Khảo sát tuyến truyền dẫn sợi quang có sử dụng sợ bù tán sắc

Mô phỏng hệ thống quang trên phần mềm OPTISYSTEMGiới thiệu phần mềm OPTISYSTEM... Giới thiệu tổng quan phần mềm OptiSystem là phần mềm mô phỏng hệ thống thông tin quang.. Phần mềm này c

Khảo sát tuyến truyền dẫn sợi quang

có sử dụng sợi bù tán sắc

Nhóm 8

Nguyễn Văn Nam – D14VT03

Đỗ Tuấn Đạt – D14VT03

Mô phỏng hệ thống quang trên phần mềm OPTISYSTEM

Giới thiệu phần mềm OPTISYSTEM

Giới thiệu phần mềm OPTISYSTEM

Giới thiệu tổng quan phần mềm

OptiSystem là phần mềm mô phỏng hệ thống

thông tin quang Phần mềm này có khả năng thiết kế,

đo kiểm tra và thực hiện tối ưu hóa rất nhiều loại

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

Lợi ích của phần mềm

Cung cấp cái nhìn toàn cầu vào hiệu năng hệ thống

Đánh giá sự nhạy cảm tham số giúp đỡ việc thiết kế chi tiết kỹ thuật

Trực quan trình bày các tùy chọn thiết kế và dự án khách hàng tiềm năng

Cung cấp truy cập đơn giản để tập hợp rộng rãi các hệ thống đặc tính dữ liệu

Cung cấp các tham số tự động quét và tối ưu hóa

Tích hợp với họ các sản phẩm Optiwave

Mô phỏng hệ thống quang trên phần mềm OPTISYSTEM

Nội dung 2

Mô phỏng hệ thống quang trên phần mềm OPTISYSTEM

Sợi quang đơn mode NZ-DSF

1 Cấu tạo sợi

2 Thông số kĩ thuật

Các thuộc tnh sợi  

Tham số Chi tiết Giá trị

Đường kính trường mode Bước sóng 1550 mm  

Dải giá trị danh định 8 - 11 mm      

Đường kính vỏ Giá trị danh định 125 mm  

Sai số đồng tâm của lõi Giá trị cực đại 0,8 mm  

Độ không tròn đều của vỏ Giá trị cực đại 2%

Bước sóng cắt (của sợi đã bọc cáp) Giá trị cực đại 1450 nm

Đặc tnh suy hao của sợi quang ở bước sóng 1550 nm Bán kính 30 mm

Giá trị cực đại tại bước sóng 1550 nm 0,5 dB  

Ứng suất kéo Giá trị nhỏ nhất 0,69 GPa

Hệ số tán sắc Dải bước sóng: 1530-1565 nm

λmin và λ   max 1530 nm và 1565 nm   Giá trị nhỏ nhất của Dmin 1,0 ps/nm.km   Giá trị lớn nhất của Dmax 10 ps/nm.km  

Dmax  - Dmin ≤5,0 ps/nm.km  

Hệ số tán sắc Dải bước sóng: 1565-1625 nm

Hệ số suy hao Giá trị lớn nhất tại bước sóng 1550 nm 0,35 dB/km  

Giá trị lớn nhất tại bước sóng 1625 nm 0,4 dB/km

Hệ số PMD (của sợi đã bọc cáp) M 20 cáp

Giá trị PMDQ  cực đại 0,2 ps/√km

3 Thiết kế trong phần mềm điều chỉnh thông số trong

Optisystem

Sợi quang đơn mode NZ-DSF

Bước 1: Truy nhập thư viện Defaults Optical Fibers

Library Optical Fibers

 Bước 2: Kích đúp vào sợi cáp và thay đổi các thông số của sợi.

- Khi kích đúp vào sợi quang thì xuất hiện bảng: - Mục main:

 Label: cho phép ta thay đổi tên

của sợi quang ( Đặt là G655 )

 Length: cho phép thay đổi

chiều dài của sợi quang

 Attenuation: cho phép thay đổi

suy hao sợi quang: với sợi này tại cửa sổ 1550 có suy hao là 0.35dB/km

- Mục Disp: cho thay đổi giá

trị của tán sắc và độ dốc tán sắc

 Dispersion : Nhập giá trị tán

sắc ( Nhập 6 ps/nm/km).

 Dispersion Slope : Nhập giá

trị độ dốc tán sắc chọn giá trị 0,07

- Thông số sau khi thiết lập

o Chiều dài sợi 70 km

o Hệ số suy hao tại bước sóng 1550nm : 0.35 dB/km

o Hệ số tán sắc tại bước sóng 1550nm : 6ps/nm/km

o Độ dốc tán sắc không : 0.07 ps/nm^2/km

Sợi quang DCF được chế tạo một cách đặc biệt nhờ thay đổi diện tích lõi sợi và thay đổi phân

bố chiết suất trong lõi/vỏ sợi một cách hợp lý khiến cho giá trị tán sắc có dấu ngược với trường hợp của sợi SMF (sợi đơn mode chuẩn trong phần lớn các hệ thống WDM).

Khi tín hiệu quang đã bị tán sắc dương trong sợi SMF đi qua phần sợi quang DCF có giá trị tán sắc âm, thành phần bước sóng ngắn hơn lúc này sẽ di chuyển chậm hơn so với thành phần bước sóng dài hơn.

