Khảo sát đặc tính hệ thống RoF-WDM sử dụng khuếch đại quang EDFA và máy thu Coherence.PDF

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN VĂN THIỆN KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH HỆ THỐNG RoF-WDM SỬ DỤNG KHUẾCH ĐẠI QUANG EDFA VÀ MÁY THU COHERENCE Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 60.52.02.03 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2018 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Văn Tuấn Phản biện 1: TS Nguyễn Duy Nhật Viễn Phản biện 2: TS Trần Thanh Trúc Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật điện tử họp Trường Đại học Bách Khoa vào ngày 29 tháng năm 2018 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách khoa - Thư viện Khoa Kỹ thuật điện, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN MỞ ĐẦU Lí lựa chọn đề tài Thông tin vô tuyến ngày phát triển mạnh mẽ không ngừng phát triển tiến khoa học công nghệ Những ưu điểm vượt trội thơng tin vơ tuyến mang lại, đạt tính di động cao mà kỹ thuật hữu tuyến có Mặt khác với phát triển mạng truy nhập băng thơng rộng mạng truy nhập vô tuyến bắt đầu lộ nhược điểm, tốc độ thấp, vùng phủ sóng hẹp băng thơng thấp Để khắc phục nhược điểm đó, phương pháp sử dụng kỹ thuật Radio over Fiber (RoF), với ưu điểm băng thông lớn cự ly xa, tảng cho mạng truy nhập không dây băng thông rộng tương lai Việc kết hợp kỹ thuật RoF-WDM sử dụng khuếch đại EDFA cho phép gia tăng dung lượng khoảng cách truyền dẫn hệ thống Đồng thời kết hợp máy thu Coherence giúp nâng cao độ nhạy chọn kênh môi trường phân phối đa kênh Với ưu điểm vượt trội tơi định chọn đề tài “Khảo sát đặc tính hệ thống RoF-WDM sử dụng khuếch đại quang EDFA máy thu Coherence” để làm luận văn tốt nghiệp Đề tài giúp khảo sát đặc tính hệ thống, từ đưa thơng số cần thiết để sử dụng hệ thống tốt Mục tiêu nghiên cứu - Khảo sát đặc tính hệ thống RoF-WDM sử dụng khuếch đại quang EDFA máy thu Coherence - Khảo sát phương pháp tăng số kênh truyền, dung lượng đảm bảo chất lượng tín hiệu đường truyền - Xây dựng mơ hình đánh giá kết Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu - Kỹ thuật truyền dẫn tín hiệu vơ tuyến qua sợi quang (RoF) - Hệ thống RoF sử dụng khuếch đại quang EDFA máy thu Coherence - Các thông số nhiễu ảnh hưởng đến hệ thống - Khảo sát đánh giá kết Phạm vi nghiên cứu Khảo sát tính tốn thơng số nhiễu, ảnh hưởng số kênh, hệ số khuếch đại, công suất phát đến SNR BER hệ thống Mô đưa số kênh tối đa với thông số đầu vào hệ số khuếch đại, cơng suất dao động nội, vị trí đặt khuếch đại Phƣơng pháp nghiên cứu luận văn Từ kiến thức tìm hiểu thơng qua lý thuyết, đọc tài liệu, tham khảo báo khoa học, tổng hợp kiến thức, xây dựng lưu đồ thuật toán tiến hành mô phần mềm Matlab Ý nghĩa khoa học thực