DE CUONG ths tien hung DA SUA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUY NHƠN - NGUYỄN TIẾN HƯNG ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN QUANG ĐƯỜNG DÀI DUNG LƯỢNG LỚN SỬ DỤNG CÁC ĐỊNH DẠNG ĐIỀU CHẾ TIÊN TIẾN (Long-haul high-capacity transmissions using advanced modulation formats) Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thơng Mã sơ: 60 520 208 Khóa: K19 (2016-2018) Người hướng dẫn: TS Nguyễn Tấn Hưng QUY NHƠN – 12/2017 NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN QUANG ĐƯỜNG DÀI DUNG LƯỢNG LỚN SỬ DỤNG CÁC ĐỊNH DẠNG ĐIỀU CHẾ CAO CẤP (Long-haul high-capacity transmissions using advanced modulation formats) I MỞ ĐẦU: Lý chọn đề tài: Lưu lượng liệu mạng thông tin tăng lên nhanh chóng phát triển khơng ngừng dịch vụ băng rộng video chất lượng cao hay điện toán đám mây (cloud computing) trung tâm liệu (datacenter); bên cạnh phát triển không ngừng dung lượng truyền tải mạng Internet băng rộng mạng di động 3G, 4G, 5G Theo thống kê, lưu lượng liệu mạng Internet băng rộng tăng 50% năm Trong hệ thống thông tin quang ngày nay, kỹ thuật ghép kênh phân chia bước sóng WDM (Wavelength-Division Multiplexing) dùng để truyền tải liệu bước sóng khác sợi quang nhằm tăng dung lượng truyền dẫn Trong thực tế, bước sóng WDM 40Gbps thương mại hóa từ năm 2005, bước sóng WDM 100Gbps thương mại hóa từ năm 2010 dần phổ biến toàn giới; kèm kĩ thuật truyền tải liệu tiến tiến OTN, 100GE thương mại hóa rộng rãi không đáp ứng đủ yêu cầu vô lớn băng thông truyền dẫn nêu Điều đặt nhu cầu cấp thiết cần phải nâng cao dung lượng truyền dẫn bước sóng quang để tăng cách đáng kể dung lượng truyền dẫn cho hệ thống thông tin quang hệ Xu hướng đặt yêu cầu băng thông vô lớn đến mạng truyền dẫn cáp quang Tuy nhiên, băng thông hữu hạn sợi quang, hệ thống thông tin quang cạn kiệt nguồn bước sóng, gây tình trạng nghẽn mạch mạng thơng tin Vì vậy, việc nghiên cứu thành công việc sử dụng định dạng điều chế tín hiệu tiên tiến định dạng điều chế nhiều mức (multi-level modulation formats) hay M-QAM (M-Quadrature Amplitude Modulation) tăng hiệu suất sử dụng phổ, nâng cao băng thông truyền dẫn hệ thống thông tin quang đường dài đóng vai trò quan trọng cho hệ thống thông tin quang hệ Tổng quan tình hình nghiên cứu đề tài: Hiện nay, nước ngồi nước có nhiều đề tài nghiên cứu điều chế tín hiệucao cấp, bước sóng dung lượng cao ứng dụng hệ thống thông tin quang đường dài Tuy nhiên nghiên cứu chuyên sâu vào vấn đề chưa thể khả sử dụng kết hợp với để xây dựng đượng hệ thống thông tin quang đường dài có dung lượng cao Bên cạnh đó, nghiên cứu trước chủ yếu phân tích lý thuyết, chưa có nhiều nghiên cứu mơ phần mềm chuyên dụng với thông số cáp quang thực tế để đánh giá, tối ưu hồn thiện thiết kế Việc nghiên cứu thiết kế hệ thống truyền dẫn quang đường dài sử dụng khuyếch đại Raman cho điều chế tín hiệu tiên tiến mơ thiết kế phần mềm chuyên dụng đem tới nhìn rõ ràng hơn, góp phần cụ thể hóa thiết kế dễ dàng tối ưu, tinh chỉnh để dễ dàng áp dụng nghiên cứu vào thực tế Mục tiêu và nội dung nghiên cứu: a) Mục tiêu: - Phát triển thu phát (gồm điều chế giải điều chế) tín hiệu M-QAM (QPSK, 16QAM, 64QAM) sử dụng cơng nghệ thu quang kết hợp dùng sử lý tín hiệu số (digital coherent receiver) với dung lượng 100 Gbps, 400 Gbps Tbps kênh; - Nghiên cứu hệ thống truyền dẫn tín hiệu quang khoảng cách dài (trên 1000 km) dung lượng lớn (hàng Tbps) sử dụng định dạng điều chế M-QAM b) Nội dung nghiên cứu: Để nghiên cứu điều chế tín hiệu tiên tiến hệ thống thông tin quang đường dài hệ thống truyền dẫn WDM nhằm nâng cao dung lượng toàn hệ thống, thách thức nội dung đặt trình nghiên cứu lĩnh vực là: - Nguyên cứu, mô máy phát quang tín hiệu định dạng điều chế nhiều mức MQAM (QPSK, 16QAM, 64QAM) dung lượng 100 Gbps, 400 Gbps Tbps