NGHIÊN cửu THIẾT ké TUYẾN THÔNG TIN QUANG sử DỤNG CÔNG NGHỆ DWDM

Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠT HỌC VĨNH TR ƯỜNG KHOA ĐIỆNĐẠI TỬ-HỌC VIỄNVINH THÔNG BẢN NHẬN XÉT ĐÓ Ả N TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: số hiệu sinh viên: Khoá: viên hướng phản biện: I Nội dung thiết kế tốt nghiệp: ĐỒ ÁN TÓT NGHIỆP ĐẠI HỌC Nhận xét cản phản biện: Đe tài: NGHIÊN CỬU THIẾT KÉ TUYẾN THÔNG Ngày tháng năm Cản phản biện Sinh viên thực : Nguyễn Hồng Quân Lớp : 49K ĐTVT Giảng viên hướng dẫn: Ths Nguyễn Thị Kim Thu Nghệ An, 1ii 11-2012 MỤC L ỤC MỤC LỤC ii LỜI NÓI ĐẨU .vi TÓM TẤT ĐÒ ÁN vii DANH MỤC BẢNG BIÊU viii DANH MỤC HÌNH VẼ ix THUẬT NGỮ VIẾT TẤT .xi CHƯƠNG ỉ: TÔNG QUAN VỀ HỆ THÔNG THÔNG TIN QUANG GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG 1.1 Giới thiệu 1.2 Tông quan vê công nghệ ghép kênh quang theo hước sổng I 1.2.1 1.2.2 Kỹ thuật ghép buức sóngquang Nguyên lý CO' kỹ thuật WDM .3 1.3 Các tham Sớ .5 1.3.1 1.3.2 1.3.3 Suy hao xen .5 Xuyên âm Độ rộng phố kênh .7 1.4 Ưu nhược điêm hệ thông WDM 1.4.1 1.4.2 ưu điểm .7 Nhuợc điểm 1.5 Thiết kế mạng DĨVDM giải pháp công nghệ 1.5.1 1.5.2 1.5.3 Số kênh buức sóng 10 Độ rộng phổ nguồn phát 11 Ánh huờng hiệu úng phi tuyến 15 1.6 Kết luận chương 21 CHƯƠNG SỢI QUANG VÀ CÁC THIÉT BỊ TRONG HỆ THỐNG WDM 22 2.1 Giới thiệu .22 2.2 Sợi quang .22 2.2.1 C ấu tạo nguyên lý truyền dẫn sọi quang .23 2.2.2 C ác dạng phân bố chiết suất sọi quang .23 2.2.3 Các thông số sợi quang 25 2.3 Cáp quang .29 iii 2.3.1 \ều cầu tót cấu cáp quang .29 2.3.2 Cấu trúc thành phần cáp 30 2.3.3 Các loại cáp quang đuực khuyến nghị sử dụng hệ thống DWDM .32 2.4 Laser phát 36 2.4.1 Các phuơng thúc điều chế laser 37 2.4.1.1 Điều chế trục tiếp .37 2.4.1.2 Điều chế gián tiếp 37 2.4.2 Ổn định buớc sóng điều khiển laser 38 2.4.3 Các loại LD sử dụng hệ thống DVVDM 39 2.5 Bộ điều chỉnh công suất 44 2.6 Các hộ tảch/ghép hước sóng 44 2.6.1 Nhóm dụa nguyên lí tán sắc góc 44 2.6.2 Nhóm dụa nguyên lí giao thoa 46 2.6.3 Ghép/tách kênh sú’dụng ống dẫn sóng Idcu cách tử ống dẫn sóng quang (AWG) 47 2.6.4 Bộ ghép/tách kênh sử dụng lọc quang 48 2.7 Bộ khuếch đường quang đại 49 2.7.1 2.7.2 Nguyên lí khuếch đại EDFA 50 Phuơng pháp khuếch đại EDFA 51 2.8 Bộ xen/rẽ quang (OA DM) .55 2.9 Bộ chéo quang 57 2.10 .Cá c thiết bị bù tán sắc .58 2.11 .Bộ thu quang 59 2.11.1 2.11.2 Photodiode PIN 59 APD .61 2.12 .Tì m hiêu sổ thiết hị sử dụng 62 2.12.1 2.12.2 2.12.3 Hệ thống truyền dẫn quang CPL .62 Hệ thống OME 6500 73 Hệ thống kết nối chéo, chuyển mạch HDXC 73 2.13 Kết luận chương 76 IV CHƯƠNG III THIẾT KÉ TUYẾN THÔNG TIN QUÁNG sử DỤNG CÔNG NGHỆ DWDM .77 3.1 Giới thiệu .77 3.2 Thực trạng sử dụng nhu câu tăng dung lượng tuyên truyền dân quang WDM VTN quản lý .77 3.3 Lý thuyết thiết kế tuyến thông tin quang DWDM 79 3.3.1 Thiết kế dựa quỹ công suất 80 3.3.2 Thiết kế dua OSNR 80 3.3.3 Thiết kế dựa mô 81 3.3.4 Giói thiệu phần mềm optisystem 86 3.3.5 Mô hình tham chiếu hệ thống WDM tính toán thông số ký thuật .88 3.4 Thiết kế tuyến thông tin quang DWDM sử dụng phân mêm Optiwave .88 3.4.1 Bài toán 88 3.4.2 Phân tích toán 89 3.4.3 Tiến hành mô .91 3.4.3 Ket 101 3.5 tót luận chuông 106 KÉT LUẬN 107 PHỤ LỤC 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO 112 V LỜI NOI ĐA u Trong năm gần kinh tế nước ta phát triển nhanh, tiến đến hội nhập toàn cầu dẫn tới nhu cầu trao đổi thông tin tăng mạnh Sự bùng nổ mạng internet hàng loạt dịch vụ mói yêu cầu băng thông rộng đời truyền hình cáp, truyền hình độ phân giải cao, truyền hình hội nghị, mạng riêng