MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG WDMPON SỬ DỤNG LASER ĐA MODE

Hệ thống sử dụng laser đa mode FabryPerot kết hợp sử dụng bộ khuếch đại RSOA để điều chế tín hiệu hướng xuống và sử dụng bộ khuếch đại WSOA kết hợp với bộ điều chế EAM để điều chế tín hiệu hướng lên mục đích giảm chi phí so với cấu trúc WDMPON truyền thống.Hệ thống sử dụng laser đa mode FabryPerot kết hợp sử dụng bộ khuếch đại RSOA để điều chế tín hiệu hướng xuống và sử dụng bộ khuếch đại WSOA kết hợp với bộ điều chế EAM để điều chế tín hiệu hướng lên mục đích giảm chi phí so với cấu trúc WDMPON truyền thống.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BỘ MÔN VIỄN THƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP MƠ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG WDM-PON SỬ DỤNG LASER ĐA MODE GVHD: TS Phạm Quang Thái SVTH: Lê Quang Phan An 41100009 Dương Nguyễn Thành Thái 41103164 Tp.Hồ Chí Minh, 05/01/2016 Nội dung Giới thiệu đề tài Lý thuyết Hệ thống WDM-PON sử dụng laser đa mode Kết luận - Hướng phát triển Giới thiệu đề tài Cần phải nghiên cứu thiết kế hệ Nhu cầu tốc độ thống thông tin sử dụng công nghệ băng thông hệ thống truyền dẫn thông tin ngày tăng WDM-PON giải pháp hồn hảo Cơng nghệ truyền dẫn TDM-PON đạt đến giới hạn nhờ dung lượng lớn, tính bảo mật cao linh hoạt Tuy nhiên khó khăn thách thức việc triển khai Giới thiệu đề tài Hệ thống sử dụng laser đa mode Fabry-Perot kết hợp sử dụng khuếch đại RSOA để điều chế tín hiệu hướng xuống sử dụng khuếch đại WSOA kết hợp với điều chế EAM để điều chế tín hiệu hướng lên mục đích giảm chi phí so với cấu trúc WDM-PON truyền thống Hình 1: sơ đồ hệ thống Giới thiệu đề tài Đóng góp luận văn: Đề xuất giải pháp giảm thiểu chi phí việc triển khai hệ thống WDM-PON thực tế Thiết kế mô thành công hệ thống WDM-PON sử dụng laser đa mode Fabry-perot kết hợp tái điều chế tín hiệu đường xuống sử dụng WSOA EAM Phân tích ảnh hưởng chiều dài, tốc độ downstream, tốc độ upstream lên BER dùng phương pháp Factorial Nội dung Giới thiệu đề tài Lý thuyết Hệ thống WDM-PON Laser Fabry-perot SOA Hệ thống WDM-PON ● ● Sự kết hợp công nghệ WDM PON Mỗi ONU sử dụng bước sóng riêng cho uplink downlink Hình 2: Hệ thống WDM-PON Hệ thống WDM-PON ● Ưu điểm ○ ○ ○ ● Băng thông lớn Bảo mật cao Dễ dàng nâng cấp Nhược điểm ○ ○ Quản lý bước sóng phức tạp Chi phí lắp đặt cao → Phương pháp sử dụng laser đa mode kết hợp sử dụng khuếch đại RSOA Laser Fabry perot • Cấu tạo & nguyên lý hoạt đông λ= q.(2n/L) (1) λ: Bước sóng q: Số tự nhiên n: Chiết suất lớp tích cực L: Chiều dài hốc cộng hưởng Hình 3: Cấu tạo laser Fabry Perot Laser Fabry perot ● Đặc tính phổ ○ Ánh sáng ngõ laser Fabry-Perot giới hạn mode nằm độ rộng phổ đường cong khuếch đại 10 Hình 4:Phổ Laser Fabry Perot Phân tích đáp ứng hệ thống WDM-PON kênh sử dụng mã NRZ • • Mơ hình tốn hệ thống Uplink channel Phương trình: • Logberup2=-3,012+0,007.L+0,281.D-0,007.U-0,236.L.D+0,130.D.U+0,127.L.D.U 37 Phân tích đáp ứng hệ thống WDM-PON kênh sử dụng mã NRZ • • Mơ hình tốn hệ thống Uplink channel Thể yếu tố ảnh hưởng đáng kể đến BERup2 38 Hình 22: yếu tố ảnh hưởng lên BER up2 Phân tích đáp ứng hệ thống WDM-PON kênh sử dụng mã NRZ • Tối ưu hệ thống Việc tối ưu hệ thống tương tự việc kiểm tra lại phương trình ta xây dưng lại có xác hay khơng cách ta dưa vào chương trình minitab tính tốn thơng số BERchannel= 10 -3 (theo tiêu chuẩn International Telecommunication  Union  -Telecommunication Standardization Sector (ITU -T), G.709 : Interfaces for the optical transport network, 2012 )thì yếu tố bitrateup, bitratedown length sau ta lấy giá trị thông số mô lại optisystem Nếu BER ta nhận gần -3 10 có nghĩa phương trình ta xây dựng đáng tin cậy 39 Phân tích đáp ứng hệ thống WDM-PON kênh sử dụng mã NRZ • Tối ưu hệ thống • Kết tối ưu hệ thống down1 40 Hình 23: kết tối ưu down1 Phân tích