khai vận hành, bảo dưỡng giảm

e Dap ứng được các dịch vụ hiện tại và trong tương lai.e Độ bảo mật và an toàn cao.

e SỐ lượng thuê bao được phục vụ lớn hên hơn công nghệ WDM-PON

thông thường.

Tiếp nỗi những ưu điểm nỗi trội trên dé tài đưa ra kỹ thuật phân tích chatlượng hoạt động của mô hình mạng SCM-WDM-PON nhăm tìm ra giá tri øIới hancủa hệ thông về chiêu dài, công suất, tốc độ Downlink, tốc độ Uplink dựa trên quátrình phân tích sự ảnh hưởng của các yếu tô lên chất lượng hệ thống (chât lượng hệthong được đánh giá ở đây là tỉ lệ lỗi bít hướng Uplink) Việc phân tích này cũng séchỉ ra yêu tô nào tác động lên hệ thống mạnh nhất, yếu tố nao tác động lên hệ thôngyếu nhất và xem xét mối liên hệ giữa các yêu tô với nhau rồi từ đó tìm ra giá trị tôiưu cho các yếu tô này dé khi áp dụng triển khai vào mô hình thực tế giá tri thực phảinăm trong giới han cho phép ma ta đã tim ra qua việc phân tích trên như vậy hệthông mới đảm bảo cung cấp được dịch vụ cho người sử dụng

HVTH: Cao Nguyên DangMSHV: 12140012 6

Trang 24

1.3 Phạm vi nghiên cứu

Trong luận văn này chủ yếu tập trung tìm hiểu kỹ thuật ghép kênh đa sóng

mang phụ SCM, kỹ thuật ghép kênh đa sóng mang quang WDM và kỹ thuật mang

truy cập quang thụ động PON cùng các hiệu ứng phi tuyến tác động lên hệ thông

WDM.

Thiết lập mô hình SCM-WDM-PON tái sử dụng bước sóng quang tin hiệuđường Downlink cho việc điều chế tín hiệu đường Upink để tiết kiệm nguồn laser

phát cho hướng Uplink.

Mô hình mô phỏng hệ thống SCM-WDM-PON được thiết lập bằng phầnmềm Optisystem 7

Hệ thong được thực hiện chạy mô phỏng với việc ghép 2 kênh dữ liệu SCMđường xuống được điều chế 16-QAM, và 2 kênh dữ liệu đường lên với định dạng

NRZ trên cùng một sóng mang quang ở bước sóng 1550nm cho cả hướng lên va

hướng xuống

Tốc độ cho hướng xuống, tốc độ cho hướng lên, chiều dài và công suất thực

hiện chạy mô phỏng được giới hạn như sau:

Tốc độ đường xuống từ 1Gb/s đến 5Gb/s.Tốc độ đường lên từ 1Gb/s đến 5Gb/s.Chiêu dài cáp quang từ 20 km đến 35 km.Công suất phát laser từ 0 dbm đến 6dbm.Tốc độ bit hướng lên và tốc độ bit hướng xuống được xác định trong phạm vitừ 1Gb/s đến 5Gb/s dé đảm bao cho pho của 2 kênh này không chong lấn lên nhaugây ra hiện tượng nhiễu liên kí tự (ISI ) khi 2 kênh đều ở tốc độ 5Gb/s Hon thế nữakhi tốc độ mỗi kênh ở 5Gb/s thì tốc độ tổng cộng truyền trên một bước sóng là10Gb/s khi ở tốc độ này thì hiện tượng tán sắc màu và tán sắc phân cực mode sẽ giatăng đáng kế làm xung ánh sáng truyền trên sợi quang bị mở rộng ra đều này ảnhhướng nghiêm trọng đến chất lượng hệ thống làm cho BER hướng lên không tốt dẫnđến không lẫy được số liệu để phân tích trong Minitab

Chiêu dài cáp quang bị giới hạn trong phạm vi từ 20km đến 35km là do trong

Trang 25

có thé phân tích được nhưng khi chiều dài vượt quá 35km thì các ảnh hưởng của tánsắc và suy hao cùng các hiệu ứng phi tuyến tác động mạnh lên hệ thông dẫn đếnBER hướng lên rất xâu làm cho các số liệu đo đạt sẽ không phân tích được hoặc

phân tích không chính xác.

Công suất phát của laser được lựa chọn trong phạm vi từ 0dbm đến 6dbm làđể ta quan sát sự ảnh hưởng của hiệu ứng tự điều pha SPM tác động lên hệ thốngđược rõ ràng hơn Khi công suất phát được gia tăng đến 6dbm hiệu ứng SMP sẽ tácđộng rõ rệt làm ảnh hưởng nghiệm trọng đến chất lượng hệ thống, vấn dé này sẽđược phân tích rõ hơn trong phần 2.4.4 của chương 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu.