ảo VPN, mạng WAN vvv Lĩnh vực viễn thông đem lại lợi nhuận cao nên nhiều doanh nghiệp đầu tư, khai thác cung cấp dịch vụ viễn thông tạo nên thị trường sôi động Tuy nhiên xây dựng mạng truyền dẫn với khoảng cách lớn phạm vi rộng nhà khai thác viễn thông làm Tập đoàn Bưu Viễn thông Việt Nam VNPT nhà khai thác viễn thông lớn Việt Nam xây dụng mạng lưới viễn thông rộng khắp tỉnh thành nước mở rộng kết nối quốc tế Trong đó, mạng truyền dẫn quang đường trục Bắc - Nam đóng vai trò quan trọng, nơi tập trung truyền tải lưu lượng nước Lưu lượng truyền dẫn qua mạng đường trục tăng nhanh từ 2.5Gbps (công nghệ SDH), đến năm 2010 20Gbps 240Gbps với công nghệ ghép kênh quang theo bước sóng mật độ cao (DWDM) DWDM đem lại truyền dẫn tốc độ cao bàng cách ghép nhiều kênh bước sóng sổ 1550nm mà không cần thay đồi mạng quang có Đê tiếp cận công nghệ đại, sử dụng rộng rãi tuyến truyền dẫn quang đường trục, tuyến nối quốc tế Em lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu thiết kế tuyến thông tin quang, sử dụng công nghệ DWDM” Nội dung đồ án bao gồm ba phần sau : ❖ Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin quang ghép kênh theo bước sóng ❖ Chương II: Nghiên cứu thiết bị sử dụng hệ thống DWDM ♦> Chương III: Thiết kế tuyến thông tin quang dung lượng 240Gb/s Em xin trân trọng cảm ơn Ths Nguyễn Thị Kim Thu tận tình hướng dẫn nội dung phương pháp, giúp em thực tốt đồ án tốt nghiệp Em xin trân trọng cảm ơn thầy cô giáo giúp đỡ chúng em suốt thời gian học tập hoàn thành chương trình đào tạo Nghệ An, ngày .tháng .năm 2012 VI TÓM TẤT ĐÔ ẤN Đồ án vào tìm hiếu công nghệ DWDM yêu cầu công nghệ DWDM tận dụng dải tần rộng lớn sợi quang, thực truyền dẫn hai chiều sợi, tiết kiệm đầu tư cho đường dây, tính linh hoạt, tính kinh tế độ tin cậy cao, kết cấu đấu chéo nhanh, tăng số bước sóng sợi quang Với ưu công nghệ đặc biệt, ghép kênh theo bước sóng mật đô cao DWDM trở thành phương tiện tối ưu kỹ thuật kinh tế để mở rộng dung lượng sợi quang cách nhanh chóng quản lý hiệu hệ thống DWDM đáp ứng hoàn toàn yêu cầu phát triển dịch vụ băng rộng mạng tiền đề để xây dựng phát triển mạng toàn quang tương lai Trong đồ án trình bày thiết kế sử dung phần mềm OptiSystem cho việc mô tính toán tuyến thông tin quang 80Gb/s vii DANH MỤC BẢNG BIÊU Bảng 2.1: Chỉ số kĩ thuật laser bơm 980 nm .51 Bảng 2.3: Các thông số kỹ 65 thuật DOSC Bảng 2.4: Các thông số kỹ 66 thuật CMD4 Bảng 2.5: Các thông số kỹ thuật wss 67 viii DA NH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mô tả tuyến thông tin quang có ghép buớc sóng Hình 1.2: Hệ thống ghép bước sóng Hình 1.3: Độ rộng phô kênh Hình 1.4: Sơ đồ tính toán quĩ công suất 12 Hình 1.5: Tán sắc PMD 14 Hình 1.6: Hiệu ứng FWM 18 Hình 2.1: Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng sợi quang 23 Hình 2.2: Sự truyền ánh sáng sợi quang có chiết suất nhảy bậc (SI) 23 Hình 2.3: Sự truyền ánh sáng sợi GI 24 Hình 2.4: Chiết suất dạng dịch độ tán sắc 25 Hình 2.5: Chiết suất dạng san tán sắc 25 Hình 2.6: Công suất truyền sợi 26 Hình 2.7 Dạng xung vào xung sau tượng tán sắc 28 Hình 2.8 Câu trúc tông quát cáp quang .30 Hình 2.9 Phân loại sợi quang theo tán sắc 35 Hình 2.10 Cấu trúc hệ thống WDM 36 Hình 2.11: Điều chế gián tiếp .38 Hình 2.12: Sơ đồ hệ thống điều khiến laser 39 Hình 2.13: TánxạBragg 40 Hình 2.14: cấu tạo lưới phản xạ siêu chu kì 42 Hình 2.15: 43 Bộ phát quang có điều chỉnh khoang Hình 2.16: sóng 43 Bộ phát quang DFB hai cực điều chỉnh bước Hình 2.17: Vị trí điều chỉnh công suất 44 IX Chú giải tiếng anh Chú giải tiếng việt Re-Shap, Re-Time, Re-amplify Bù tán sắc, đồng bộ, khuếch đại Avanlance Photodiode Đi ốt tách sóng quang thác Ampliíìer Anti Reílection Bộ khuếch đại THUẬ T NGỪ Vỉ É T TẤ T Hình 2.26: Khuếch đạiphản EDFA Lớp chống xạvới băng tần c sử dụng lọc .54 Hình 2.27: Khuếch đạiphát EDFA haikhuếch tầng .54 AmpliTied Spontaneous Emision Phát xạ tự đại Hình 2.28: Bộ quang OADM 55 Asynchronuos Transfer Mode Chếxen/rẽ độ truyền không đồng Hình 2.29: OADM Arrayed Waveguide Grating Ma trận cố ốngđịnh 56 dẫn sóng kiểu lưới Booster AmpliTier Khuếch điều đại công suất Hình 2.30: OADM khiển 56 Bit Error Rate Tỉ số bít oxc kiểu chuyến mạch không gian .58 Hình 2.31: Bộ nốilỗichéo Hình 2.32: Broadband- Intergrated Service Mạng số tích hợp đa dịch vụ cấu trúc nguyên lí hoạt động PIN 60 Digital Network băng rộng Hình 2.33: cấu trúc nguyên lí hoạt động PAD Cable Television Truyền hình cáp 61 Cross Gain Saturation Bão hòa khuếch đại chéo Hình 2.34: Chức môdun DOSC 64 Distributed Bragg Reílection Phản hồi tán xạ Bragg phân bố Hình 2.35: Chức CMD4 65 Bộ phận bùcủa tán môdun sắc Dispersion Compensating Hình 2.36: Chức môdun wss 67 Module Distributed Feedback Phản hồi phân Hình 2.37: Chức củabố môdun khuyếch đại 69 Dynamic Gain Tilt Dải rộng khuếch đại Hình 2.38: Mặt trước môdu giám sát quang OPM 71 High DiTinition Television Truyền hình độ phân giải cao Hình 2.39 : So đồ chức mô tả DRA 72 Dispersion Compensation Bù tán sắc Hình 2.40: cấu hình bảo vệ 74 Distributed Raman AmpliTier Bộ khuyếch đại Raman phân bố Hình 2.41: cấu hình bảo vệ MSP Dispersion Shiíted Fiber 74 Sợi quang dịch tán sắc Discrete Since Transíbrm Biến đối rời rạc Desen Wavelength Division Ghép kênh phân chia theo bước Multiplexing Digital Cross Connect sóng mật độ cao Ket nối chéo số Erbium Doped Fiber AmpliTier Khuếch đại sợi có pha tạp Equalization Erbium Bộ cân Enterprise Systems Connection Mạng kết nối công ty Extenal Synchorous Interíace Khối giao tiếp đồng Fabry-Perot Khoang cộng hưởng Fiber Bragg Grating Cách tử Bragg sợi Forward Error Correction Sửa lồi trước Four-Wave Mixing Trộn bốn bước sóng XI X UX Global Positioning Radio Vệ tinh định vị toàn cầu Satellite Intensity Modulation - Direct Điều Detection chế cường độ - Tách trực chỉnh suy tán sắc tiếp International Telecommunication Liên minh viễn thông quốc tế Union Line Amplifier Khuếch đại đường quang Modulation Multi Path Interface Xuyên nhiễu đa kênh Monitored Variable Otiacal Bộ Attennuator Mach Zehnder Interferometer hao quang Bộ giao thoa Mach Zehnder Noise Figure Hệ số nhiễu Next Generation Network Mạng hệ sau None-Zezo Dispersion Shifted Sợi Fiber Optical Add Drop Multiplexer khác không Bộ xen rẽ sóng quang Optical Demultiplexer Bộ tách sóng quang Optical Mutltiplexer Bộ ghép sóng quang On Off Key Đóng mở khóa Optical Signal-Noise Ratio Tỉ số tín hiệu tạp âm quang Optical Crossconnect Nối chéo quang Pre AmpliEier Tiền khuếch đại Plesiochronous Digital Hierachy Phân cấp số cận đồng Positive Intrinsic Negative Cấu phận giám quang trúc sát điều dịch bán chuyển dần P-N Polarization Mode Dispersion dẫn bên Tán sắc mốt phân cực Primary Reference Clock Tần số đồng hồ chuẩn Stand Alone Synchoronization Thiết Equipment Stimulated Brillouin Scatting chuẩn Tán xạ Brillouin kích thích Synchronous Digital Hierachy Phân cấp đồng số Single Mode Fiber Sợi quang đơn mode Self-phase Modulation Tự điều chế pha Stimulated Raman Scatting Tán xạ Raman kích thích Super Structure Grating Kết cấu lưới siêu chu kìxii Synchronistation Supply Unit Thiết bị cung cấp đồng bị khôi phục có