Mô phỏng tuyến thông tin quang sử dụng ghép kênh WDM và kĩ thuật mã hóa kênh NRZ

22 553 0
Mô phỏng tuyến thông tin quang sử dụng ghép kênh WDM và kĩ thuật mã hóa kênh NRZ

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Mô phỏng tuyến thông tin quang sử dụng ghép kênh WDM và kĩ thuật mã hóa kênh NRZ

MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG SỬ DỤNG PHẦN MỀM OPTI-SYSTEM Đề tài: Mô tuyến thông tin quang sử dụng ghép kênh WDM kĩ thuật mã hóa kênh NRZ Nhiệm vụ Mô 2.5dBm -> 4dBm + 1->2 Gbs Mô 0.5dBm -> 2dBm +3->4 Gbs Mô -1dBm -> 0dBm +5->6 Gbs Mô -2.5dBm -> -1.5dBm +7->8 Gbs Mô -4dBm -> -3dBm +9->10 Gbs Đóng góp 100% 100% 100% 95% 95% Thông số kĩ thuật yêu cầu - Ghép 16 kênh (WDM) - Cự ly truyền dẫn 132km/loop - SMF1 có độ dài 30km,SMF có độ dài 80km DCF có độ dài 22km ( với bù tan sắc tương ứng) - Sử dụng EDFA mắc hình vẽ 2.Sơ đồ mô phỏng: Phân tích hệ thống: Máy phát: Dùng diode laser phát quang ghép 16 bước sóng ( tương ứng với 16 kênh ra) với tốc độ bit 10Gbs Công suất phát PTx thay đổi từ -4dBm->4dBm để khảo sát 16 kênh đưa vào 16 khối điều chế để mã hóa kênh NRZ Sau đưa vào ghép kênh đưa vào sợi quang truyền Môi trường truyền dẫn: - SMF có độ dài 80km, suy hao 0.2dB/km, độ tán sắc 17ps/nm.km SMF1 có độ dài 30km suy hao 0.2dB/km, độ tán sắc 17ps/nm.km DCF có độ dài 22km ( với bù tan sắc tương ứng) suy hao 0.5dB/km, độ tán sắc -85ps/nm.km - Sử dụng EDFA EDFA G=10dB, EDFA1 G=11dB, EDFA2 G=8dB Máy thu: Trước vào tách sóng mang qua giải ghép kênh để tách kênh từ đầu phát đến kênh tương ứng nhờ vào phototodiode PIN để đưa đến đo tín hiệu BER Kết mô phỏng: 3.1 Khảo sát theo công suất phát PTX Với tốc độ bit 10Gbps Kết mô phỏng: PTX=-2dBm, kênh 1, kênh 3 PTX=-2dBm, kênh 5, kênh PTX=-2dBm, kênh 10, kênh 12 PTX=-2dBm, kênh 14, kênh 16 Bảng thống kê: Kênh 1: 191.7 THz PTX(dbm) -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0.5 1.5 2.5 3.5 Kênh 3:192.1 THz PTX(dbm) -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0.5 1.5 2.5 3.5 PRX(dbm) -20.735 -20.454 -20.139 -19.823 -19.488 -19.149 -18.807 -18.434 -18.042 -17.677 -17.272 -16.861 -16.434 -16.001 -15.603 -15.180 -14.728 BER 1.76E-7 2.625E-8 2.09E-9 2.3E-10 1.5E-11 7.2E-13 8.555E-15 4.644E-16 3.595E-18 3.69E-20 7.595E-22 6.683E-25 7.03E-27 5.13E-30 4.24E-35 3.05E-39 7.769E-44 Q 5.009 5.36 5.798 6.15 6.57 7.0072 7.603 7.969 8.547 9.059 9.472 10.18 10.61 11.266 12.255 13.006 13.79 PRX(dbm) -20.615 -20.312 -20.007 -19.680 -19.344 -18.991 -18.631 -18.265 -17.886 -17.474 -17.060 -16.691 -16.251 -15.836 -15.400 -14.932 -14.484 BER 6.51E-8 6.035E-9 5.919E-10 2.56E-11 1.085E-12 3.524E-14 5.700E-16 3.515E-18 1.753E-20 4.78E-23 1.44E-26 2.010E-30 6.304E-34 4.899E-37 1.877E-43 5.26E-49 2.964E-53 Q 5.206 5.630 6.017 6.507 6.963 7.43 7.955 8.56 9.15 9.766 10.556 11.359 12.043 12.620 13.74 14.634 15.285 10 Kênh 5:192.5 THz PTX(dbm) -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0.5 1.5 2.5 3.5 Kênh 7:192.9THz PTX(dbm) -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0.5 1.5 2.5 3.5 PRX(dbm) -20.402 -20.093 -19.789 -19.456 -19.112 -18.756 -18.407 -17.999 -17.617 -17.220 -16.825 -16.401 -15.978 -15.550 -15.077 -14.640 -14.224 BER 6.545E-10 1.444E-11 6.219E-13 7.800E-15 1.037E-17 3.922E-20 4.04E-23 1.101E-28 8.963E-32 1.817E-37 1.313E-44 3.412E-49 1.072E-57 1.348E-67 7.059E-78 9.585E-75 1.259E-76 Q 6.031 6.619 7.068 7.651 8.46 9.08 9.807 11.026 11.648 12.717 13.943 14.676 15.950 17.315 18.63 18.236 18.471 PRX(dbm) -20.126 -19.814 -19.489 -19.147 -18.788 -18.424 -18.038 -17.642 -17.250 -16.843 -16.462 -16.011 -15.585 -15.163 -14.705 -14.249 -13.801 BER 2.889E-9 1.431E-10 7.038E-12 1.323E-13 9.722E-16 7.046E-14 1.370E-20 2.571E-23 1.008E-26 2.394E-30 3.099E-35 9.142E-38 3.14E-48 1.142E-48 1.166E-56 1.120E-64 1.209E-63 Q 5.782 6.267 6.719 7.274 7.910 8.501 9.197 9.847 10.607 11.359 12.303 12.764 14.521 14.588 15.795 16.918 16.776 11 Kênh 9:193.3THz PTX(dbm) -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0.5 1.5 2.5 3.5 PRX(dbm) -20.033 -19.725 -19.376 -19.030 -18.672 -18.309 -17.923 -17.531 -17.132 -16.749 -16.331 -15.485 -15.458 -15.019 -14.574 -14.151 -13.684 BER 3.814E-05 1.116E-5 3.314E-6 7.859E-7 1.165E-7 2.403E-8 2.728E-9 2.023E-10 5.325E-12 3.574E-13 2.468E-15 7.801E-18 3.266E-21 8.086E-23 2.636E-28 4.061E-34 6.203E-43 Q 3.874 4.161 4.429 4.728 5.100 5.389 5.767 6.190 6.740 7.121 7.777 8.477 9.339 9.723 10.937 12.092 13.661 PRX(dbm) -20.316 -19.996 -19.666 -19.340 -18.992 -18.619 -18.253 -17.867 -17.478 -17.092 -16.682 -16.283 -15.846 -15.419 -14.955 -14.491 -14.085 BER 6.508E-7 8.929E-8 1.578E-8 1.339E-9 1.148E-10 8.953E-12 5.589E-13 2.280E-14 3.216E-16 2.997E-18 1.482E-19 5.924E-23 3.97E-25 2.046E-29 1.602E-33 3.254E-39 1.153E-44 Q 4.777 5.161 5.474 5.894 6.286 6.669 7.064 7.494 8.033 8.588 8.824 9.753 10.247 11.161 11.971 13.012 13.939 Kênh 11:193.7 THz PTX(dbm) -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0.5 1.5 2.5 3.5 12 Kênh 13:194.1 THz PTX(dbm) -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0.5 