Do không có điều kiện thực hiện mô hình trên thiết bị thật để đánh giá kếtquả, luận văn dùng phần mềm mô phỏng Optysystem 7 thiết lập mô hình hệ thôngSCM-WDM-PON và chạy mô phỏng thu thập dữ liệu sau đó dùng phần mềmMinitab dé phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thông Kiểm tra xem yếu tô nào

tác động mạnh lên hiệu suất hệ thống và yếu tố nào it tác động đến hệ thong, sau do

ta toi ưu các biến số thỏa mãn một điều kiện cho trước của hệ thống dé tìm ra cácgiá trị tối ưu nhất cho hệ thông

1.5 Các đóng góp của luận văn.

Một số đóng góp chính mà luận văn đã thực hiện như sau:Thực hiện mô hình và mô phỏng đánh giá hệ thông SCM-WDM-PON băngphan mềm Optisystem 7

Phân tích ảnh hưởng các yếu tố tốc độ Downlink, tốc độ Uplink, chiều dài,công suất tác động đến chất lượng hệ thống cũng như sự liên quan của các yếu tôbang phan mém minitab

Tối ưu hóa hệ thống tim ra các giá trị tối ưu cho tốc độ Downlink, tốc độUplink, chiều dài, công suất cho hệ thống hoạt động thỏa điều kiện cho trước băngphan mềm minitab dé làm cơ sở cho việc tham khảo khi triển khai hệ thống trongthực tế

HVTH: Cao Nguyên ĐángMSHV: 12140012 S

Trang 26

Chương 2: Kỹ thuật SCM-WDM-PON, các yếu tố ảnh hưởng

đên hiệu suat hệ thông WDM GVHD: TS Phạm Quang Thái

CHUONG 2: KỸ THUẬT SCM - WDM - PON, CÁC YEU TO ANH HUONGDEN HIEU SUAT HE THONG WDM VA KY THUAT DIEU CHE 16-QAM

kênh quang DEMUX Bộ DEMUX này sẽ tách từng bước sóng ra riêng biệt và đưađền cung cap cho người sử dung.

Trang 27

Trong chương này sẽ trình bày kỹ thuật SCM-WDM-PON, nội dung cụ thé

của chương được trình bày như sau:

- Ky thuật ghép kênh theo sóng mang phụ -SCM.- Ky thuật ghép kênh phân chia theo bước sóng quang -WDM.

- Cac yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của hệ thống WDM do sự lantruyền của tín hiệu WDM trong sợi quang

- Mang quang thụ đồng — PON.- Ky thuật SCM-WDM-PON.

- _ Kỹ thuật điều chế QAM cu thé là 16-QAM

2.2 Kỹ thuật ghép kênh theo sóng mang phụ SCM (Subcarrier Multilplexing).

2.2.1 Định nghĩa điều chế sóng mang phụ Subcarrier Modulation

Các chuỗi dữ liệu ngẫu nhiên 010101 thay vì có thé điều chế quang mộtcách trực tiếp dé truyền trên sợi quang đến phía thu, chúng ta có thé điều chế cácchuỗi dữ liệu này với các sóng mang điện trong phạm vi tần số microwave Sau đócác sóng mang vô tuyến mang dữ liệu đã được diéu chế trong miền điện này sẽđược điều chế thành tín hiệu quang với một laser ở một bước sóng nhất định vàtruyền trên sợi quang đến phía thu Khi đó các sóng mang microwave được gọi là

các sóng mang phụ (Subcarrier), còn sóng mang quang được gọi là sóng mang

chính (Main carrier) Dạng điều chế này được gọi là điều chế theo sóng mang phụ

Subcarrier modulation [9].

2.2.2 Ghép kênh đa sóng mang phu-Subcarrier Multiplexing

Trong một số ứng dụng của mạng LAN, MAN tốc độ bit của mỗi kênh tươngđối là thấp nhưng số lượng kênh có thể khá lớn Khái niệm cơ bản của SCM xuấtphát từ công nghệ vô tuyến, nó sử dụng nhiều sóng mang microwave cho việctruyền dẫn đa kênh qua cáp xoăn hoặc không gian tự do Băng thông tổng cộng bịgiới hạn dưới 1Ghz khi cáp xoăn được dùng để truyền một tín hiệu đa sóng vôtuyến [9] Tuy nhiên, nếu tín hiệu microwave được truyền quang học bởi sử dụngsợi quang băng thông tín hiệu sẽ dễ dàng vượt ngưỡng 10Ghz cho một sóng mang

quang đơn Kỹ thuật như vậy gọi là SCM, khi việc ghép kênh được thực hiện bởi

Trang 28

việc sử dụng sóng mang microwave nhiều hơn sóng mang quang SCM đã được sửdụng thương mại hóa bởi CATV từ 1992 và có thể kết hợp với TDM hoặc WDM.Sự kết hợp giữa SCM và WDM có thé làm băng thông tăng lên vược ngưỡng 1Thz.[9Ì