lóp đồng tụ' Đe lấy khối điều chế quang: Ta vào Transmitters Library>Optical Modulator>Mach-Zehnder Modulator Kéo biếu tuợng hình Layout Đe lấy khối Lazer phát: Trở danh mục thư viện, kích đúp vào Transmitters Library> Optical Sources >cw Laser Kéo thả hình Layout: ■ Opti System - [Project2] Fĩle Edit Vievv Layout Tools Report Script Add-Ins Windovv Help ►o Jx] Lsyout: Layout ' Pump Laser Pump Laser Array < „11 \ Main Layout / n Layout ID = txr & Sc*0‘ j~ É* Prpject2 I 94 _sX Thực tương tự với kênh lại Ket quả: Đe khai báo thông số cho nguồn Laser phát: Kích đúp chuột vào biếu tượng cw Laser => xuất hộp thoại thông số hình 95 cw Laser Properties Khai báo Các tín hiệu quang đầu đưa tới khối ghép kênh quang (Mux 8x1) Đê lấy khối ta trở danh mục thư viện, kích đúp vào WDM Multiplexers Library > Multiplexers > WDM Mux 8x1 Kéo thả biếu tượng Layout: Đe lấy sợi quang trở danh mục thư viện, kích đúp vào Optical Fibers Library > Optical Fiber Kéo thả biếu tượng hình Layout Chọn khuếch đại kích đúp vào biếu tượng Ampliíĩer Library >Optical >Optical Ampliíier Kéo thả biểu tượng hình Layout Chọn vòng Loop kích đúp vào Tools Library > Loop Control Kéo thả biểu tượng hình Đặt số vòng loop theo yêu cầu thiết kế Khai báo tham số thiết bị sợi quang, khuếch đại EDFA Loop Control Đe lấy khối giải điều chế ta chọn WDM Multiplexers Library > Demultiplexers >WDM Demux 1x8 96 m arvrth 10 Iriíi fWira A rr ri I • - OctĩS F:«' Length= 50 knr Oct Sil Amol ‘ v Lergth = 10 knr Oot 33 Ars' ỉ' Gain = 10 :E Gsin = dB I " Nurrisr 0; 0005 = f Chọn khối thu quang ta vào Receivers library > Photoditector > Photoditector PIN Chọn lọc thông thấp ta kích đúp vào Filters Library> Electrical> Low Pass Bessel Filter Kéo thả biểu tượng hình Layout 97 ^ N»toiíet«ct0f PIN LOA' P355 ===== Fĩtsr Cài đặt tham sô toàn Đo cục Ber: Default> Visualizer Libraiy> Electrical > BER Analyser: 11010 /u\ .abel: Layouí Signaltracing Spatial etĩects ỉion Opt sal Speotmm Aralyzef ' Nạme Value Unỉts Mode Cancel + *—-A n window e bitrate Cutoff frsQu«ncy « 0.75 * Brt rals Hz + "■—".1 10000000000 km Ootisal Ampliííer Nose itttitt - ì 2ẵ&-00ằ Photodatector Low Pass rtỉotooetector PIN PIN LƠ.V Pas ===== F Iter • ■■' equency s 0.75 * Bit rate Hz OB $40000000000 elength 'yỉỊk -c ■ m |>ei bít Phetodete=tor PIN Lơ.v Pa= í- $4 8192 f samples Photođetector PIN p- -t> Ịcm Pass Besse F t=r ‘ 'Kuê^sy = '5 * B t '3 te -z Photodêtector PIN Lj.v Pass ===== p tsr ■■ ■ equency * 0.75 * B't f3te Hz ^2^ -c t>- WDM Demux 1x, Ị-t> • otoretsstor PIN Filter = 0.75 * Bit r=t= Hz hotoaetector PINLơ.v Lơ Pa=s ===== requency Làm tương tự với kênh lại, hình đây: Chọn phát xung chuẩn,thiết bị đo BER Trở danh mục thư viện lấy thiết bị phát xung chuẩn sau: Default>Receivers library>Regenerators>3R Regenerator Default>Receivers library>Regenerators>3R Regenerator Default>Visualizer library>Electrical>BER analyzer + Chọn thiết bị đo công suất vào: Default> Visualizer Library> Optical> Đe khai báo tham số toàn cục: từ cửa sổ Project Layout, kích đúp chuột Optical Power Meter lên hình, hộp thoại Layout Parameters Các thông số khai + Chọn thiết bị đo phô tín hiệu vào: Default> Visualizer Library> Optical> báo hình: Optical Spectrum 40-“0L p*"otođet®ctor PIN LON = 555 ==::= p te Lcw =555 Eesse F tt*r Cuto** frecuency = 0.75 * E't r3te Hz Photođetector PIN Lo =3 —^4}— 3R R=-:«-«r5tor Eye Dtagram Anatyaar JUI ĨE3■AA 2R Rese^erator Eye Diagram Ar yzer * Eye D133 ram Analyzer_2 _ =T»otocetectof PIN.LOA =35 JUL ^3- J~U~L - Photođeteotor PlN.Lor =55 ^—* c= o- \ WDW D-err.yx 1x -H~É J1IL _V Photođetector PIN Lov =355 E«S5« Filter_ F £ Eesse Iter requ*ncy = 0.75 • Bu rate Photođetector PIN Lov =55 Eesse p15« ter f —‘{|Ị = Iter PhAKvlet»ntnr PIM - -5; r«Ler Fcy * 0.75 * Bit te Photođetector PIN LOA =555 E=55= ỆỆy-Aú ạẸ3'“ /ƯÌ- - 2R R«ger®ratof_4 iin Eye Dtagrarr Analyz»r_4 ±E3- AA- Ẹĩ 2R Regerverator JUI ±=-3 Aa.l^n- =y*Caj'S~ Ar5 i=ĩ-_5 Eye c agram Aralyzer_5 ĨIĨL ±Ej- AA.] Photodeteotor PIN Lov =355 ===== p p.iter E=556' 2'R requency « 0.75 * Bit rate Hz 98 99 Eye Diagram Aratyz*r_7 ;, Add Parar iemo Đe chạy mô vào File> Calculate Hiện cửa sổ Kích vào biểu 3.4.3 Kết Đo công suất đầu máy phát: kích đúp vào thiết bị đo công suất OPM Đo công suất đầu vào máy thu: kích đúp vào thiết bị đo công suất OPM1 Sau chạy mô phỏng: 10 00 Đo phô tín hiệu: kích đúp vào thiêt bị đo phô tín hiệu Đo Ber: Kênh 1: 102 Kênh 7: Đe thay đổi số BER hệ thống ta hiệu chỉnh công suất phát hệ số khuếch đại khuếch đại: để BER đạt giá trị 10' 12 ta chọn phương pháp thay đối công suất, theo phuơng pháp tối ưu hóa tham số công suất nguồn Laser Mục đích việc tìm mức công suất phát phù hợp với số BER yêu cầu, với 21 lần quét mức công suất khác thu giá trị BER khác từ tìm mối lien hệ công suất phát BER - Kích đúp vào thiết bị cw Laser kênh cần đo Tại mục Mode tham số Power chọn Sweep Lobcl: |cw Laser Cost$: I 0.00 I E valụate Load SaveAs I SecutHy I Help 103 Max Factor 6.70904 9.10925^-012 2.24245e-005 1.11111e-005 Decision Inst — 0.453126 Invert Colors Colot Grade Calculat -Vào Kíchcw OK.Laser>Parameter>Power kéo thả trụ X đồ thị Kết là: Vào BER Min log of BER.sweep Kéo thả củathoại đồ VàoAnalyzer>Result> thực đơn Layout, chọn Parameter => vào xuấttrục hiệnYhộp thị Kết là: => nhập vào giá trị cho tham số Như hình dưới: Parameter Sweep - Tacó:BER= 10‘12 tuơng ứng với p = -7,83 dBm Mục đích việc tìm mức công suất phát phù hợp đê đo số BER hợp lý đường truyền Với 21 lần quét mức công suất khác thu giá trị BER khác từ tìm mối liên hệ công suất phát BER Điều qua trang Report li BER Analyzer_1 Signal Index: |0 Auto Set Dbl Click On Objects to open properties Move Objects with Mouse Kích vào cửa sổ ReportDragmàn hình r Show Eye Diagram Analysis I _Time (bít period) \QFactor Min BER ^ Threshold ^ Height )\ BER Pattern / 104 3.5 Kết luận chương Khi thiết kế hệ thống DWDM, người thiết kế phải đối mặt với số vấn đề như: bước sóng ghép sợi tốc độ nào? Các bước sóng giám sát quản lý nào? Độ dài chặng mà không cần trạm lặp bao xa? Bộ khuếch đại sử dụng đế thỏa mãn yêu cầu hệ số khuếch đại tạp âm? Việc nắm vững cấu trúc, yêu cầu thiết kế hệ thống DWDM giúp em thiết kế xác tuyến thông tin quang DWDM 80Gb/s hoàn toàn mở rộng toán thiết kế với yêu cầu lớn hon 106 105 L„ Lp ca Cp THz Nm THz nm THz nm THz Nm 1611.79 1611.35 191.00 191.05 1569.18 1610.92 1610.49 191.10 191.15 1568.36 1610.06 1609.62 191.20 191.25 1567.54 PHỤ KETLỤC LUẠN 1609.19 1608.76 191.30 191.35 1566.70 Phụ lục 1: Chuẩn ITU-T số kênh bước sóng (50GHz 100GHz) Công nghệ ghép kênhvềquang theo bước sóng DWDM đangbăng áp 1608.33 1607.90 191.40 191.45 1565.90 tần c, L s rãi toàn giới trở191.55 thành phương tiện đế thúc đẩy phát 1607.47 dụng rộng1607.04 191.50 1565.09 191.60 kỳ thuật thông tin quang 191.65 tương lai 1564.27 Bởi vì, chi phí đầu tư tính 1606.60 triên 1606.17 1605.74 ôn định 1605.31 191.70 có nhiều điếm hăn so191.75 với ghép 1563.45 kênh truyền thống TDM, 1604.88 1604.46 191.80 191.85 1562.64 mà nhu cầu dung lượng ngày cao Kỹ thuật DWDM 1604.03 1603.60 191.90 191.95 1561.83 ghép