Bộ khuyếch đại EDFA

1 Cấu tạo của bộ EDFA 2 Vị trí đặt EDFA trong tuyến cáp sợi quang 3 Ưu điểm của EDFA

- EDFA không có mạch tái tạo thời gian, mạch phục hồi nên mạch sẽ trở nên linh hoạt hơn

- EDFA có cấu trúc nhỏ nên có thể lắp đặt nhiều EDFA trong cùng một trạm, do đó

có thể làm cho hệ thống linh hoạt hơn

- Có thể hạ thấp được giá thành của hệ thống do có cấu trúc đơn giản của EDFA, cáp có trọng lượng nhỏ nâng cao được khoảng cách lặp và dung lượng truyền dẫn

- Các hệ thống thông tin sợi quang đường dài có thể sử dụng chuỗi EDFA trong truyền dẫn Cự ly truyền dẫn có thể đạt được xa hơn nhờ sử dụng các EDFA, có

nhiễu thấp và độ khuếch đại cao

4 Thiết kế trong phần mềm điều chỉnh thông số trong Optisystem

Phía phát

Mô phỏng nguồn phát

Phía thu

Các bộ đo tham số

Bộ đo tỉ lệ lỗi bit: Default/ Visualizer Library/ Electrical/ BER Analyzer

Bộ đo OSNR: Default/ Visualizer Library/ Optical/ WDM Analyzer

Bộ đo phổ quang: Default/ Visualizer Library/ Optical/ Optical Spectrum Analyzer

Máy đo công suất quang: Default/ Visualizer Library/ Optical/ Optical Power Metter

Thay đổi tham số hệ thống

Bước 1: Bật cửa sổ Layout Parameters

Cách 1: Kích đúp vào màn hình Layout

Cách 2: Từ thanh menu ta vào theo Layout Parameters

Bước 2 : Thay đổi giá trị theo yêu cầu

- Tại mục Value chọn Set bit rate.

- Tiến hành nhập giá trị tại

bit rate: 10Gbit/s= 10^9

bit /s, 40Gbit/s= 40^9bit/s

- Nhập độ dài chuỗi bit

Sequence length: 128 bit.

per bit: 64 mẫu / mỗi bit.

Số mẫu Number of samples =

chiều dài chuỗi * số mẫu trên mỗi bit = 128*64=8192 mẫu

Nội dung 3

Tùy chỉnh tham số, mô phỏng và kết luận

Thông số của sợi G.655 theo chuẩn ITU-T G655 và theo yêu cầu đề bài:

- Chiều dài mỗi chặng : = 70 km

- Hệ số suy hao tại bước sóng 1550nm : 0.35 dB/km.

- Hệ số tán sắc tại bước sóng 1550nm : = 6 ps/nm/km

1 Tùy chỉnh thông số sợi DCFThông số của sợi DCF theo đề bài:

- Chiều dài mỗi chặng : = 2.5 km

Ta có Suy ra: = - =- = -168 ps/nm/km

Ta lại có tỷ số S/D = =

= = = 1.96 ps/nm^2/km

2 Tùy chỉnh tham số bộ EDFA

Sợi G655 có chiều dài 70km, hệ số suy hao 0.35 dB/km Suy ra độ lợi của bộ EDFA thứ nhất là 70*0.35= 24.5dB ( Gain = 24.5 )

Tương tự DCF có chiều dài 2.5km hệ số suy hao 0.5dB/km suy ra bộ EDFA thứ 2 có độ lợi là 2.5*0.5=1.25 dB ( Gain = 1.25 )

Chạy mô phỏng và phân tích kết quả

- Trong phần mô phỏng theo yêu cầu đề bài, để chuyển Ber = 10-12

ta chọn phương pháp thay đổi công suất nguồn phát

1 Chạy mô phỏng ở tốc độ bit 10Ghz

Công suất phát

Chạy mô phỏng và phân tích kết quả

Đặt số vòng lặp là 6 ( ứng với độ dài tuyến là 420 km )

Xác định khoảng cách truyền đẫn giới hạn BER = 10 ^-9

- Thay đổi số vòng lặp loop control bằng cách:

o Cách 1: Nhấn tổ hợp Ctrl + Home

o Cách 2: Vào Layout chọn Set Total Sweep Iterations

- Thay đổi giá trị các vòng lặp

- Vậy để đạt được BER như yêu cầu chiều dài tuyến truyền

quang của hệ thống này giao động từ 450-490km

Ta thấy ứng với quãng đường và BER = 10^-9 ta có được OSNR giao động trong khoảng 17.5dB

2 Chạy mô phỏng ở tốc độ bit 40Ghz

- Đặt hệ thống hoạt động ở tốc độ bit 40Ghz

- Do hoạt động ở tốc độ cao nên khoảng cách truyền dẫn ngắn ta đặt vòng lặp bằng 1 ( ứng với khoảng cách truyền dẫn 70km) tiến hành chạy mô phỏng

Xác định khoảng cách truyền đẫn giới hạn BER = 10 ^-9

- Chạy mô phỏng và đưa ra kết quả ở cửa sổ report

- Ứng với BER = 10^-9 như yêu cầu đề bài vòng lặp là 1,5 tương ứng với khoảng cách truyền dẫn là 100-105km- Tại BER = 10^-9 ta có OSNR = 23dB

• Tốc độ dữ liệu hoặc độ rộng băng tần của kênh truyền.

• Tỉ số lỗi bít (BER) hoặc tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) yêu cầu.Đứng trên phương diện nhà thiết kế cần nắm được chắc các vấn đề liên quan trên các thông số của các thiết bị thuộc hệ thống để có cách thay đổi và hiệu chỉnh hệ thống sao cho phù hợp nhất với nhu cầu và mục đích

sử dụng