tiễn Hệ thống truyền dẫn tín hiệu vơ tuyến qua sợi quang sử dụng khuếch đại quang EDFA máy thu Coherence kỹ thuật giới quan tâm Mang tính cấp thiết thực tế cải thiện đáng kể chất lượng tín hiệu đường truyền, làm tăng dung lượng khoảng cách truyền dẫn Từ ứng dụng vào truyền thông tin đến vùng xa xôi tổ quốc biên giới, biển đảo Việt Nam Cấu trúc luận văn Luận văn trình bày gồm chương: - Chương 1: Tổng quan kỹ thuật truyền dẫn tín hiệu vơ tuyến qua sợi quang (RoF) - Chương 2: Hệ thống RoF sử dụng máy thu Coherence khuếch đại quang EDFA - Chương 3: Mơ hình khảo sát hệ thống RoF-WDM thông số nhiễu ảnh hưởng đến hệ thống - Chương 4: Khảo sát đặc tính hệ thống đánh giá kết CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU VƠ TUYẾN QUA SỢI QUANG (RoF) 1.1 GIỚI THIỆU CHƢƠNG 1.2 KỸ THUẬT ROF 1.2.1 Khái niệm Kỹ thuật RoF phương pháp truyền dẫn tín hiệu vơ tuyến điều chế sợi quang RoF sử dụng tuyến quang có độ tuyến tính cao để truyền dẫn tín hiệu RF (analog) đến trạm thu phát 1.2.2 Hệ thống RoF Hình 1.1: Mơ hình hệ thống RoF tiêu biểu 1.3 ƢU, NHƢỢC ĐIỂM CỦA KỸ THUẬT ROF 1.3.1 Ƣu điểm 1.3.2 Nhƣợc điểm 1.4 ỨNG DỤNG CỦA KỸ THUẬT ROF 1.5 TỔNG QUAN KỸ THUẬT ROF-WDM 1.5.1 Đặc điểm Hệ thống RoF-WDM 1.5.2 Ƣu, nhƣợc điểm kỹ thuật WDM hệ thống RoF 1.5.2.1 Ưu điểm 1.5.2.2 Nhược điểm 1.6 KẾT LUẬN CHƢƠNG CHƢƠNG HỆ THỐNG RoF SỬ DỤNG MÁY THU COHERENCE VÀ KHUẾCH ĐẠI QUANG EDFA 2.1 GIỚI THIỆU CHƢƠNG 2.2 HỆ THỐNG RoF SỬ DỤNG MÁY THU COHERENCE 2.2.1 Khái niệm Máy thu quang Coherence cải thiện tỉ số tín hiệu nhiễu SNR đầu mạch tiền khuếch đại, dẫn tới độ nhạy máy thu cao, sử dụng hiệu băng tần sợi quang cách tăng hiệu suất phổ hệ thống WDM, nâng cao khả truyền dẫn đến vài trăm km 2.2.2 Cấu trúc hệ thống RoF sử dụng máy thu Coherence Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ thống thông tin RoF sử dụng máy thu Coherence 2.2.3 Nguyên lí hoạt động 2.2.4 Kỹ thuật điều chế máy phát 2.2.4.1 Điều chế trực tiếp 2.2.4.2 Điều chế 2.2.5 Kỹ thuật tách sóng máy thu Coherence 2.2.5.1 Tách sóng đồng tần 2.2.5.2 Tách sóng đổi tần 2.2.6 Ƣu, nhƣợc điểm hệ thống RoF sử dụng máy thu quang Coherence 2.2.6.1 Ưu điểm 2.2.6.2 Nhược điểm 2.3 BỘ KHUÊCH ĐẠI QUANG EDFA 2.3.1 Giới thiệu 2.3.2 Cấu trúc khuếch đại quang EDFA 2.3.3 Nguyên lý hoạt động EDFA 2.3.4 Bộ khuếch đại EDFA hệ thống ghép kênh theo bƣớc sóng WDM 2.3.4.1 Các yêu cầu khuếch đại EDFA 2.3.4.2 Các vị trí đặt EDFA tuyến sợi quang 2.3.5 Ƣu, nhƣợc điểm EDFA 2.