Mô phỏng tuyến thông tin quang sử dụng ghép kênh WDM và kĩ thuật mã hóa kênh NRZ (file đính kèm)

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG - - BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ VIỄN THÔNG Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS Nguyễn Văn Tuấn Sinh Viên : Trần Ngọc Đàn Trịnh Ngọc Đạt Huỳnh Phước Đức Trần Tuấn Dũng Trần Văn Dũng Nhóm : 38A Lớp : 08DT1 Đà Nẵng 2012 CHUYÊN ĐỀ VIỄN THÔNG MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG SỬ DỤNG PHẦN MỀM OPTI-SYSTEM Đề tài 2: Mô tuyến thông tin quang sử dụng ghép kênh WDM kĩ thuật mã hóa kênh NRZ Thành viên Trần Ngọc Đàn Trịnh Ngọc Đạt Huỳnh Phước Đức Trần Tuấn Dũng Trần Văn Dũng - Nhiệm vụ Mô 1-2Gbs Mô 3-4Gbs Mô 5-6Gbs Mô 7-8Gbs Mô 9-10Gbs + Tổng hợp + Matlab Thông số kĩ thuật yêu cầu Ghép 16 kênh (WDM) Tốc độ Bit : thay đổi để khảo sát Cự ly truyền dẫn 120km/loop Đóng góp 100% 100% 100% 100% 100% (Nhóm trưởng) - SMF có độ dài 100km DCF có độ dài 20km ( với bù tan sắc tương ứng) Sử dụng EDFA mắc hình vẽ Sơ đồ mơ Phân tích hệ thống Máy phát: Sử dụng diode laser phát quang ghép 16 bước sóng ( tương ứng 16 kênh ra) với tốc độ bit thay đổi để khao sát vùng hoạt động 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 : Thiết kế với loop với độ dài loop 120km => tuyến thiết kế 360km Sử dụng sợi SMF có độ dài 100km/loop với độ suy hao 0.25dB/km độ tán sắc 17ps/nm/km sợi bù tán sắc DCF có độ dài 20km với độ - suy hao 0.25dB/km bù tán sắc -85ps/nm/km Máy thu : Trước vào tách sóng quang qua giải ghép kênh để tách kênh từ đầu phát đến kênh tương ứng nhờ vào Photodiode PIN để đưa đến đo tín hiệu BER.Theo thiết kế khảo sát kênh gồm kênh kênh Mô 3.1 BẢNG THỐNG KÊ (đính kèm file excel) 3.2 Kết mô ứng với công suất phát tốc độ bit Kết kênh thu 1Gbs_-4dBm 2Gbs_-4dBm 3Gbs_-2dBm 4Gbs_-2dBm 5Gbs_-1dBm 6Gbs_-2dBm 7Gbs_-1dBm 8Gbs_-1dBm 9Gbs_-1dBm 10Gbs_-1dBm 3.3 Sử dụng Matlab để vẽ biểu đồ trực quan 3.3.1 Sử dụng GUIDE Matlab tạo giao diện chung - File mophong.m mophong.figure đính kèm - Giao diện thiết kế - Dựa vào giao diện này, thay đổi tốc độ bit công suất phát để dễ dàng có - kết Các kết mơ : đồ thị biểu diễn thay đổi công suất phát theo tốc độ bit  Tốc độ Gbs  Tốc độ Gbs  Tốc độ Gbs  Tốc độ Gbs  Tốc độ Gbs  Tốc độ Gbs  Tốc độ Gbs  Tốc độ Gbs  Tốc độ Gbs  Tốc độ 10 Gbs - Mối quan hệ thông số thu, tốc độ Bit công suất phát (graph.m)  PRx -15 -16 -17 -18 PRx Gbs PRx(dB) -19 PRx 2Gbs PRx 3Gbs PRx Gbs -20 PRx 5Gbs PRx Gbs -21 PRx Gbs PRx Gbs PRx Gbs -22 PRx 0Gbs -23 -24 -4 -3 -2  Log(BER) -1 PTx(dB) -20 -40 -60 -80 BER Gbs BER(dB) BER Gbs -100 BER3Gbs BER Gbs -120 BER Gbs BER Gbs BER Gbs -140 BER Gbs BER Gbs -160 BER 0Gbs -180 -200 -4 -3 -2 -1 PTx(dB) -2 -1 PTx(dB)  Q 30 Q Gbs Q Gbs Q Gbs 25 Q Gbs Q Gbs Q Gbs Q Gbs 20 Q Gbs Q Gbs Q 0Gbs Q 15 10 -4 -3 clc; PTx=[-4 -3 -2 -1 4]; %% Thong so PRx PRx_1Gbs=[-22.5 -22.137 -21.125 -20.1995 -19.257 -18.2555 -15.2715]; PRx_2Gbs=[-22.5 -22.1825 -21.236 -20.2695 -19.226 -18.211 -17.262 -16.2425 -17.2695 -16.222 -15.2445]; PRx_3Gbs=[-23.19 -22.207 -21.2175 -20.2295 -19.199 -18.2095 -17.2205 -16.194 -15.263]; PRx_4Gbs=[-23.149 -22.1435 -21.2045 -20.192 -19.1845 -18.187 -17.206 -16.238 -15.2175]; PRx_5Gbs=[-23.1095 -22.1345 -21.154 -20.175 -19.142 -18.1705 -17.1935 -16.205 -15.223]; PRx_6Gbs=[-23.057 -22.124 -21.144 -20.17 -19.1205 -18.146 -17.152 -16.189 -15.2365]; PRx_7Gbs=[-23.0475 -22.0765 -21.1285 -20.1605 -19.0795 -18.1095 -17.159 -16.1765 -15.2085]; PRx_8Gbs=[-23.0155 -22.0665 -21.1045 -20.1475 -19.17 -18.194 -17.188 -16.214 -15.2395]; PRx_9Gbs=[-22.971 -22.039 -21.0885 -20.1105 -19.156 -18.1675 -17.2035 -16.225 -15.245]; PRx_10Gbs=[-22.941 -22.003 -21.0475 -20.11 -19.1585 -18.177 -17.21 -16.2115 -15.2225]; figure(1); title ('Moi quan he PTx-PRx-BitRate'); plot(PTx,PRx_1Gbs,'r ','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,PRx_2Gbs,'g-o','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,PRx_3Gbs,'b ','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,PRx_4Gbs,'k-.','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,PRx_5Gbs,'y-','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,PRx_6Gbs,'m ','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,PRx_7Gbs,'c:','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,PRx_8Gbs,'r-v','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,PRx_9Gbs,'b-.','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,PRx_10Gbs,'g-x','LineWidth',2); hold on; xlabel('PTx(dB)'); ylabel('PRx(dB)'); legend ('PRx_1Gbs','PRx_2Gbs','PRx_3Gbs','PRx_4Gbs','PRx_5Gbs','PRx_6Gbs','PRx_7Gbs',' PRx_8Gbs','PRx_9Gbs','PRx_10Gbs'); grid on; %% Thong so BER BER_1Gbs=[-2.48E+01 -3.03E+01 -3.78E+01 -4.57E+01 -8.72E+01 -1.04E+02 -1.60E+02 -1.84E+02]; BER_2Gbs=[-2.21E+01 -2.72E+01 -3.26E+01 -3.86E+01 -4.54E+01 -5.39E+01 -7.74E+01 -1.07E+02]; BER_3Gbs=[-1.36E+01 -1.67E+01 -2.05E+01 -2.52E+01 -3.34E+01 -4.10E+01 -5.90E+01 -7.67E+01]; BER_4Gbs=[-9.66E+00 -1.21E+01 -1.48E+01 -1.81E+01 -2.39E+01 -2.89E+01 -4.36E+01 -5.64E+01]; BER_5Gbs=[-8.26E+00 -1.03E+01 -1.32E+01 -1.64E+01 -2.04E+01 -3.47E+01 -4.69E+01 -6.83E+01]; BER_6Gbs=[-9.28E+00 -1.19E+01 -1.46E+01 -1.82E+01 -2.21E+01 -2.84E+01 -4.87E+01 -6.41E+01]; BER_7Gbs=[-7.44E+00 -9.33E+00 -1.18E+01 -1.48E+01 -1.89E+01 -2.31E+01 -3.70E+01 -4.19E+01]; BER_8Gbs=[-7.28E+00 -9.03E+00 -1.12E+01 -1.34E+01 -1.63E+01 -1.96E+01 -2.38E+01 -2.95E+01]; BER_9Gbs=[-4.84E+00 -5.89E+00 -7.15E+00 -8.99E+00 -1.09E+01 -1.33E+01 -2.08E+01 -2.68E+01]; BER_10Gbs=[-5.69E+00 -6.85E+00 -8.27E+00 -9.75E+00 -1.18E+01 -1.66E+01 -2.03E+01 -2.45E+01]; -1.15E+02 -7.60E+01 -5.31E+01 -3.31E+01 -2.78E+01 -3.67E+01 -2.82E+01 -2.21E+01 -1.66E+01 -1.41E+01 figure(2); title ('Moi quan he PTx-BER-BitRate'); plot(PTx,BER_1Gbs,'r ','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,BER_2Gbs,'g-o','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,BER_3Gbs,'b ','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,BER_4Gbs,'k-.','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,BER_5Gbs,'y-','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,BER_6Gbs,'m ','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,BER_7Gbs,'c:','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,BER_8Gbs,'r-v','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,BER_9Gbs,'b-.','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,BER_10Gbs,'g-x','LineWidth',2); hold on; xlabel('PTx(dB)'); ylabel('BER(dB)'); legend ('BER_1Gbs','BER_2Gbs','BER_3Gbs','BER_4Gbs','BER_5Gbs','BER_6Gbs','BER_7Gbs',' BER_8Gbs','BER_9Gbs','BER_10Gbs'); grid on; %% Thong so Q %% Thong so BER Q_1Gbs=[10.221345 11.320685 12.73265 13.832 19.175 20.698 22.23 24.8 26.35]; Q_2Gbs=[9.415075 10.745 11.78115 12.86 13.97435 15.1821 18.07965 18.22735 21.2067]; Q_3Gbs=[7.9275 8.325 9.2995 10.345 12.0616 13.4217 15.36125 16.19645 18.51535]; Q_4Gbs=[6.15 6.9849 7.81 8.69 10.10055 11.16865 11.94845 13.77365 15.6893]; Q_5Gbs=[5.5795 6.32 7.26 8.165 9.1935 10.80195 12.17385 14.1653 17.09035]; Q_6Gbs=[6.015 6.928 7.755 8.73 9.6894 11.051 12.53895 14.4072 16.4856]; Q_7Gbs=[5.295 6.035 6.905 7.81 8.925 9.945 11.05 12.66 13.3773]; Q_8Gbs=[5.2415 5.935 6.715 7.421 8.2335 9.095 9.7075 10.08 11.285]; Q_9Gbs=[4.6 4.565 5.135 5.873 6.56 7.323 8.295 9.37 10.71]; Q_10Gbs=[4.5 5.03 5.6115 6.17 6.85 7.559 8.2685 9.235 10.2325]; figure(3); title ('Moi quan he PTx-Q-BitRate'); plot(PTx,Q_1Gbs,'r ','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,Q_2Gbs,'g-o','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,Q_3Gbs,'b ','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,Q_4Gbs,'k-.','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,Q_5Gbs,'y-','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,Q_6Gbs,'m ','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,Q_7Gbs,'c:','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,Q_8Gbs,'r-v','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,Q_9Gbs,'b-.','LineWidth',2); hold on; plot(PTx,Q_10Gbs,'g-x','LineWidth',2); hold on; xlabel('PTx(dB)'); ylabel('Q'); legend ('Q_1Gbs','Q_2Gbs','Q_3Gbs','Q_4Gbs','Q_5Gbs','Q_6Gbs','Q_7Gbs','Q_8Gbs','Q_9Gb s','Q_10Gbs'); grid on; - - - Nhận xét : - Kết mô kênh ( kênh kênh 8) cho kết khác truyền điều kiện truyền dẫn Tuy nhiên để đơn giản q trình thí nghiệm đánh giá kết ta lấy giá trị trung bình thơng số kênh - Xét tốc độ bít : + Khi cơng suất phát tăng cơng suất thu tăng, Q tăng BER giảm -> chất lượng tín hiệu tốt - Xét công suất phát : + Nếu tốc độ bít tăng BER tăng, Q giảm + Tốc độ phát tăng nhiên công suất thu thay đổi khác không đáng kể(theo đồ thị công suất thu công suất phát ứng với tốc độ bít khác nhau) Sự thay đổi tốc độ bít ảnh hưởng chủ yếu đến BER Q + 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 thơng tin sợi quang có độ nhạy tốt Xác định độ nhạy máy thu BER =10^-12 tốc độ bít 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 cơng suất đầu vào phải đủ lớn Mơ hình tuyến thơng tin quang phù hợp với tốc độ bit nằm khoảng từ 5Ghz đến 7Ghz Vì thay đổi cơng 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 Đối với việc thay đổi tốc độ bit cần xét cấu hình phù hợp với yêu cầu để đưa tốc độ hợp lí tốc độ bit lớn làm giảm chất lượng hệ thống, méo giảm tín hiệu đầu thu truyền dẫn tốc độ bit thấp không tận dụng hết dung lượng hệ thống  ...CHUYÊN ĐỀ VIỄN THÔNG MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG SỬ DỤNG PHẦN MỀM OPTI-SYSTEM Đề tài 2: Mô tuyến thông tin quang sử dụng ghép kênh WDM kĩ thuật mã hóa kênh NRZ Thành viên Trần Ngọc... 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 : Thiết kế với loop với độ dài loop 120km => tuyến thiết kế 360km Sử dụng sợi... Trần Tuấn Dũng Trần Văn Dũng - Nhiệm vụ Mô 1-2Gbs Mô 3-4Gbs Mô 5-6Gbs Mô 7-8Gbs Mô 9-10Gbs + Tổng hợp + Matlab Thông số kĩ thuật yêu cầu Ghép 16 kênh (WDM) Tốc độ Bit : thay đổi để khảo sát Cự