Ưu điểm chính của SCM là tính linh động và khả năng nâng cấp được dễdàng trong thiết kế của các mạng băng rộng [9] Ta có thể sử dụng điều chế tươngtự hoặc số hoặc kết hợp cả 2 để phát tín hiệu thoại, dữ liệu, và video đến một sốlượng lớn người dùng Mỗi user có thể được phục vụ bởi một sóng mang đơn hoặcnhiều kênh tín hiệu có thể đến tất cả những user như thường làm bởi công nghệ

CATV Kỹ thuật SCM đã được nghiên cứu một cách rộng rãi bởi vì ứng dụng thực

tế vô cùng rộng lớn của nó [9]

Trong suốt những năm 90, công nghệ SCM đã dan dịch chuyền từ điều chếtương tự sang số Định dạng FSK được sử dụng cho điều chế các sóng mangmicrowave vào dau những năm 90 nhưng nó yêu cầu sử dụng kỹ thuật tách sóng kếthợp Hơn nữa, một kênh video số độc lập cần tốc độ bit cao hơn 100Mb/s hoặc honso với kênh tương tự chỉ chiém một băng thông khoảng 6Mhz [9] Vì lý do này,những định dạng điều chế khác như là QAM, QPSK đã được khai thác để nâng tốcđộ truyền dẫn cho mỗi kênh điều chế Một kỹ thuật thông dụng được sử dụng làđiều chế đa mức QAM sẽ được trình bày rõ hơn trong phân 2.9 của chương 2

2.2.3 Hệ thong SCM kết hợp với WDM

Việc kết hợp SCM với WDM là một công nghệ tiến bộ vược bậc, cung cấpmột tiềm năng thiết kế của mạng quang thụ động băng rộng mở rộng khả năng cungcấp các dịch vụ tích hợp (audio, video, data ) đến một số lượng lớn thuê bao.Hình 2.2 cho thấy nhiều sóng mang quang được đưa vào trong cùng một sợi quangthông qua kỹ thuật WDM Mỗi sóng mang quang lại mang nhiều kênh SCM sửdụng vài sóng mang phụ micorwave Một mạng có cầu hình như vậy thì cực kỳ linhđộng và dễ dàng nâng cấp khi có nhu cầu phát triển mở rộng Vào những năm 90,

laser DFB với khoảng cách các bước sóng là 2nm (250Ghz) trong khu vực 1550nm

được điều chế với 100 kênh video analog và 6 kênh digtal 622Mb/s Những kênh

Trang 29

video được ghép sử dụng kỹ thuật SCM, một DFB laser có thé mang 10 kênh SCM

qua băng thông 300-700Mhz [9].

20 Ghz

-——

Microwave 200 Ghz subcarriers 1-2 nm Optical

2.2.4 Ứng dụng của SCM

Ngày nay SCM được sử dụng một cách rộng rãi bởi các nhà cung cấp dịchvụ cho việc truyền dẫn nhiều tín hiệu video tương tự sử dụng một bộ phát quangđơn SCM cũng được sử dụng trong mạng đô thị để kết hợp các tín hiệu từ nhữngkhách hàng ở những khu vực cách xa nhau SCM còn kết hợp kỹ thuật tái điều chếsóng mang phía người dùng để giảm chi phí thiết bi đầu cuối, kỹ thuật này khôngyêu cầu phía người dùng sử dụng một bộ phát quang để điều chế và phát dữ liệungược lại phía thu mà sử dụng một phần năng lượng tách ra từ phía dữ liệu thu đượcvà tái điều chế dữ liệu phát lại nhà cung cấp dịch vụ [6]

Trang 30

2.3 KỸ THUẬT GHÉP KENH DA BƯỚC SÓNG WDM

2.3.1 Giới thiệu

Sự phát triển nhanh chóng của các mô hình truyền số liệu đặc biệt là internetđã làm bùng nỗ nhu cau tăng băng thông Trong bối cảnh IP đang nỗi lên như là nềntản chung của mọi loại hình dịch vụ trong tương lai, các nhà cung cấp dịch vụtruyền dẫn bắc buộc phải xem xét lại phương thức truyền dẫn TDM truyền thốngvốn tôi ưu cho truyền thoại nhưng kém hiệu quả cho việc truyền dữ liệu Trong thựctế hiện nay nhu cầu về các dịch vụ dữ liệu đã gia tăng một cách đáng kế và vượt xadịch vụ thoại, hình 2.3 đã phản ánh rõ điều này

Hình 2.3: Mức tăng trưởng lưu lượng thoại và lưu lượng dit liệu từ 2007 đến quý

1/2012 theo thông kê cua Ericsson.

Nhìn vào hình 2.3 ta thấy lưu lượng cho dich vụ thoại tăng không đáng kểqua các năm trong khi lưu lượng cho dịch vụ dữ liệu tăng đều qua các quý trongmột năm từ 2010 đến 2012 Việc gia tăng lưu lượng dữ liệu một cách đáng kế nhưvậy đòi hỏi các nhà vận hành khai thác mạng phải có các giải pháp để tăng băngthông và tốc độ dé thỏa mãn nhu cầu ngày càng tăng nay

Trang 31

Đứng trước xu thế này kỹ thuật WDM đã ra đời đáp ứng được nhu cầu giatăng dung lượng và băng thông ở thời điểm hiện tại và cho cả tương lai Kỹ thuậtWDM cho phép ghép nhiều kênh bước sóng lại với nhau và truyền trên cùng mộtsợi quang, mỗi bước sóng sẽ mang một dung lương nhất định, kỹ thuật này làm tăngdung lượng truyền dẫn lên rất nhiều lần so với công nghệ TDM Số lượng kênhbước sóng được ghép vào trong kỹ thuật WDM thường từ 16 đến 128 kênh bướcsóng trên mỗi sợi quang Như vậy với số lượng kênh bước sóng được ghép nhiềunhư vậy thì dung lượng trên mỗi sợi quang sẽ tăng lên đáng ké đủ khả năng đáp ứngnhu câu về băng thông và tốc độ cho khách hàng Tuy nhiên kỹ thuật WDM cũngcòn có hạn chế là do khoảng giữa cách các kênh khá gần nhau nên hiện tượng nhiễuxuyên kênh giữa các kênh và các hiện tượng phi tuyến như SRS, SBS, FWM sẽ

tác động mạnh lên hệ thống làm giảm hiệu suất của hệ thống

\I U 6l (55) HỮU 1500 lẾMỤ ÍÍU IẨU lÍỰ Ba 97019901610

Ị

||

5933

Ghép kênh CWDM Ghép kênh DWDM

Hình 2.4: Trình bày các sóng mang được ghép theo kỹ thuật CWDM và DWDM.

Nếu theo chuẩn ITU-T, thì số lượng bước sóng được ghép vào trong hệthống DWDM là 128 bước sóng còn trong hệ thong CWDM thì nhỏ hơn 16 Nhưvậy nếu giữ nguyên tốc độ bít trên mỗi kênh truyền, dùng công nghệ DWDM sẽ làmtăng dung lượng truyền dẫn trên sợi quang lên 128 lan

Trang 32

Chương 2: Kỹ thuật SCM-WDM-PON, các yếu tố ảnh hưởngđến hiệu suất hệ thong WDM GVHD: TS Phạm Quang Thái

Băng sóng M6 tả Pham vi bước sóngO Original 1260-1360E Extended 1360-1460

S Short 1460-1530C Conventional 1530-1565

L Long 1565-1625U Ultra-long 1625-1675

Bang 2.1: Sự phân chia các băng tân bước sóng

2.3.2 Định nghĩa WDM và sơ đồ khối hệ thong

2.3.2.1 Định nghĩa.

Ghép kênh quang theo bước sóng (WDM) là công nghệ truyền dẫn truyềnđồng thời nhiều bước sóng tín hiệu quang trên cùng một sợi quang Ở đầu phát, cáctín hiệu quang có các bước sóng khác nhau được ghép kênh với nhau băng bộ MUXvà truyền đi trên một sợi quang Ở đầu thu, tín hiệu tô hợp đó được tách kênh bởi bộDEMUX khôi phục lại thành các tín hiệu gốc và đưa đến các thiết bị đầu cuối khác

nhau [6].