nhiều bước sóng dải 1550 nm, tận dụng băng thông 1603.17 1602.74 192.00 192.05 1561.01 truyền nâng cao dung lượng 1602.31 rộng khả 1601.88 192.10dẫn sợi quang, 192.15từ 1560.20 1601.46 truyền dẫn1601.03 192.20đáp ứng 192.25yêu cầu 1559.39 sợi quang, truyền dẫn tốc độ cao 1600.17 192.30 192.35 1558.58 1600.60 Với nhũng un diêm nôi trội, công nghệ DWDM công ty 1599.75 1599.32 192.40 192.45 1557.77 viễn thông liên tỉnh VTN ứng dụng rộng rãi mạng đường trục Bắc Nam 1598.04 1598.47 192.50 192.55 1556.96 nhu192.60 cầu dung lưọng thấp hệ thống thực ghép 1597.89 Thời kỳ đầu 1597.62 192.65 1556.15 15971.94 1596.34 1595.49 1594.64 1593.79 1592.95 1592.10 1591.26 1590.41 1589.57 1588.73 1587.88 1587.04 1586.20 1585.36 1596.76 192.70 192.75 1555.34 bước sóng Khi nhu cầu dung lượng ngày tăng hệ thống nâng 1595.91 192.80 192.85 1554.54 cấp lên 16 bước sóng, 32 bước sóng tương lai có thê nâng cấp 1595.06 192.90 192.95 1553.73 nhiều Vì vậy, nghiên cứu công nghệ DWDM thiết thực có 1594.22 193.00 193.05 1552.93 tính thực 1593.34 tế cao 193.10 193.15 1552.11 193.25 1551.32 Ớ 1592.52 Việt Nam 193.20 tuyến cáp quang đường trục Bắc Nam sử dụng 1591.68 193.30 193.35 1550.52 công nghệ DWDM với dung lượng 240Gbps, đáp ứng nhu cầu tăng dung 1590.83 193.40 193.45 1549.72 lượng hàng năm nước Việc triển khai kỹ thuật mạng truyền dẫn 1589.99 193.50 193.55 1548.91 thúc đẩy nhanh chóng tuyến đường trục tuyến nội 1589.15 193.60 193.65 1548.11 tỉnh, nơi nhu cầu lưu lượng đang193.75 gia tăng nhanh chóng 1588.30 193.70 1547.32 1587.46 193.80 193.85 1546.52 Em xin chân thành cảm ơn Th.s Nguyễn Thị Kim Thu người trực tiếp 1586.62 193.90 193.95 1545.72 hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, thầy cô khoa 1585.78 194.00 194.05 1544.92 Điện Tử 1584.95 Viễn Thông - Trường Đại Học 194.15 Vinh tận tình dạy em thời 194.10 1544.13 1584.53 1583.69 1582.85 1582.02 1581.18 1580.35 1579.52 1578.69 1577.86 1577.03 1576.20 1575.37 gian qua bạn lời cảm ơn chân thành194.25 1584.11 194.20 1583.27 1582.44 1581.60 1580.77 1579.93 1579.10 1578.27 1577.74 1576.61 1575.78 1574.95 194.30 194.40 194.50 194.60 194.70 194.80 194.90 195.00 195.10 195.20 195.30 194.35 194.45 194.55 184.65 194.75 194.85 194.95 195.05 195.15 108107 195.25 195.35 1543.33 1542.54 Sinh viên 1541.75 Nguyễn Hồng Quân 1540.95 1540.16 1539.37 1538.58 1537.79 1537.00 1536.22 1535.43 1534.64 1574.54 1573.71 1572.89 1572.06 1571.24 1570.42 Sa Sp THz Nm 1529.55 1528.77 1527.99 1527.22 1526.44 1525.66 1524.89 1524.11 1523.34 1522.56 1521.79 1521.02 1520.25 1519.48 1518.71 1517.94 1517.17 1516.40 1515.63 1514.87 1524.10 1513.34 1512.58 1511.81 1511.05 Loại chất lượng 1574.13 195.40 195.45 1533.86 1573.30 195.50 195.55 1533.07 1572.48 195.60 195.65 1532.29 1571.65 195.70 195.75 1531.51 1570.83 195.80 195.85 1530.72 1570.01 195.90 195.95 1529.94 Sa Sp Sa S|> Sa Sp THz nm THz nm THz Nm 1529.16 198.50 198.55 1509.91 1528.38 198.60 198.65 1509.15 1527.60 198.70 198.75 1508.39 1526.83 198.80 198.85 1507.63 1526.05 198.90 198.95 1506.87 Phụ 1525.27 lục 2: Chất 199.00 lượng mạng đồng 199.05 Việt Nam 1506.12 1524.50 199.10 199.15 1505.36 1523.72 199.20 199.25 1504.60 1522.95 199.30 199.35 1503.85 1522.18 199.40 199.45 1503.10 1521.40 199.50 199.55 1502.34 1520.63 199.60 199.65 1501.59 1519.86 199.70 199.75 1500.84 1519.09 199.80 199.85 1500.09 1518.32 199.90 199.95 1499.34 1517.55 200.00 200.05 1498.59 1516.78 200.10 200.15 1497.84 197.75 197.85 197.95 198.05 198.15 198.25 198.35 198.45 1516.02 1515.25 1514.49 1513.72 1512.96 1512.19 1511.43 