1.5 2.5 3.5 PRX(dbm) -20.494 -20.196 -19.881 -19.560 -19.204 -18.850 -18.491 -18.124 -17.728 -17.341 -16.946 -16.537 -16.108 -15.695 -15.244 -14.841 -14.343 BER 3.084E-8 3.764E-9 5.344E-10 2.706E-11 8.371E-13 1.259E-14 1.263E-15 4.275E-18 1.778E-21 2.543E-23 2.108E-25 2.258E-27 1.370E-38 1.482E-41 1.464E-49 1.568E-58 3.198E-65 Q 5.343 5.709 6.030 6.493 6.996 7.560 7.852 8.535 9.392 9.827 10.298 10.724 12.897 13.412 14.716 16.052 16.981 PRX(dbm) -20.588 -20.283 -19.967 -19.668 -19.327 -18.987 -18.629 -18.263 -17.882 -17.472 -17.069 -16.650 -16.241 -15.823 -15.386 -14.956 -14.472 BER 3.616E-10 2.229E-11 9.751E-13 7.722E-14 3.340E-15 3.199E-17 6.941E-19 6.525E-21 4.615E-23 1.787E-24 5.878E-28 1.204E-30 4.206E-33 1.019E-35 8.195E-39 1.567E-42 2.368E-43 Q 6.114 6.541 6.993 7.337 7.744 8.313 8.754 9.263 9.776 10.199 10.857 11.408 11.889 12.381 12.938 13.581 13.717 Kênh 15:194.5 THz PTX(dbm) -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0.5 1.5 2.5 3.5 13 Kết biểu diễn matlab: Công suất Phát: BER PTX Biểu diễn tỉ lệ lỗi bit kênh 1,5,9,13,15 Công suất thu: BER PRX 14 Hệ số phẩm chất: Q PTX 15 3.2 Khảo sát theo bit rate: - Khảo sát tốc độ bit từ 1Gbps-10Gbps Kết quả: + Công suất phát -4dBm: 16 Bit rate(Gbs) 10 PRX -20.738 20.645 -20.595 20.632 -20.63 -20.582 -20.573 -20.622 -20.554 -20.557 Kênh2 BER 1.76E07 1.06E11 2.72E09 5.80E09 7.80E15 6.49E21 4.03E13 3.18E21 9.06E28 3.45E60 Bit rate(Gbs) 10 PRX -20.316 -20.332 -20.283 -20.328 -20.318 -20.283 -20.269 -20.303 -20.264 -20.247 Q 5.009 PRX -20.402 6.652 -20.451 5.78 -20.396 5.633 -20.424 7.644 -20.421 9.285 -20.382 7.096 -20.372 9.343 -20.408 10.817 -20.392 16.298 -20.361 Kênh 11 BER 6.51E-07 8.85E-09 1.39E-09 2.33E-09 3.20E-11 3.33E-19 8.69E-14 2.09E-29 8.59E-28 4.01E-49 Kênh BER 6.55E10 4.25E07 4.50E07 2.39E12 2.32E14 2.65E24 1.37E16 1.43E23 2.91E27 1.25E76 Q 4.777 5.57 5.9 5.81 6.488 8.864 7.328 11.18 10.836 14.661 17 Q 6.032 PRX -20.127 4.846 -20.164 4.84 -20.113 6.879 -20.147 7.513 -20.136 10.083 -20.107 8.154 -20.098 9.911 -20.117 10.725 -20.069 18.474 -20.059 PRX -20.587 -20.627 -20.565 -20.617 -20.603 -20.557 -20.551 -20.593 -20.525 -20.544 Kênh BER 1.39E07 2.39E09 3.51E08 1.14E10 7.14E13 9.38E11 1.95E18 7.75E31 2.05E30 3.15E82 Kênh 14 BER 2.01E-09 1.63E-09 4.61E-12 2.98E-10 1.02E-14 1.68E-25 8.88E-21 1.91E-39 6.43E-34 5.81E-51 Q 5.098 5.819 5.346 6.299 7.053 6.337 8.66 11.477 11.385 19.166 Q 5.836 5.87 6.786 6.133 7.605 10.342 9.247 13.072 12.056 14.94 + Công suấ t phát 0dBm 18 Bit rate(Gbs) 10 PRX -17.892 -17.896 -17.487 -17.892 -17.864 -17.849 -17.861 -17.889 -17.837 -17.829 Kênh2 BER 3.51E21 4.47E40 6.00E25 5.08E20 1.01E45 4.21E53 1.34E33 1.43E58 1.88E76 5.19E207 Bit rate(Gbs) 10 PRX -17.478 -17.52 -17.44 -17.486 -17.474 -17.432 -17.479 -17.457 -17.462 -17.479 Q 9.31 PRX -17.617 13.173 -17.644 10.208 -17.606 9.028 -17.614 14.116 -17.619 15.27 -17.611 11.976 -17.637 16.062 -17.421 18.438 -17.601 31.66 -17.533 Kênh 11 BER 3.21E-16 3.33E-21 2.98E-22 2.19E-28 4.99E-30 1.07E-37 3.29E-36 4.51E-84 5.54E-76 1.84E-105 Q 8.033 9.336 9.592 10.953 11.29 13.282 12.479 19.376 18.388 21.758 19 Kênh BER 8.96E32 5.27E16 9.37E17 1.50E33 3.09E42 3.84E60 2.49E46 3.12E62 2.63E66 3.40E215 Q 11.648 PRX -17.265 7.96 -17.289 8.175 -17.228 11.989 -17.257 13.545 -17.246 16.295 -17.182 14.217 -17.199 16.583 -17.215 17.137 -17.164 31.274 -17.234 PRX -17.869 -17.887 -17.855 -17.863 -17.858 -17.84 -17.84 -17.869 -17.825 -17.818 Kênh 14 BER 5.42E-24 1.33E-28 4.29E-41 1.83E-25 7.80E-43 8.28E-53 3.19E-58 4.23E-111 1.31E-95 1.78E-146 Kênh BER 1.38E19 8.05E24 4.75E21 2.53E26 1.51E38 2.21E31 7.49E49 2.70E80 2.47E86 3.72E174 Q 9.994 10.998 13.351 10.316 13.639 15.218 16.02 22.35 20.69 25.727 Q 8.944 9.963 9.308 10.516 12.909 11.567 14.624 18.926 19.762 28.103 + Công suất phát 4dBm Bit rate(Gbs) 10 PRX -14.509 -14.515 -14.519 -14.511 -14.502 -14.486 -14.513 -14.47 -14.456 -14.531 Kênh2 BER 6.68E-67 5.07E-88 2.43E-58 6.98E-53 1.10E-129 1.13E-69 1.23E-181 1.59E-185 4.38E-218 0.00E+00 Q 17.209 19.835 16.029 15.224 24.18 17.57 28.69 29.009 31.48 44.96 PRX -4.224 -14.197 -14.192 -14.197 -14.172 -14.178 -14.185 -14.17 -14.203 -14.17 20 Kênh BER 1.26E-59 1.76E-54 6.18E-53 3.83E-55 2.93E-130 1.34E-105 1.71E-133 1.04E-164 1.72E-163 0.00E+00 Q 18.47 15.465 15.236 15.568 24.23 21.77 24.54 27.308 27.2 43.22 PRX -13.813 -13.813 -13.761 -13.776 -13.785 -13.801 -13.713 -13.756 -13.721 -13.736 Kênh BER 3.60E-37 7.41E-39 6.18E-65 9.58E-61 5.22E-104 1.10E-112 6.20E-103 9.09E-171 8.55E-254 0.00E+00 Q 15.8 12.9 16 16 21 22 21 27 34.0 43 Bit rate(Gbs) 10 PRX -14.224 -14.098 -14.051 -14.066 -14.036 -14.067 -14.043 -14.041 -14.002 -14.006 Kênh 11 BER 1.15E-44 9.44E-53 3.36E-38 2.88E-87 1.54E-99 5.69E-67 8.97E-107 2.03E-176 1.25E-274 0.00E+00 Q 13.939 15.212 12.83 19.745 21.158 17.23 21.898 28.28 35.38 39.92 21 PRX -14.513 -14.495 -14.493 -14.462 -14.494 -14.419 -14.507 -14.474 -14.506 -14.347 Kênh 14 BER 7.10E-59 2.39E-50 1.66E-83 9.68E-68 1.79E-96 