2.3.2.2 Sơ đồ khối hệ thong

Hình 2.5 trình bay sơ đồ khối tổng quát của một hệ thống WDM thông

tin cần tin cầntruy én truy én

Trang 33

đên hiệu suât hệ thông WDM GVHD: TS Phạm Quang Thai

Hệ thong WDM bao gôm các thành phan chức năng cơ bản như sau:e Bộ phát tín hiệu: Hệ thông WDM sử dụng các nguôn Laser khác nhau

dé phát tín hiệu quang với các bước sóng khác nhau Yêu câu đối vớinguôn phát laser là phải có độ rộng pho hẹp, bước sóng phát ra 6nđịnh, mức công suất phát đỉnh, độ rộng phố, bước sóng trung tâm phảinăm trong giới hạn cho phép

e _ Bộ ghép/tách tín hiệu: Ghép tín hiệu là sự kết hợp một số bước sóngánh sáng khác nhau thành một tín hiệu tong hop dé truyén dan qua soiquang Tach tín hiệu là phân tach luông tin hiệu tong hop đó thành cácbước sóng tín hiệu riêng rẽ tại mỗi công đâu ra của bộ tách Khi nóiđến các bộ tách/ghép tín hiệu, ta phải xét đến các tham số như khoảngcách giữa các kênh, độ rộng băng tan của các kênh bước sóng, bước

sóng trung tâm của kênh, mức xuyên âm của các kênh, suy hao

e _ Truyền dẫn tín hiệu: Quá trình truyền dan tín hiệu trong sợi quangchịu sự ảnh hưởng của nhiều yếu tố: suy hao quang, tán sắc, các hiệuứng phi tuyến, các van dé về khuếch đại tín hiệu

e Khuéch đại tín hiệu: Được sử dụng trong các hệ thông truyền dẫn cókhoảng cách xa nhăm đảm bảo chất lượng tín hiệu ở nơi nhận được làchính xác Có ba chê độ khuếch dai tín hiệu: khuếch đại công suất,khuếch đại đường dây và tiền khuếch đại

e Thu tín hiệu: Thu tín hiệu trong các hệ thống WDM cũng sử dụng cácbộ tách sóng quang như các hệ thống thông tin quang thông thường sử

dụng PIN, APD.

2.3.2.3 Phân loại hệ thông WDM

Hệ thong WDM về cơ bản chia làm 2 loại: hệ thống đơn hướng và songhướng như minh hoạ trên hình 2.6 Hệ thống đơn hướng chỉ truyền theo một chiêutrên sợi quang Do vậy, để truyện thông tin giữa 2 điểm cân 2 sợi quang Hệ thôngWDM song hướng thì ngược lại, truyền cả chiêu phát và thu trên cùng một sợi

quang nên chỉ cần một sợi quang đê có thê trao đôi thông tin giữa 2 điềm.

Trang 34

tin cần tin can

truyền truyền

b/ Hệ thong WDM song hướng.Hình 2.6: Mô hình hệ thong WDM đơn hướng và song hướng.Trong hình 2.6 trình bày hệ thống WDM đơn hướng và song hướng Cả haihệ thong đều có những ưu nhược điểm riêng Giả sử rằng công nghệ hiện tại chỉ chophép truyền N bước sóng trên một sợi quang, so sánh hai hệ thống ta thấy:

‹ Xét về dung lượng, hệ thông đơn hướng có khả năng cung cấp dung lượngcao gấp đôi so với hệ thống song hướng do số lượng bước sóng truyền trên sợiđơn hướng nhiều gấp đôi so với truyền trên sợi song hướng Ngược lại, số sợiquang cần dùng gấp đôi so với hệ thống song hướng

¢ Khi sự cố đứt cáp xảy ra, hệ thống song hướng không cần đến cơ chếchuyển mach bảo vệ tự động APS (Automatic Protection Switching) vì cả hai

đầu của liên kêt déu có kha năng nhận biệt sự cô ngay lập tức.

Trang 35

¢ Về khía cạnh thiết kế mang, hệ thông song hướng khó thiết kê hon vì conphải xét thêm các yêu tô như: van dé xuyên nhiễu do có nhiêu bước sóng hơntrên một sợi quang, đảm bảo định tuyến và phân bố bước sóng sao cho haichiêu trên sợi quang không dùng chung một bước sóng

Các bộ khuếch đại trong hệ thông song hướng thường có cau trúc phức taphơn trong hệ thống đơn hướng Tuy nhiên, do số bộ khuếch đại trong hệ thôngsong hướng giảm 4 theo mỗi chiêu nên ở hệ thông song hướng các bộ khuyếch

đại sẽ cho công suât quang ngo ra lớn hon so với ở hệ thông đơn hướng.

2.3.2.4 Ưu nhược điểm của công nghệ WDM

Thực tế nghiên cứu và triển khai WDM đã rút ra được những ưu nhược điểm

của công nghệ WDM như sau.