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG CHƢƠNG MƠ HÌNH KHẢO SÁT HỆ THỐNG RoF-WDM VÀ CÁC THÔNG SỐ NHIỄU ẢNH HƢỞNG ĐẾN HỆ THỐNG 3.1 GIỚI THIỆU CHƢƠNG 3.2 MƠ HÌNH KHẢO SÁT HỆ THỐNG RoF-WDM SỬ DỤNG BỘ EDFA VÀ MÁY THU COHERENCE Hình 3.1: Mơ hình khảo sát hệ thống RoF-WDM sử dụng EDFA máy thu Coherence 3.3 CÁC THÔNG SỐ NHIỄU ẢNH HƢỞNG ĐẾN HỆ THỐNG 3.3.1 Ảnh hƣởng hiệu ứng phi tuyến 3.3.1.1 Hiệu ứng tán xạ không đàn hồi - Hiệu ứng tán xạ kích thích Brillouin (SBS) - Hiệu ứng tán xạ kích thích Raman (SRS) 3.3.1.2 Hiệu ứng khúc xạ phi tuyến - Hiệu ứng tự điều pha SPM - Hiệu ứng điều chế pha chéo XPM - Hiệu ứng trộn bốn bước sóng FWM Trong FWM, tác động hai kênh có bước sóng khác hệ thống WDM điều chế pha hai kênh bước sóng tạo kênh băng tần cạnh Khi có ba bước sóng có tần số fi, fj, fk (i, j # k) tác động lẫn thông qua ảnh hưởng phi tuyến bậc ba sợi quang tạo bước sóng có tần số: fi, j, k = fi + fj - fk Gọi Pi,j,k công suất bước sóng ωi,j,k (tại tần số fi,j,k) sợi quang Pi,j,k tính sau: = ∑ ∏ ∏ ( [∑ √ √ ) ( )] ∑ ) ( + + )] [( )] (3.1) Trong đó: Δβ1,2 phối hợp pha của sóng fi, fj, fk tương ứng với sợi L1(m) L2(m) [rad/m] = ( - )] )( - ) – [( [ - ) + ( ] - (3.2) phối hợp pha tích lũy phân đoạn m n0: chiết suất sợi λ: bước sóng [m] c: vận tốc ánh sáng [m/s] L0: chiều dài cuộn cáp [m] = + = + + + (3.3) Pl(l=i,j,k: công suất kênh đưa vào đầu sợi quang [W] d: hệ số suy giảm (d=3 i=j≠k, d=6 i≠j≠k) G: hệ số khuếch đại EDFA [lần] χ: độ nhạy cảm phi tuyến bậc [m3/W.s] Aeff: diện tích hiệu dụng lõi sợi [m2] α1,2: suy hao loại sợi [1/m] ( hai loại sợi có tán sắc khác có suy hao) D1,2(λk): tán sắc hai loại sợi bước sóng λk [s/m2] : suy hao phân đoạn m 3.3.2 Nhiễu lƣợng tử Nhiễu lượng tử (nhiễu bắn) máy thu sử dụng khuếch đại EDFA gồm thành phần: - Nhiễu bắn tín hiệu: (3.6) - Nhiễu bắn dao động nội: (3.8) - Nhiễu bắn phát xạ tự phát: (3.12) Tổng nhiễu lượng tử (nhiễu bắn) máy thu: (3.13) 3.3.3 Nhiễu nhiệt (3.14) Trong đó: kB số Boltzmann Tth nhiệt độ máy thu RL điện trở tải máy thu 3.3.4 Nhiễu ASE - Nhiễu phách quang phổ ASE tín hiệu sinh ra: (3.18) - Nhiễu phách dao động nội tự phát: (3.22) 10 CHƢƠNG KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH CỦA HỆ THỐNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 4.1 GIỚI THIỆU CHƢƠNG Chương khảo sát đặc tính hệ thống RoF-WDM sử dụng khuếch đại quang EDFA, máy thu Coherence đưa đánh giá, kết quả: - Mơ hình khảo sát hệ thống RoF-WDM - Khảo sát SNR BER hệ thống - Bài tốn tối ưu số kênh truyền 4.2 MƠ HÌNH KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH HỆ THỐNG RoFWDM Hình 4.1: Mơ hình khảo sát hệ thống RoF-WDM sử dụng khuếch đại EDFA máy thu Coherence 4.3 KHẢO SÁT SNR VÀ BER CỦA HỆ THỐNG Bảng 4.1: Thông số đầu vào hệ thống RoF-WDM sử dụng khuếch đại EDFA máy thu Coherence Thông số RL Rb L Định nghĩa Điện trở tải photodiode Tốc độ bit kênh Chiều dài sợi quang Giá trị đơn vị 50 Ω (1-10)Gbit/s 250km 11 Thông số Định nghĩa Giá trị đơn vị LSP Tổn hao mối hàn 0.1dB/km Lc Tổn hao mối nối 0.1dB/km α_dB Suy hao 1km sợi quang 