Báo cáo bài tập lớn mạng viễn thông Đề tài tìm hiểu phần mềm optisystem và thiết kế hệ thống ghép kênh dwdm

Giới thiệu về hệ thống DWDM • Mạng DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing là một công nghệ truyền thông quang học tiên tiến, được sử dụng rộng rãi trong ngành viễn thông để tăng

Trang 1

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MẠNG VIỄN THÔNG

ĐỀ TÀI:

TÌM HIỂU PHẦN MỀM OPTISYSTEM VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG GHÉP KÊNH DWDM

Giảng viên: Thầy Đinh Quốc Hùng

Nhóm 5 – HK232

Trang 2

NHIỆM VỤ CÁC THÀNH VIÊN

Trang 3

I HỆ THÔNG QUANG GHÉP KÊNH DWDM

Trang 4

1 Giới thiệu về hệ thống DWDM

• Mạng DWDM (Dense

Wavelength Division

Multiplexing) là một

công nghệ truyền thông

quang học tiên tiến, được

sử dụng rộng rãi trong

ngành viễn thông để tăng

cường khả năng truyền

dẫn thông tin trên các

mạng quang

Trang 5

• Mạng DWDM có khả năng truyền các tín hiệu có bước sóng

khác nhau trong cùng một sợi quang, với khả năng bao phủ khoảng cách cực dài từ hàng trăm đến hàng nghìn km Nó được đặc trưng bởi hiệu suất truyền khoảng cách siêu dài và khả năng truyền nhiều bước sóng trong một sợi quang

Trang 6

Sơ đồ mạng cáp quang biển trên toàn thế giới

Trang 7

• DWDM sử dụng công nghệ ghép kênh phân chia bước sóng

dày đặc để truyền đồng thời nhiều bước sóng tín hiệu khác

nhau qua một sợi quang Các dải bước sóng thường được chia thành băng tần C và băng tần L, với khoảng cách bước sóng chặt chẽ, cho phép truyền đồng thời một lượng lớn luồng dữ liệu qua một sợi quang và đạt được băng thông cao

Trang 8

• DWDM có thể chứa nhiều kênh hơn WDM

• Nếu mỗi kênh mang 100Gbps dữ liệu, thì với 160 kênh trên

mỗi sợi cáp quang

• DWDM có thể có dung lượng lên đến 1.6Tbps dữ liệu trên

mỗi sợi cáp quang

Trang 9

2 BỘ KHUẾCH ĐẠI QUANG - EDFA

• Bộ khuếch đại quang EDFA là một lựa chọn thích hợp hơn

cho phương pháp khuếch đại tín hiệu cho các hệ thống

DWDM, do độ nhiễu thấp và không nhạy với phân cực tín

• Có thể khuếch đại tín hiệu quang trực tiếp mà không cần phải

chuyển đổi tín hiệu thành tín hiệu điện trước khi khuếch đại

Trang 10

Bộ khuếch đại EDFA là gì?

• Là bộ khuếch đại quang được triển khai nhiều nhất trong hệ

thống WDM

• Sử dụng sợi quang thủy tinh pha tạp Erbium làm môi trường

khuếch đại quang để tăng cường tín hiệu trực tiếp

• Môi trường thu được sợi pha tạp erbium khuếch đại ánh sáng

ở các bước sóng nằm trong vùng lân cận 1550nm, các bước sóng quang bị suy giảm tối thiểu trong các sợi quang

• EDFA hoạt động tốt nhất trong phạm vi 1530 đến 1565nm, có

độ nhiễu thấp, có thể khuếch đại đồng thời nhiều bước sóng, làm cho nó trở thành bộ khuếch đại sợi được lựa chọn cho

hầu hết các ứng dụng trong truyền thông quang học

Trang 11

Ba loại bộ khuếch đại EDFA cho kết nối DWDM

• Bộ khuếch đại tăng áp

• Bộ khuếch đại nội tuyến

• Bộ tiền khuếch đại

Trang 12

EDFA hoạt động như thế nào?

• EDFA bao gồm chiều dài của EDF (sợi pha tạp Erbium), laser

bơm và bộ kết hợp WDM Bộ kết hợp WDM là để kết hợp tín hiệu và bước sóng bơm, để chúng có thể truyền đồng thời

thông qua EDF

• Tín hiệu quang, như tín hiệu 1550nm, đi vào bộ khuếch đại

EDFA từ đầu vào Tín hiệu 1550nm được kết hợp với laser

bơm 980nm với thiết bị WDM Tín hiệu và laser bơm đi qua một chiều dài sợi pha tạp với các ion Erbium Tín hiệu

1550nm được khuếch đại thông qua tương tác với các ion

Erbium pha tạp Hành động này khuếch đại tín hiệu quang

yếu thành công suất cao hơn, tạo ra sự tăng cường độ tín hiệu

Trang 13

3 Nguyên lý hoạt động

• Khi nhận được tín hiệu, các tín hiệu khác nhau sẽ được điều

chế trên các bước sóng tương ứng, với mỗi bước sóng tương ứng với một kênh độc lập

Trang 14

• Sau khi điều chế hoàn tất, các tín hiệu này được kết hợp thành

một sợi quang duy nhất ở đầu phát, tạo thành tín hiệu quang nhiều bước sóng

Trang 15

• Khi tín hiệu quang nhiều bước sóng này được truyền qua sợi

quang đến đầu thu, nó sẽ trải qua quá trình phân kênh bước sóng, được tách thành các bước sóng khác nhau