> Ưu điểme Dung lượng truyền dẫn lớn.Hệ thống WDM mang nhiêu kênh quang, mỗi kênh quang ứng với tốc độ bittrong hệ thong TDM Do đó hệ thống WDM có dung lượng truyền dẫn lớn hơnnhiêu so với các hệ thống TDM Hiện nay hệ thông WDM 80 bước sóng với mỗibước sóng mang tín hiệu TDM 10 Gbit/s, tong dung lượng hệ thống sẽ là 800Gbit/sđã được thử nghiệm thành công [6] Trong khi đó thử nghiệm hệ thông TDM, tốcđộ bit mới chi đạt tới STM-256 (40Gbit/s) và trong tương lai gan hệ thong WDMđang thử nghiệm 80 bước sóng với mỗi bước sóng mang dung lượng lên đến40Gbit/s cho tổng dung lượng truyền dẫn của hệ thống lên đến 3.2Tbit/s

Loại bỏ yêu câu khắt khe cũng như những khó khăn gặp phải với hệ thốngTDM đơn kênh tốc độ cao

Không giống như TDM phải tăng tốc độ dữ liệu khi muôn lưu lượng truyềndẫn tăng, WDM chỉ cân mang vài tín hiệu, mỗi tín hiệu ứng với một bước sóngriêng (kênh quang), do đó tốc độ từng kênh quang thập Điều này làm giảm đáng kểtác động bất lợi của các tham số truyền dẫn như tán sic, PMD, SRS, SBS Do đótránh được sự phức tạp của các thiết bị TDM tốc độ cao

Trang 36

e Pap ứng linh hoạt việc nâng cấp dung lượng hệ thông, thậm chí ngay cả khihệ thông vẫn đang hoạt động

Kỹ thuật WDM cho phép tang dung lượng của các mạng hiện có mà không

phải lắp đặt thêm sợi quang mới (hay cáp quang), ở đây chỉ cân chèn thêm bướcsóng quang khi can tăng dung lượng hệ thông băng cách gặp thêm các card mới vàohệ thông trong khi hệ thong van hoạt động bình thường Bên cạnh đó nó cũng mở ra

một thi trường mới đó là thuê kênh quang (hay bước sóng quang) ngoài việc thuêsợi hoặc cáp quang hiện nay.

Việc định tuyến va phân bố bước sóng trong mang WDM cho phép quản lýhiệu quả băng tần truyền dẫn và thiết lập lại câu hình dịch vụ mạng trong chu kỳsông của hệ thong mà không can thi công lại cáp hoặc thiết kê lại mạng hiện tại

e Giảm chi phí dau tư mới.e _ Hiện tại chỉ có duy nhất công nghệ WDM là cho phép xây dựng mô hình

mạng truyện tải toàn quang OTN (Optical transmission network) giúptruyén tải trong suốt nhiều loại hình dịch vụ mà không can chuyên đổi

quang điện.

> Nhược điểme Dung lượng hệ thống van còn quá nhỏ bé so với băng tân hiện có của sợi

quang Công nghệ WDM ngày nay rất hiệu quả trong việc nâng cao dunglượng nhưng nó cũng chưa khai thác triệt để băng tân rộng lớn của sợi

quang (dung lượng cua sợi quang hiện tại đạt khoảng 350Tb/s theo lý

thuyết của Shanon) [6] trong khi dung lượng của hệ thông WDM hiện tại

chỉ đạt khoảng vài Tb/s.

e Chi phi cho khai thác tăng do có nhiêu hệ thống cùng hoạt động hơn Tuynhiên chi phí cho bảo dưỡng hệ thống WDM vẫn nhỏ hon rất nhiều nếu sosánh với hệ thông TDM có dung lượng tương đương

e Tai các nút trong mạng quang, các tín hiệu được chuyền sang tín hiệu điện,xử lý, chuyền sang tín hiệu quang roi truyền đi việc này ảnh hưởng khôngnhỏ đến tốc độ truyền dẫn của toàn hệ thông Yêu câu đặt ra là cân xây

Trang 37

2.4 Các hiệu ứng phi tuyến ảnh hướng đến hiệu suất hệ thông

Sau đây sẽ phân tích các hiệu ứng phi tuyến ảnh hưởng đến hệ thông WDM.Các hiệu ứng ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ thống có thé được ké đến là hiệu ứng

tan xạ do kích thích Brillouin (SBS), tan xạ do kích thích Raman (SRS), hiệu ứng tự

điều pha (SPM), hiệu ứng điều chế xuyên pha (CPM), hiệu ứng trộn 4 bước sóng(FWM), ngoài ra hiệu ứng tan sắc mode phân cực cũng ảnh hưởng đáng kể đến hệthống