1510.67 Nội hạt 200.25 200.35 200.45 200.55 200.65 200.75 200.85 200.95 200.20 200.30 200.40 200.50 200.60 200.70 200.80 200.90 Đường dài 1497.09 1596.34 1495.60 1494.85 1494.11 1493.36 1492.62 1491.88 Tông thời Quốc tế gian (1 năm) Tỷ lệ thời gian Danh đạt/năm định Chu kỳ slip cực đại Tỷ lệ thời gian Đạt yêu đạt/năm cầu Chu kỳ slip cực đại 95,56% 98,667% 99,967% 88,90% 1/70 ngày 1/70 ngày 1/70 ngày /5 ngày 4*102 5f: 10-3 1/10 1/10 Tỷ lệ thời gian Kém Chất đạt/năm 4* 10'3 3*10"4 Chulượng kỳ slip cực đại 1/5 phút 1/5 phút 3*10'4 1/10 3*10'5 109 1/5 phút 10% 1/10 1% 1/5 phút Tỷ lệ thời gian Quá đạt/năm xấu Chu kỳ slip cực đại Nguyên nhân mát công suất 4* 10”4 3*105 >1/5 phút >1/5 phút 3*10'6 0,1% >1/5 >1/5phút phút Độ dự trữ suy Phụ lục : Công suât dựhao trữ(dB) tuyên quang DWDM Không có KĐQ Có KĐQ Dự phòng cho thiết bị phát Dự phòng cho thiết bị MUX-DEMUX Dự phòng cho suy giảm chất lượng sợi connector Thiệt thòi công suất tán sắc sợi Dự phòng cho bù tán sắc Thiệt thòi công suất SPM Thiệt thòi công suất FWM Thiệt thòi công suất Raman Thiệt thòi công suất PMD Thiệt thòi công suất suy hao sợi quang phụ thuộc phân cực Ảnh hưởng đặc tuyến khuyếch đại không bàng phẳng khuyếch đại Độ khuyếch đại phụ thuộc phân cực khuyếch đại quang Sự hoá già củâ khuyếch đại quang Suy hao đầu vào thu Dự phòng cho thiết bị thu Tổng cộng (phụ thuộc vào độ phang phổ khuyếch đại) 21.6/24.3 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiêng anh [1] An introduction to the íundamentals of PMD in fíber by Corning ĩncorporated Junly 2006 (www.Coming.com/Opticalfiber) [2] BroadBand Optical AmpliTiers for DWDM Systems by Haruky Ogoshi, Seịịi Inchino and Katsuya Kurotury [3] DWDM Fujitsu November 15 2002 [5] DWDM Technology Testing by EXFO [6] Fiber-Optic Technologies (www.ciscopress.com) [7] ĩntroduction DWDM Technology by Cisco System [8] ITU-T Gird DWDM [9] Optical Communication System and AmpliTier Design Software năm 2009 [10] Topic on DWDM Theory [11] Guide to DWDM Technology Testing by OXFO Tài liệu tiếng việt [12] Tài liệu thiết bị OPTera 1600G [13] VTN 20Gbps DWDM Network [14] “Kỹ thuật thông tin quang”, TS.VŨ Văn San, NXB KHKT 12/1997 [15] “Hệ thống thông tin quang sử dụng kỹ thuật WDM”, TS Vũ Văn San, tạp chí bưu viễn thông số 9-1999 [16] “Kỹ thuật thông tin quang 2”, Th.s Đồ Văn Việt Em 1121 [...]... công nghệ này đối với viêc phát triển hệ thống mạng, trong chương này chúng ta sẽ xem xét những nét chung nhất về công nghệ DWDM so với các công nghệ truyền dẫn khác Đe giải quyết vấn đề băng thông và phát triển hệ thống đa dịch vụ trên cùng một mạng, công nghệ DWDM đã thực hiện ghép nhiều bước sóng trên cùng một sợi quang Với việc tăng số bước sóng ghép trên một sợi quang một cách đáng kê so với công. .. phương tiện thông tin đều dùng phương thức hoàn toàn song công, vì vậy dùng công nghệ WDM có thể tiết kiệm được lượng đầu tư lớn cho đường dây Căn cứ vào nhu cầu, công nghệ WDM có thể có rất nhiều ứng dụng như: mạng đường trục, mạng phân phối kiểu quảng bá, mạng cục bộ (LAN) nhiều đường nhiều địa c h ỉ d o đó rất quan trong đối với ứng dụng mạng + Tiết kiệm đầu tư cho đường dây Dùng công nghệ WDM có... nguồn phát, quỹ công suất, tán sắc và ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến 1.5.1 Số kênh bước sóng Một trong những vấn đề quan trọng là hệ thống sử dụng bao nhiêu kênh bước sóng và số kênh cực đại hệ thống có thế sử dụng được, số kênh bước sóng sử dụng phụ thuộc vào: + Khả năng băng tần của sợi quang + Khả năng tách / ghép các kênh bước sóng + Tốc độ truyền dẫn của từng kênh + Quĩ công suất quang + Ánh... quang, do mối hàn nối, do các connector quang, do các thành phân quang thụ động Như vậy, suy hao tông cộng khoảng 0.275dB/km s Trạm A í Pin R j-|— E ^^Pout L Hình 1.4: Sơ đồ tính toán qiũ công suất Như chỉ ra hình vẽ 1.4, quĩ công suất quang được xác định như sau: Quĩ công suất quang = (Pout - Pjn)/a (1-8) Trong đó: Pout là công suất quang phát Pịn là công suất quang thu a là hệ số suy hao (dB/km) (Theo... triến chưa Giả cầu sử sửc dụng các băng nguồn phát quang cácđã bước sóng từng có 1.1 về nhu thông truyền dẫn,làm chínhviệc điềuởnày sản sinh ra Các tín quang làmtảiviệc các bước sóng khác này sẽ mạng được một lượng thông tin hiệu rất lớn truyền trênở mạng tạo ra nhiều áp nhau lực mớicho ghép hiện tại Băng tần truyền dẫn trở thành tài nguyên quý giá hon bao giờ hết vào Đế quang Cácquang tín hiệu bướcxem... Quỹ công suất Trong DWDM khoảng cách truyền dẫn là rất lớn, khoảng cách giữa các trạm khuếch đại đường quang cũng lớn Do vậy công suất quang phải đủ lớn để bù đắp phần công suất bị suy hao trên đường truyền, đế máy thu đảm bảo tỉ số tín hiệu trên tạp âm Thông thường suy hao của sợi quang G.652 tại cửa số truyền dẫn 1500nm là 0.25dB/km Tín hiệu quang bị suy hao do nhiều nguyên nhân như suy hao do sợi quang, ... haotrong thấp thiết của sợi quang MặcKhi dù kênh khác ở đầu vào sinh ra, trong nó được ở bên bị như Ui(^i) cũng sử sản dụngphấm, toàn các bộ dải vực khuếch đạibiết củasuy bộ hao khuếch cho các nhà tần chếkhu tạo cũng phải cho kênhđại đốisợi vớiquang từng trộn (EDFA) (1530 ~1565 nm), nhưng cũng chỉ chiếm 1/6 dải tần của thiết Erbium bị nó Cho nên công nghệ WDM tận dụng băng tần rất lớn của sợi quang đơn... là do phô của xung quang chứa nhiều bước sóng, mà tốc độ lan truyền các bước sóng quang là khác nhau trong sợi quang và đến cuối 12 với ở đầu vào sợi quang Các xung quang giãn ra sẽ gây ra sự giao thoa giữa các xung quang lân cận và sẽ gây ra BER càng lớn Tán sắc tỉ lệ thuận với chiều dài sợi quang và độ rộng phổ của ánh sáng truyền trong sợi quang càng rộng Xung quang ở cuối sợi quang sẽ bị dãn ra... có thể bỏ qua Tuy nhiên khi công suất ánh sáng trong sợi quang vượt quá một ngưỡng nào đó thì tính phi tuyến sẽ ảnh hưởng đến quá trình truyền dẫn tín hiệu trong sợi quang Khi đó xuất hiện hiệu ứng phi tuyến trong sợi quang, nghĩa là suy hao và chiết suất phụ thuộc vào công suất tín hiệu quang trong sợi Hiệu ứng phi tuyến sẽ gây một số hiện tượng như: Xuyên âm giữa các kênh quang, suy giảm mức tín hiệu... mà còn phụ thuộc vào công E là trường quang Hiện tượng này tạo nên sự dịch pha phi tuyến ONL của trường quang lan truyền trong sợi quang Giả sử bỏ qua sự suy hao quang thì sau khoảng cách L thì pha của trường quang sẽ là: ^ 2/rnL 2;r(n0 + n2|E|2jL d) = ——— = — -Ả — = const + d) NL (1-12) Ả Đối với các trường quang có cường độ không đối thì hiệu ứng SPM chỉ làm quay pha trường quang, do đó ít làm ảnh ... tiếp cận công nghệ đại, sử dụng rộng rãi tuyến truyền dẫn quang đường trục, tuyến nối quốc tế Em lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu thiết kế tuyến thông tin quang, sử dụng công nghệ DWDM Nội dung... IV CHƯƠNG III THIẾT KÉ TUYẾN THÔNG TIN QUÁNG sử DỤNG CÔNG NGHỆ DWDM .77 3.1 Giới thiệu .77 3.2 Thực trạng sử dụng nhu câu tăng dung lượng tuyên truyền dân quang WDM VTN... Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin quang ghép kênh theo bước sóng ❖ Chương II: Nghiên cứu thiết bị sử dụng hệ thống DWDM ♦> Chương III: Thiết kế tuyến thông tin quang dung lượng 240Gb/s Em