kênh; - Nguyên cứu, mô máy thu quang tín hiệu quang kết hợp dựa xử lý tín hiệu số (digital coherent receiver); - Ngun cứu, mơ khuyếch đại quang Raman phân bố băng thông rộng, hiệu cao sử dụng nhiều bơm Raman cho hệ thống truyền quang WDM khoảng cách dài - Khảo sát chất lượng hệ thống truyền dẫn WDM dung lượng lớn, khoảng cách dài dùng thu phát khuếch đại nghiên cứu Đôi tượng và phạm vi nghiên cứu: a) Đối tượng nghiên cứu: - Các định dạng điều chế nhiều mức M-QAM QPSK, 16QAM, 64QAM; - Các kỹ thuật ghép kênh tiên tiến OFDM, Nyquist WDM; - Máy thu phát tín hiệu quang cho định dạng điều chế nhiều mức M-QAM; - Bộ khuyếch đại Raman phân bố băng rộng phương pháp sử dụng kết hợp với khuyếch đại EDFA; - Hệ thống truyền dẫn truyền dẫn quang WDM dung lượng 1Tbps, đường truyền dài 1000 km b) Phạm vi nghiên cứu - Các hệ thống thông tin quang đường trục dung lượng lớn, khoảng cách dài; - Các định dạng điều chế M-QAM; - Các hệ thống cấu hình truyền sử dụng khuếch đại Raman phân bố; - Các phương pháp phân tích, thiết kế, mơ phỏng, tối ưu hóa hoạt động hệ thống truyền dẫn quang đường dài Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu phân tích lý thuyết nguyên lý hoạt động hệ thống truyền dẫn quang đường dài 1000 km, dung lượng 1Tbps dùng khuyếch đại Raman cho phương pháp điều chế tín hiệu tiên tiến M-QAM - Mơ tối ưu hóa hệ thống thông qua phần mềm mô chuyên dụng đại II NỘI DUNG CHÍNH CỦA LUẬN VĂN: Chương 1: Tổng quang hệ thống thông tin quang Chương 2: Máy phát thu tín hiệu định dạng điều chế nhiều mức M-QAM Chương 3: Hệ thống truyền dẫn WDM sử dụng khuếch đại Raman phân bố Chương 4: Thiết kế, mô hệ thống truyền dẫn đường dài WDM dung lượng lớn sử dụng định dạng điều chế M-QAM Kết luận: Việc thiết kế thành công hệ thống đường trục WDM sử dụng định dạng điều chế tiên tiến M-QAM cho thông tin dung lượng 1Tbps, khoảng cách 1000 km giúp nâng cao cách đáng kể dung lượng truyền dẫn cho hệ thống thông tin quang hệ mới, đáp ứng nhu cầu ngày tăng cao không ngừng dung lượng truyền tải mạng Internet băng rộng mạng di động 3G, 4G, 5G Đề xuất người hướng dẫn Hướng dẫn: TS Nguyễn Tấn Hưng Giảng viên Khoa Điện tử-Viễn thông, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng III DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO: [1] Al Fiad, M.S.A.S , ”Multilevel modulation formats for robust long-haul high capacity transmission,” 01-01,2011 [2] Sergejs Makovejs, ”Multilevel modulation formats for robust long-haul high capacity transmission,” 07,2011 [3] Michael J Wale, ” Advanced Modulation Formats in Data Centre Communications,” 2nd Symposium on Optical Interconnects in Data Centres, 2309,2014 [4] Ghafour Amouzad Mahdiraji and Ahmad Fauzi Abas, ” Advanced Modulation Formats and Multiplexing Techniques for Optical Telecommunication Systems, ”2010 [5] Eugen Lach, Wilfried Idler, ” Modulation formats for 100G and beyond,” pp.268.2011 [6] Estaran Tolosa, Jose Manuel; Zibar, Darko; Tafur Monroy, Idelfonso ; Peucheret, Christophe,” Capacity-Approaching Modulation Formats for Optical Transmission Systems: Signal shaping and advanced de/muxing for efficient resource exploitation,” 1-11.2015 Người thực Nguyễn Tiến Hưng ... Jose Manuel; Zibar, Darko; Tafur Monroy, Idelfonso ; Peucheret, Christophe,” Capacity-Approaching Modulation Formats for Optical Transmission Systems: Signal shaping and advanced de/ muxing for efficient... 07,2011 [3] Michael J Wale, ” Advanced Modulation Formats in Data Centre Communications,” 2nd Symposium on Optical Interconnects in Data Centres, 2309,2014 [4] Ghafour Amouzad Mahdiraji and Ahmad... lên nhanh chóng phát triển khơng ngừng dịch vụ băng rộng video chất lượng cao hay điện toán đám mây (cloud computing) trung tâm liệu (datacenter); bên cạnh phát triển khơng ngừng dung lượng truyền