2.4.1 Định nghĩa

Hiệu ứng quang được gọi là phi tuyến nếu các tham số của nó phụ thuộc vàocường độ ánh sáng (công suất) Các hiệu ứng phi tuyến có thể bỏ qua đối với các hệthống thông tin quang hoạt động ở mức công suất vừa phải (vài mW) và tốc độ bítkhoảng 2.5Gb/s Tuy nhiên ở tốc độ bit cao khoảng 10Gb/s và cao hơn hay ở mứccông suất truyền dẫn lớn việc xét các hiệu ứng phi tuyến là rất quan trọng Trong hệthống WDM các hiệu ứng phi tuyến có thể trở nên nghiêm trọng thậm chí ở mứccông suất và tốc độ vừa phải

Các hiệu ứng phi tuyến có thể được chia ra làm 2 loại [6]:> Loại thứ nhất phát sinh do tác động qua lại giữa các sóng ánh sáng với các

photon (rung động phân tử) trong môi trường silic, một trong nhiều loại hiệu

ứng tan xạ mà chúng ta xem xét là tan xạ Rayleigh Hai hiệu ứng chính trongtán xạ này là tan xa do kích thích Brillouin (SBS) va tan xa do kích thíchRaman (SRS).

> Loại thứ hai sinh ra do sự phụ thuộc cua chiết suất vào cường độ điện trường,nó ti lệ thuận với bình phương biên độ điện trường Các hiệu ứng phi tuyếnquan trọng trong loại này là hiệu ứng tự điều pha (SPM), hiệu ứng điều chế

xuyên pha (CPM) và hiệu ứng trộn 4 bước sóng (FWM) Loại hiệu ứng nàygọi là hiệu ứng Kerr.

2.4.2 Tán xạ do kích thích Brillouin (Stimulated Brillouin Scattering-SBS)

Trong trường hợp tan xạ do kích thích Brillouin (SBS), các photon liên quanđền sự tác động tán xạ là các photon âm học, và sự tác động này xảy ra trên một dải

Trang 38

tần hẹp Afg, dải tan này từ 20 đến 100 Mhz ở bước sóng 1550nm Sóng bơm vàsóng stoke lan truyền theo 2 hướng ngược nhau, vì vậy SBS không gây ra bất kỳ sựtác động qua lại nào giữa các bước sóng khác nhau, miễn là khoảng cách bước sónglớn hơn nhiều so với 100Mhz Tuy nhiên, SBS có thể gây ra sự méo dạng khá

nghiêm trọng trong một kênh đơn SBS tạo ra độ lợi theo hướng ngược với hướng

lan truyền của tín hiệu, nói cách khác là hướng về phía nguồn Vì vậy nó làm suygiảm tín hiệu được truyền cũng như tạo ra một tín hiệu có cường độ mạnh về hướngphát, do đó phải dùng một bộ cách ly dé bảo vệ Hệ số độ lợi SBS là gp xấp xỉ 4x10'! m/W va không phụ thuộc vào bước sóng [6]

2.4.3 Tan xa do kích thích Raman (Stimulated Raman Scattering — SRS)

Nếu dua vào sợi quang 2 hay nhiều tín hiệu có bước sóng khác nhau thi SRSgây ra sự dịch chuyền năng lượng từ các kênh có bước sóng thấp (nghĩa là các kênh

có năng lượng cao) sang các kênh có bước sóng cao hơn (các kênh có năng lượng

thấp hơn) như thể hiện ở hình 2.7 Sự chuyển năng lượng từ kênh có bước thấp sangkênh có bước sóng cao là một hiệu ứng cơ bản làm cơ sở cho khuếch đại quang vàlaser Năng lượng của photon ở bước sóng 2 là he/d với h là hăng số Planck(6.63x10°"Js) Do đó, photon của bước sóng thấp có năng lượng cao hơn Sựchuyển năng lượng từ tín hiệu có bước sóng thấp sang tín hiệu có bước sóng caotương ứng với sự sinh ra các photon năng lượng thấp từ các photon năng lượng cao

hơn.

rT tt _—>

Hình 2.7: Anh hưởng của SRS làm thay đổi năng lượng các bước sóng

Trang 39

Chương 2: Kỹ thuật SCM-WDM-PON, các yếu tố ảnh hưởngđến hiệu suất hệ thống WDM GVHD: TS Pham Quang Thai

Không giống như SBS, SRS là một hiệu ứng băng rộng Hình 2.8 cho thay hệsố độ lợi là một hàm của khoảng cách bước sóng Giá trị đỉnh của hệ số độ lợi oRxap xi 6x10'* m/W ở bước sóng 1550nm nhỏ hơn nhiều so với độ lợi SBS SRSgây ảnh hưởng ở cả hướng truyền đi và hướng ngược lại Mặc dù SRS giữa cáckênh trong hệ thong WDM gây ảnh hưởng xấu cho hệ thống , chúng ta có thé dùngSRS dé cung cap khuéch dai cho hé thong do lợi dung hiệu ứng chuyển năng lượngtừ bước sóng có năng lượng cao sang bước sóng có năng lượng thấp [6]

Hình 2.8: Độ loi SRS như là một ham khoảng cách các bước sóng.

2.4.4 Hiệu ứng tự điều pha (Self Phase Modulation-SPM)

Hiệu ứng tự điều pha SPM sinh ra do chiết suất sợi quang có một thành phầnphụ thuộc vào cường độ Chiết suất phi tuyến này gây ra một sự thay đổi dịch pha tỉlệ thuận với cường độ xung Do đó các phân khác nhau của xung chịu sự dịch pha

khác nhau Hiện tượng này làm phát sinh chirp của xung Chirp xung làm tăng thêm

ảnh hưởng trãi rộng xung của tán sắc màu Hiệu ứng chirp tỉ lệ thuận với công suấttín hiệu phát SPM gây ra hiệu ứng chirp mở rộng xung ảnh hưởng bởi tán sắc màuvà do đó rất quan trọng cho việc xem xét các hệ thống tốc độ bit cao mà đã cónhững giới han đáng ké do tán sắc màu gây ra Đối với hệ thống hoạt động ở tốcd610Gb/s và cao hơn hoặc các hệ thông tốc độ thấp hon sử dụng công suất phát cao,SPM có thé làm gia tăng độ rộng xung một cách đáng kế do ảnh hưởng của tán sắc

`

mau.

Trang 40

Dé hiểu các ảnh hưởng của SPM, xét một hệ thống đơn kênh, ta có thé giảithích co chế SPM như sau Độ dịch pha phi tuyến ® của sóng mang quang thay đổitheo thời gian là do cường độ (công suất) của xung ánh sáng thay đối theo thời gian.Sự thay đối này là do sự thay đổi của công suất dau vào P,,(t) hay sự biến thiên theothời gian của biên độ xung khi lan truyền dọc theo sợi quang Do đó ® trở thànhmột hàm số theo thời gian ®(t) Theo định nghĩa đạo ham của độ dịch pha d®(t)/dt+ 0 biểu diễn sự thay đôi của tần số Sự thay đổi tần số này theo thời gian được gọilà chirping Bây giờ thì ta hiểu vì sao hiệu ứng này được gọi là tự điều pha: điều nàylà do sự thay đối tần số xảy ra do sự dịch pha gây ra bởi chính xung ánh sáng

Trong tán sac màu, các bước sóng khác nhau (các tần số) lan truyền theo cácvận tốc khác nhau Như vậy xung mang các tần số khác nhau khi lan truyền sẽ giảnra Rõ ràng SPM gây ra giãn xung thông qua tán sắc màu Cần lưu ý một ưu điểmcủa SPM là khi công suất lan truyền cao ở khoảng đầu sợi quang, SPM có thể nénxung Tuy nhiên khi xung lan truyền xa hơn xung sẽ bị giản nhiều hơn Hiện tượngnén xung này có thể được sử dụng để bù tán sắc

Các hiệu ứng phi tuyến thường được đánh giá qua các giới hạn công suất chohệ thong thông tin Dé ảnh hưởng của SPM là tối thiểu độ dịch pha phi tuyến phảirất nhỏ ® <<1 như vậy công suất đầu vào phải vừa phải là tốt nhất dé cho ® đủ nhỏ

[6].

2.4.5 Hiệu ứng điều chế xuyên pha (Cross Phase Modulation-CPM)

Trong hệ thông WDM các hiệu ứng phi tuyến phụ thuộc vào cường độ đượctăng cường khi tín hiệu được kết hợp từ tất cả các kênh có thể là khá lớn, thậm chíkhi các kênh riêng lẽ hoạt động ở mức công suất bình thường Do đó sự dịch phaphụ thuộc vào cường độ và kết quả chirping Hiệu ứng được gây ra bởi một mình

SPM được tăng cường do cường độ của các tín hiệu trong các kênh khác tac động

lên chính nó Hiệu ứng này được gọi là điều chế xuyên pha

SPM là giới hạn phi tuyến chủ yếu trong hệ thống đơn kênh Còn trong hệthong đa kênh thì sự dịch pha của một kênh không chỉ phụ thuộc vào cường độ

(công suât) của chính kênh đó mà còn phụ thuộc vào cường độ của những kênh còn