đáp ứng hệ thống WDM-PON kênh sử dụng mã NRZ • Tối ưu hệ thống Kiểm nghiệm kết tối ưu mô phỏng: BERdown1=0.000951138 Log(BER) = log(0.000951138) = -3.022 Kiểm nghiệm kết tối ưu mơ hình tốn: Logberdown1= -3,075+0,112.L+0,436.D-0,005.U-0,012.L.D-0,005.L.U-0,009.D.U+0,008.L.D.U = -3 41 Phân tích đáp ứng hệ thống WDM-PON kênh sử dụng mã NRZ • Tối ưu hệ thống • Kết tối ưu hệ thống up1 42 Phân tích đáp ứng hệ thống WDM-PON kênh sử dụng mã NRZ • Tối ưu hệ thống Kiểm nghiệm kết tối ưu mô phỏng: BERup1=0.00127351 Log(BER) = log(0.00127351) = -2.9 Kiểm nghiệm kết tối ưu mơ hình tốn: Logberup1= -2,459+0,055.L+0,114.D+0,131.U-0.042.L.D+0.070.L.U-0,120.D.U+0,050.L.D.U=-3 43 Phân tích đáp ứng hệ thống WDM-PON kênh sử dụng mã NRZ • Tối ưu hệ thống • Kết tối ưu hệ thống up2 44 Phân tích đáp ứng hệ thống WDM-PON kênh sử dụng mã NRZ • Tối ưu hệ thống Kiểm nghiệm lại mô optisystem ta kết quả: BER=0.001264 Log(BER) = log(0.001264) = -2.9 Kiểm nghiệm kết tối ưu mơ hình tốn: Logberup =-3,012+0,007.L+0,281.D-0,007.U-0,236.L.D+0,130.D.U+0,127.L.D.U=-3,0031 45 Nội dung Giới thiệu đề tài Lý thuyết Hệ thống WDM-PON sử dụng laser đa mode Kết luận - Hướng phát triển 46 ➢ ➢ ➢ Kết luận Ưu điểm: Đề xuất, phân tích phương pháp thiết kế mạng WDM-PON việc thực laser đa mode kết hợp với bơ lọc Bessel => hệ thống hồn tồn thay hệ thống TDM-PON Giúp nhà cung cấp tìm tốc độ bit chiều dài tương ứng thơng qua phương trình tối ưu kênh Cho thấy với kênh luồng tín hiệu yếu tố ảnh hưởng lớn hay nhỏ lên hệ thống 47 Kết luận Nhược điểm: ➢ Kết dừng lại mơ phỏng, cần kiểm chứng thêm ngồi thực tế 48 Hướng phát triển ➢ Khảo sát hệ thống có thêm mã sửa lỗi sai đường truyền ➢ Khảo sát ghép thêm bước sóng 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] N Ansari and J Zhang, Media Access Control and Resource Allocation: For Next Generation Passive Optical Networks, SpringerBriefs in Applied Sciences and Technology, DOI 10.1007/978-1-4614-3939-4 2, 2013 [2] High Performance, Low Cost, Colorless ONU for WDM-PON, Ryohei Urata, Cedric Lam, Hong Liu, and Chris Johnson [3] Quang Minh, “Cơng nghệ chuẩn hóa mạng quang thụ động”, 2006 [4] Cedric F Lam, “Passive optical networks: principles and practice”, Academic Press, ISBN-13: 978-0-12-373853-0, 2007 [5] Đỗ Sinh Trường, Luận văn thạc sĩ khoa học ngành “Xử lý thông tin truyền thông chất lượng dịch vụ mạng IP WDM”, 2008 [6] Kỹ thuật thông tin quang 1, TS Lê Quốc Cường, THS Đổ Văn Việt Em, THS Phạm Quốc Hợp [7] KEYMILE International GmbH, “White Paper AON vs PON – A comparison of two optical access network technologies and the different impact on operations”, Europaring F15 202 2345 Brunn am Gebirge, Austria, 2008-05-26 [8] Arrayed Waveguide Gratings- Research Centre for Microtechnology [9] Electroabsorption Modulators-R.Sankaralingam EE 698 [10] Franz Keldysh effect C Kittel, "Introduction to Solid State Physics", Wiley (1996) [11] A G.709 Optical Transport Network Tutorial by Guylain Barlow 50 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BỘ MÔN VIỄN THÔNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG WDM-PON SỬ DỤNG LASER ĐA MODE GVHD: TS Phạm Quang Thái SVTH: Lê Quang Phan An 41100009 Dương Nguyễn Thành Thái 41103164 Tp.Hồ Chí Minh, 05/01/2016 51 ... thuyết Hệ thống WDM-PON sử dụng laser đa mode Kết luận - Hướng phát triển Giới thiệu đề tài Cần phải nghiên cứu thiết kế hệ Nhu cầu tốc độ thống thông tin sử dụng công nghệ băng thông hệ thống. .. đồ giải thuật Sơ đồ mô Kết mô với trường hợp cụ thể Phân tích đáp ứng hệ thống WDM-PON kênh sử dụng mã NRZ o o o Thu thập số liệu Mơ hình tốn hệ thống Tối ưu hệ thống 14 Hệ thống WDM-PON channel... sơ đồ hệ thống Giới thiệu đề tài Đóng góp luận văn: Đề xuất giải pháp giảm thiểu chi phí việc triển khai hệ thống WDM-PON thực tế Thiết kế mô thành công hệ thống WDM-PON sử dụng laser đa mode