1.06E-92 4.80E-100 1.14E-220 1.42E-200 0.00E+00 Q 16.106 14.837 19.3 17.319 20.78 20.369 21.174 31.67 30.17 51.59 Nhận xét : - Với tốc độ bit không thay đổi + Khi công suất phát tăng công suất thu tăng, Q tăng BER giảm -> chất lượng tín hiệu tốt - Với công suất phát : + Nếu tốc độ bít tăng BER tăng, Q giảm + Khi công suất đến đầu vào máy thu, sai khác công suất nhiên kết đầu (BER va Q) lại khác đáng kể Điều cho thấy máy thu hoạt động hệ thống thông tin sợi quang có độ nhạy tốt - Từ kết ta thấy muốn máy thu hoạt động tốt BER xác định công suất thu phải xác định Khi yêu cầu tốc độ bít tăng lên mà đảm bảo yêu cầu BER công suất đầu vào phải đủ lớn - Vì thay đổi công suất phát giới hạn thay đổi đến mức thỏa yêu cầu đề tăng chất lượng hệ thống, tăng lớn làm tăng thành phần nhiễu hệ thống khuếch đại công suất đầu vào máy thu lớn làm cháy photodiode 22 [...]... 8.313 8.754 9.263 9.776 10.199 10.857 11.408 11.889 12.381 12.938 13.581 13.717 Kênh 15:194.5 THz PTX(dbm) -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 13 Kết quả biểu diễn bằng matlab: 1 Công suất Phát: BER và PTX Biểu diễn tỉ lệ lỗi bit của các kênh 1,5,9,13,15 2 Công suất thu: BER và PRX 14 3 Hệ số phẩm chất: Q và PTX 15 3.2 Khảo sát theo bit rate: - Khảo sát lần lượt các tốc độ bit từ... đầu vào máy thu, sự sai khác của các công suất này là rất ít tuy nhiên kết quả đầu ra (BER va Q) lại khác nhau rất đáng kể Điều này cho thấy các máy thu hoạt động trong các hệ thống thông tin sợi quang có độ nhạy rất tốt - Từ kết quả ta thấy muốn máy thu hoạt động tốt ở BER xác định thì công suất thu cũng phải xác định Khi yêu cầu tốc độ bít tăng lên mà vẫn đảm bảo yêu cầu BER đó thì công suất đầu vào.. .Kênh 5:192.5 THz PTX(dbm) -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Kênh 7:192.9THz PTX(dbm) -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 PRX(dbm) -20.402 -20.093 -19.789 -19.456 -19.112 -18.756 -18.407 -17.999 -17.617... -20.622 2 -20.554 1 -20.557 Kênh2 BER 1.76E07 1.06E11 2.72E09 5.80E09 7.80E15 6.49E21 4.03E13 3.18E21 9.06E28 3.45E60 Bit rate(Gbs) 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 PRX -20.316 -20.332 -20.283 -20.328 -20.318 -20.283 -20.269 -20.303 -20.264 -20.247 Q 5.009 PRX -20.402 6.652 -20.451 5.78 -20.396 5.633 -20.424 7.644 -20.421 9.285 -20.382 7.096 -20.372 9.343 -20.408 10.817 -20.392 16.298 -20.361 Kênh 11 BER 6.51E-07 8.85E-09... 4.01E-49 Kênh 5 BER 6.55E10 4.25E07 4.50E07 2.39E12 2.32E14 2.65E24 1.37E16 1.43E23 2.91E27 1.25E76 Q 4.777 5.57 5.9 5.81 6.488 8.864 7.328 11.18 10.836 14.661 17 Q 6.032 PRX -20.127 4.846 -20.164 4.84 -20.113 6.879 -20.147 7.513 -20.136 10.083 -20.107 8.154 -20.098 9.911 -20.117 10.725 -20.069 18.474 -20.059 PRX -20.587 -20.627 -20.565 -20.617 -20.603 -20.557 -20.551 -20.593 -20.525 -20.544 Kênh 8 BER... 2.05E30 3.15E82 Kênh 14 BER 2.01E-09 1.63E-09 4.61E-12 2.98E-10 1.02E-14 1.68E-25 8.88E-21 1.91E-39 6.43E-34 5.81E-51 Q 5.098 5.819 5.346 6.299 7.053 6.337 8.66 11.477 11.385 19.166 Q 5.836 5.87 6.786 6.133 7.605 10.342 9.247 13.072 12.056 14.94 + Công suấ t phát 0dBm 18 Bit rate(Gbs) 10 PRX -17.892 9 -17.896 8 -17.487 7 -17.892 6 -17.864 5 -17.849 4 -17.861 3 -17.889 2 -17.837 1 -17.829 Kênh2 BER 3.51E21... 10.208 -17.606 9.028 -17.614 14.116 -17.619 15.27 -17.611 11.976 -17.637 16.062 -17.421 18.438 -17.601 31.66 -17.533 Kênh 11 BER 3.21E-16 3.33E-21 2.98E-22 2.19E-28 4.99E-30 1.07E-37 3.29E-36 4.51E-84 5.54E-76 1.84E-105 Q 8.033 9.336 9.592 10.953 11.29 13.282 12.479 19.376 18.388 21.758 19 Kênh 5 BER 8.96E32 5.27E16 9.37E17 1.50E33 3.09E42 3.84E60 2.49E46 3.12E62 2.63E66 3.40E215 Q 11.648 PRX -17.265 7.96... -17.182 14.217 -17.199 16.583 -17.215 17.137 -17.164 31.274 -17.234 PRX -17.869 -17.887 -17.855 -17.863 -17.858 -17.84 -17.84 -17.869 -17.825 -17.818 Kênh 14 BER 5.42E-24 1.33E-28 4.29E-41 1.83E-25 7.80E-43 8.28E-53 3.19E-58 4.23E-111 1.31E-95 1.78E-146 Kênh 8 BER 1.38E19 8.05E24 4.75E21 2.53E26 1.51E38 2.21E31 7.49E49 2.70E80 2.47E86 3.72E174 Q 9.994 10.998 13.351 10.316 13.639 15.218 16.02 22.35 20.69... -14.509 -14.515 -14.519 -14.511 -14.502 -14.486 -14.513 -14.47 -14.456 -14.531 Kênh2 BER 6.68E-67 5.07E-88 2.43E-58 6.98E-53 1.10E-129 1.13E-69 1.23E-181 1.59E-185 4.38E-218 0.00E+00 Q 17.209 19.835 16.029 15.224 24.18 17.57 28.69 29.009 31.48 44.96 PRX -4.224 -14.197 -14.192 -14.197 -14.172 -14.178 -14.185 -14.17 -14.203 -14.17 20 Kênh 5 BER 1.26E-59 1.76E-54 6.18E-53 3.83E-55 2.93E-130 1.34E-105 1.71E-133... -13.813 -13.761 -13.776 -13.785 -13.801 -13.713 -13.756 -13.721 -13.736 Kênh 8 BER 3.60E-37 7.41E-39 6.18E-65 9.58E-61 5.22E-104 1.10E-112 6.20E-103 9.09E-171 8.55E-254 0.00E+00 Q 15.8 12.9 16 16 21 22 21 27 34.0 43 Bit rate(Gbs) 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 PRX -14.224 -14.098 -14.051 -14.066 -14.036 -14.067 -14.043 -14.041 -14.002 -14.006 Kênh 11 BER 1.15E-44 9.44E-53 3.36E-38 2.88E-87 1.54E-99 5.69E-67 8.97E-107

Ngày đăng: 13/05/2016, 10:05

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan