SỬ DỤNG PHẦN mềm OPTISYSTEM 7 mô PHỎNG hệ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM GHÉP KÊNH 16 bước SÓNG

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG  BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ VIỄN THÔNG LAB1 : SỬ DỤNG PHẦN MỀM OPTISYSTEM MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM GHÉP KÊNH 16 BƯỚC SÓNG GVHD : PGS.TS NGUYỄN VĂN TUẤN LAB1: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG WDM GHÉP 16 BƯỚC SÓNG I.Giới thiệu: Bài lab sử dụng phần mềm Optisystem làm công cụ mô hệ thống thông tin quang ghép kênh theo bước sóng (WDM) Từ sở lý thuyết thông tin sợi quang , điều chỉnh thông số hệ thống để đạt kết thoả mãn yêu cầu hệ thống thông tin quang thực tế sau: - Cơng suất thu: Pr = -20 dBm ÷ -10dBm - Tỉ lệ lỗi bit : BER = 10-18 ÷ 10-12 - Hệ số phẩm chất : Q ≥ II.Thông số kĩ thuật : - Ghép 16 kênh (WDM) - Tốc độ Bit : thay đổi để khảo sát - Cự ly truyền dẫn 60km/loop - SMF có độ dài 50km DCF có độ dài 10km - Sử dụng khuếch đại EDFA sơ đồ III.Các bước tiến hành: Xây dựng cấu hình tiêu biểu hệ thống thông tin sợi quang WDM gồm phần phát, kênh truyền dẫn phần thu Lắp đặt thiết bị đo kiểm tra thông số hệ thống gồm máy đo công suất đo phổ đầu ra máy phát, đầu vào sợi quang, đầu vào máy thu, thiết bị đo BER, Q, độ mở mắt máy thu Đặt thông số làm việc hệ thống: - Tốc độ bít liệu : khảo sát đường truyền sử dụng mã NRZ với tốc độ bit thay đổi - Công suất phát : thay đổi từ -4dBm đến 4dBm - Bước sóng làm việc laser phát : Hệ thống ghép 16 kênh ứng với 16 bước sóng khác với ∆f = 0.2 THz - Chiều dài sợi quang : Thiết kế với loop , độ dài loop 60km Suy tuyến thiết kế 360km Mỗi loop sử dụng sợi SMF có độ dài 50km với độ suy hao 0.2 dB/km độ tán sắc 16.75 ps/nm/km sợi DCF dài 10km với độ suy hao 0.5dB/km độ tán sắc -83.75 ps/nm/km Từ chiều dài độ tán sắc hai loại sợi ta nhận thấy,đường truyền đảm bảo điều kiện bù tác sắc : D1*L1 = D2*L2 Chạy phần mềm Optiwave Ghi lại kết thể thiết bị đo đạc Thay đổi thông số hệ thống gồm: - Cơng suất phát - Tốc độ bít liệu Thực lại bước bước Nhận xét, so sánh, đánh giá kết tương ứng lần thí nghiệm III.Kết mơ phỏng: Ở đây, ta khảo sát kênh đầu kênh kênh 1.Bảng thống kê : (đính kèm file excel) 2.Kết mơ ứng với tốc độ bit cố định : (thay đổi công suất vào) - Khảo sát với tốc độ bit Rb = 1Gb , công suất vào thay đổi từ -4dBm đến dBm : Từ kết mô ta lập bảng thông số sau: Ptx -4 -3 -2 -1 Pr BER1 -15.03 -14.945 -14.841 -14.713 -14.557 -14.369 -14.143 -13.874 -13.557 BER8 7.03E-09 8.08E-11 2.53E-13 3.03E-16 1.89E-20 2.13E-25 2.10E-30 1.78E-38 6.27E-47 Q1 6.01E-09 5.55E-11 1.53E-13 2.50E-16 6.94E-20 1.27E-23 1.80E-29 5.77E-34 9.60E-40 5.56 6.3 7.13 9.12 10.28 11.34 12.86 14.3 Q8 5.64 6.4 7.24 8.065 9.01 9.91 11.17 12.05 13.1 *Pt = -4 dBm *Pt = -3dBm *Pt = -2dBm *Pt = -1dBm *Pt = dBm *Pt = 1dBm *Pt = 2dBm *Pt = 3dBm *Pt = dBm - Đồ thị : + Đồ thị biểu diễn mối quan hệ công suất vào công suất ra: Pr -12.5 -13 -13.5 Pr -14 -14.5 -15 -15.5 -5 -4 -3 -2 -1 + Đồ thị biểu diễn quan hệ BER công suất vào: -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 -22 -24 -26 -28 -30 -32 -34 -36 -38 -40 -42 -44 -46 -48 -50 LOG(BER1) LOG(BER8) -5 -4 -3 -2 -1 + Đồ thị biểu diễn mối quan hệ hệ số phẩm chất công suất vào : 16 15 14 13 12 11 10 Q1 Q8 -5 -4 -3 -2 -1 + Đồ thị biễu diễn quan hệ BER1 Q1 : LOG10(BER1) -5 -10 -15 -20 LOG10(BER1) -25 -30 -35 -40 -45 -50 10 11 12 + Đồ thị biễu diễn quan hệ BER8 Q8 : 13 14 15 LOG10(BER8) -5 -10 -15 -20 LOG10(BER8) -25 -30 -35 -40 -45 10 11 12 + Đồ thị biểu diễn quan hệ BER công suất ngõ : 13 14 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 -22 -24 -26 -28 -30 -32 -34 -36 -38 -40 -42 -44 -46 -48 -50 -15.2 LOG(BER1) LOG(BER8) -15 -14.8 -14.6 3.Khi thay đổi tốc độ bit : -14.4 -14.2 -14 -13.8 -13.6 -13.4 Thay đổi tốc độ bit Rb = 2Gb , 3Gb, 4Gb , 5Gb , 6Gb , 7Gb , 8Gb , 9Gb , 10Gb ta thu bảng số liệu tương ứng ( đính kèm ) Từ vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ BER với P t ứng với tốc độ bit khác : -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 -22 -24 -26 -28 -30 -32 -34 -36 -38 -40 -42 -44 -46 -48 -50 1Gb 2Gb 5Gb 10Gb -5 -4 -3 -2 -1 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ BER Pt ứng với tốc độ bit khác IV.Nhận xét: Qua đồ thị biểu diễn quan hệ đại lượng ta nhận thấy: 1.Ứng với tốc độ bit cố định , tăng công suất phát cơng suất thu tăng , hệ số phẩm chất tăng ( tức tỉ lệ lỗi bit giảm ) 2.Khi tốc độ bit tăng tỉ lệ lỗi bit tăng , hệ số phẩm chất giảm ( với tốc độ bit 10 Gb/s tỉ lệ lỗi bit cao ) 3.Kênh có tỉ lệ lỗi bit thấp so với kênh , hệ số phẩm chất Q tốt so với kênh f8 > f1 4.Hệ số phẩm chất Q tăng tương ứng với tỉ lệ lỗi bit giảm Độ nhạy máy thu ứng với tỉ lệ lỗi bit cho phép BER = 10 -11 -14.9 dBm ( với tốc độ bit 1Gb) V.Kết luận: - Muốn tăng hệ số phẩm chất hệ thống ( tức giảm tỉ lệ lỗi bit ) ta tăng cơng suất phát Tuy nhiên tăng công suất phát lên cao gây hiệu ứng phi tuyến dải động máy thu khơng đáp ứng Vì tuỳ thuộc vào giá trị BER cho phép mà ta chọn thơng số thích hợp -Ứng với cơng suất phát , hệ thống có tốc độ bit cao có hệ số phẩm chất nhỏ ( tức tỉ lệ lỗi bit tăng ) Điều hệ thống có tốc dộ bit cao chịu nhiều ảnh hưởng tán sắc tốc độ bit cao băng thơng u cầu phải rộng làm cho loại nhiễu tăng lên - Để giảm tượng tán sắc gây suy hao nhiễu ,ta sử dụng sợi bù tán sắc - Trong hệ thống thơng tin quang suy hao tín hiệu đường truyền nhiễu xuất làm tín hiệu thu đầu thu không mong muốn đặc biệt đường truyền có cự ly dung lượng lớn - Đối với tượng suy hao đường truyền ta sử dụng khuếch đại EDFA…tuy nhiên tùy thuộc vào độ dài đường truyền mà lựa chọn khuếch đại có độ lợi hợp lý để đầu thu hoạt động tốt Ngoài sử dụng EDFA phát sinh nhiễu phát xạ tự phát gây ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu ... MƠ PHỎNG HỆ THỐNG WDM GHÉP 16 BƯỚC SĨNG I.Giới thiệu: Bài lab sử dụng phần mềm Optisystem làm công cụ mô hệ thống thông tin quang ghép kênh theo bước sóng (WDM) Từ sở lý thuyết thông tin sợi quang. .. tiêu biểu hệ thống thông tin sợi quang WDM gồm phần phát, kênh truyền dẫn phần thu Lắp đặt thiết bị đo kiểm tra thông số hệ thống gồm máy đo công suất đo phổ đầu ra máy phát, đầu vào sợi quang, ... chỉnh thông số hệ thống để đạt kết thoả mãn yêu cầu hệ thống thông tin quang thực tế sau: - Cơng suất thu: Pr = -20 dBm ÷ -10dBm - Tỉ lệ lỗi bit : BER = 10-18 ÷ 10-12 - Hệ số phẩm chất : Q ≥ II.Thông