Trang 16

• Các tín hiệu được tách kênh sau đó được giải điều chế,

chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện và trích xuất các luồng dữ liệu gốc

Trang 17

• Cuối cùng, các luồng dữ liệu từ mỗi kênh được khôi phục về

dạng ban đầu và được gửi đến thiết bị đích

Trang 18

4 Các thành phần của hệ thống

• Các thành phần của một thống bao gồm máy phát và hệ thống

DWDM truyền máy thu quang, Mux/DeMux DWDM (bộ kết hợp), OADM (bộ ghép kênh thêm/thả quang), bộ khuếch đại quang và bộ phát quang (bộ biến đổi bước sóng)

Trang 19

5 Lợi ích của mạng DWDM

• Băng thông dung lượng cao

• Truyền dẫn đường dài

• Độ tin cậy và dự phòng cao

• Giảm chi phí

• Tính linh động và khả năng mở rộng

Trang 20

II PHẦN MỀM OPTISYSTEM

Trang 21

1 Giới thiệu về phần mềm DWDM

• Optisystem là một phần mềm mô phỏng hệ thống thông tin

quang Phần mềm này có khả năng thiết kế, đo đạt, kiểm tra

và thực hiện tối ưu hóa rất nhiều loại hệ thống thông tin

quang, dựa trên khả năng mô hình hóa các hệ thống thông tin quang trong thực tế

Trang 22

2 Lợi ích cụ thể

• Cung cấp cái nhìn sâu sắc toàn cầu về hiệu suất hệ thống

• Đánh giá độ nhạy của tham số hỗ trợ các thông số kỹ thuật

về dung sai thiết kế

• Trình bày trực quan các phương án và kịch bản thiết kế cho

Trang 23

3 Các ứng dụng

OptiSystem cho phép người dùng lập kế hoạch, kiểm tra và

mô phỏng (trong cả miền thời gian và tần số):

• Thiết kế mạng WDM / TDM hoặc CATV

• Tính toán BER và quĩ công suất tuyến của các hệ thông có

sửng dụng khuếch đại quang

• Thay đổi hệ thống tham số BER và tính toán khả năng liên

kết

Trang 24

III THIẾT KẾ HỆ THỐNG QUANG SỬ DỤNG

PHẦN MỀM OPTISYSTEM

Trang 25

1 Yêu cầu thiết kế

• Xây dựng phương án thiết kế hệ thống thông tin quang

DWDM có sử dụng khuếch đại quang EDFA với các yêu cầu thiết kế như sau:

• - Tốc độ bit: 10 Gbit/s

• - Cự ly truyền dẫn: 300 km

• - Số lượng kênh bước sóng: 32 kênh

Trang 26

2 Thiết kế tuyến phát quang

Trang 27

Trang 28

Trang 29

Trang 30

3 Thiết kế tuyến truyền dẫn quang

Sợi quang sử dụng G.652 có các tham số: tại cửa sổ truyền 1550nm thì:

+ Suy hao sợi: 0.2dB

+ Độ tán sắc: 0.335 ps/nmkm

+ Độ dốc tán sắc (≤ 0.092 ps/nm^2/k): 0.075 ps/nm^2/k

Trang 31

Do khoảng cách đường truyền lớn, để thuận tiện cho việc mô

phỏng, ta sử dụng bộ Sloop đóng vai trò như một bộ nhân các

vòng lặp

Chọn chiều dài sợi G.652 là 60km, số bộ lặp là: 300km/60km = 5

bộ

Trang 32

Do sợi quang có suy hao tán sắc nên trong tuyến truyền dẫn sẽ sử dụng bộ bù tán sắc DCF

Trang 33

Trang 34

Khuếch đại quang EDFA: Do suy hao sợi quang nên cần sử dụng

bộ khuếch đại EDFA để bù suy hao sợi

+ L1 = 50km thì suy hao sợi là; 50*0.2 = 10dB, độ lợi của bộ

khuếch đại EDFA là 10 dB

+ L2 = 10km thì suy hao sợi là: 10*0.2 = 5dB, độ lợi của bộ

khuếch đại EDFA là 5dB

Trang 35

Trang 36

4 Thiết kế tuyến thu

Trang 37

5 Tổng quan hệ thống

Trang 38

5 Kết quả mô phỏng

Quang phổ tín hiệu phía phát

Trang 39

Quang phổ tín hiệu phía thu

Trang 40

Công suất tín hiệu phía phát

Công suất tín hiệu phía thu

Trang 41

Tỉ lệ lỗi BER

- Mắt quang

Trang 42

Tỉ lệ lỗi BER

- BER của một kênh

Trang 43

IV KẾT LUẬN

Trang 44

• DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về truyền thông và Internet Công nghệ này không chỉ là một cột mốc quan trọng trong lịch sử phát triển của ngành viễn thông,

mà còn là một công cụ mạnh mẽ giúp tối ưu hóa sự sử dụng tài nguyên mạng và tăng cường hiệu suất truyền dẫn.

• Trong tương lai, việc nghiên cứu và áp dụng DWDM tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao khả năng truyền thông của mạng và thúc đẩy sự phát triển của các ứng dụng kỹ thuật số Với sự tiếp tục đổi mới và tối ưu hóa, DWDM sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng một hệ thống truyền thông quang linh hoạt, mạnh mẽ và tiên tiến hơn, đáp ứng được những thách thức và cơ hội của thế giới kỹ thuật số ngày nay và trong tương lai.

Trang 45

Cảm ơn thầy và các bạn đã chú ý

lắng nghe !

Định dạng
Số trang	45
Dung lượng	2 MB