0.25dB/km G1 Độ khuếch đại EDFA thứ 10dB-40dB G2 Độ khuếch đại EDFA thứ hai 10dB-40dB nSP Hệ số khuếch đại tự phát EDFA 1.26 mt Số mode truyền trình phân cực T Nhiệt độ tuyệt đối máy thu 300K n0 Chiết suất lõi sợi quang 1.5 Χ Độ cảm ứng phi tuyến bậc 4.10-15m3/W.s Aeff Diện tích hiệu dụng lõi sợi - m D1 Tán săc màu sợi mode SMF 18ps/nm.km Tán săc màu sợi dịch chuyển tán săc D2 -2ps/nm.km NZDSF D12 Đạo hàm tán săc sợi theo bước sóng 0.07ps/nm.km Để thấy thay đổi SNR BER thay đổi Pphát hệ số khuếch đại G Ở đây, chọn thơng số Rb=1Gbit/s, G1=10dB (cố định vị trí đầu phát), G2= 10dB đến 40dB (đặt tuyến truyền dẫn), Pphát= -5dBm Hình 4.2: Quan hệ SNR Hình 4.3: Quan hệ BER G2 theo số kênh khác G2 theo số kênh khác Hình 4.2 thể mối quan hệ SNR hệ số khuếch đại số kênh thay đổi kênh, 16 kênh, 32 kênh, 64 kênh 128 kênh theo biến thiên G2 từ 10dB đến 40dB G1=10dB, PLO= 12 0dBm, Pphát= -5dBm Nhận thấy rằng, số kênh tăng lên SNR giảm xuống tương ứng với hệ thống kênh SNR cho giá trị lớn hệ thống 128 kênh SNR cho giá trị thấp Ngoài ra, tương ứng với kênh thay đổi G2 SNR tăng dần đến giá trị cực đại bắt đầu giảm xuống (với hệ thống 32 kênh giá trị SNRmax= 25.121dB G2= 37dB, SNR tăng dần từ 3.197dB đến 25.121dB tương ứng G2 tăng từ 10dB đến 37dB SNR giảm dần từ 25.121dB đến 23.854dB tương ứng G2 tăng từ 37dB đến 40dB) Sự thay đổi hệ số khuếch đại tăng lên nhiễu FWM tăng nhanh, nhiễu FWM trở thành nhiễu trội, làm SNR giảm Đồng thời số kênh tăng lên làm nhiễu FWM tăng giá trị SNR giảm Tương tự hình 4.3 thể mối quan hệ BER hệ số khuếch đại số kênh thay đổi (8 kênh, 16 kênh, 32 kênh, 64 kênh 128 kênh) Số kênh tăng lên BER tăng lên, tương ứng với hệ thống 128 kênh BER cho giá trị lớn hệ thống kênh BER cho giá trị thấp Khi G2 tăng BER giảm đến giá trị bắt đầu tăng dần Hình 4.4: Quan hệ SNR Hình 4.5: Quan hệ BER Pphát theo số kênh khác Pphát theo số kênh khác 13 Hình 4.4 thể mối quan hệ SNR Pphát số kênh thay đổi kênh, 16 kênh, 32 kênh, 64 kênh 128 kênh, với thông số cố định G1=G2= 15dB, PLO= 0dBm Khi số kênh tăng lên SNR giảm xuống, tương ứng với hệ thống kênh SNR cho giá trị lớn hệ thống 128 kênh SNR cho giá trị thấp Đối với hệ thống kênh 16 kênh 32 kênh SNR tăng gần tuyến tính kênh chịu tác động nhiễu FWM so với nhiễu EDFA_Coherence, Pphát tăng bù lại suy hao nhiễu gây Đối với hệ thống 64 kênh 128 kênh SNR tăng đến giá trị cực đại bắt đầu giảm (như hệ thống 128 kênh có SNRmax= 15.268dB Pphát= 1.5dBm, SNR tăng dần từ 10.638dB đến 15.268dB tương ứng Pphát tăng từ -5dBm đến 1.5dBm SNR giảm dần từ 15.268dB đến 12.268dB tương ứng Pphát tăng từ 1.5dBm đến 5dBm), số kênh tăng lên lớn Pphát tăng lên dẫn đến nhiễu FWM tăng trở thành nhiễu hệ thống dẫn đến SNR giảm Tương tự hình 4.5 thể mối quan hệ BER Pphát số kênh thay đổi kênh, 16 kênh, 32 kênh, 64 kênh 128 kênh Số kênh tăng lên BER tăng lên (tỉ lệ thuận với số kênh), tương ứng hệ thống 128 kênh cho BER lớn hệ thống kênh cho BER thấp Và Pphát tăng lên BER giảm đến giá trị sau tăng lên 4.4 BÀI TỐN TỐI ƢU SỐ KÊNH TRUYỀN Yêu cầu toán, với hệ thống cho trước SNR yêu cầu khoảng cách truyền dẫn (L= 250km, L1 + L2 = 250, L1 khoảng cách từ máy phát đến khuếch đại EDFA thứ L2 khoảng cách từ khuếch đại EDFA thứ đến máy thu) cần xác định số kênh tối đa vị trí đặt khuếch đại G2 Các thông số 14 hệ thống bao gồm: Rb=1Gbit/s, hệ số khuếch đại G1=15dB, G2= 10dB đến 40dB, công suất dao động nội PLO= 0dBm đến 5dBm Với thông số tiến hành khảo sát, với trường hợp G1, G2, PLO vị trí đặt EDFA thứ khác cho số kênh tối đa tương ứng Số kênh tối đa hệ thống thỏa mãn yêu cầu số kênh mà giá trị SNR nhỏ kênh có giá trị SNR lớn giá trị SNR yêu cầu, cần giá trị SNR nhỏ thỏa mãn điều kiện kênh lại có giá trị SNR lớn thỏa điều kiện Để giảm ảnh hưởng hiệu ứng phi tuyến (SBS, SRS, XPM SPM), chọn công suất phát cho công suất phát kênh tính theo số kênh đầu vào cơng suất tín hiệu tổng kênh đưa vào sợi nhỏ 20dBm = 0.1W, lúc ảnh hưởng hiệu ứng phi tuyến FWM 15 4.4.1 Lƣu đồ thuật toán 16 4.4.2 Kết thuật toán PLO (dBm) G1 (dB) 15 15 15 15 15 15 G2 (dB) 15 14-16 15 15 15-16 15 Số kênh tối đa 39 44 52 55 60 65 Hình 4.6: Số kênh tối đa thay đổi theo G2 PLO L1= 100 Bảng 4.2: Kết khảo sát số kênh tối đa giá trị PLO (L1= 100) Hình 4.6 thể số kênh tối đa thay đổi tăng G2 PLO (với SNR_ref = 20dB; G2= 10dB - 40dB; PLO= 0dBm - 5dBm; Pphátmax= 20dBm; G1= 15dBm EDFA thứ đặt vị trí L1=100km) Khi PLO tăng lên số kênh tối đa hệ thống tăng theo (tương ứng với PLO= 0dBm số kênh tối đa 39 kênh PLO= 5dBm số kênh tối đa 65 kênh G2= 15dB), từ cơng thức 3.28 tăng PLO Psignal tăng lên làm SNR tăng dẫn đến tăng số kênh Khi G2 tăng số kênh tăng lên đến đạt cực đại bắt đầu giảm xuống, G2 tăng đến giá trị đủ lớn, cụ thể 15dB nhiễu tác động lên hệ thống nhiều làm cho SNR hệ thống giảm, kéo theo số kênh giảm PLO (dBm) Hình 4.7: Số kênh tối đa thay đổi theo G2 PLO L1= 125 G1 (dB) 15 15 15 15 15 15 G2 (dB) 18 18 17-19 18 18 18 Số kênh tối đa 72 78 85 95 100 111 Bảng 4.3: Kết khảo sát số kênh tối đa giá trị PLO (L1=125km) 17 Hình 4.7 thể số kênh tối đa đặt EDFA thứ đặt vị trí L1=125km, tính chất hình tương tự hình 4.6 thấy số kênh tối đa giá trị PLO tương ứng tăng (PLO= 0dBm tương ứng số kênh tối đa 72 kênh PLO= 5dBm tương ứng số kênh tối đa 111 kênh) PLO (dBm) Hình 4.8: Số kênh tối đa thay đổi theo G2 PLO L1= 130 G2 (dB) 18 18-19 18-19 18-19 18-19 19 Số kênh tối đa 79 86 96 101 112 120 Bảng 4.4: Kết khảo sát số kênh tối đa giá trị PLO (L1=130km) PLO (dBm) Hình 4.9: Số kênh tối đa thay đổi theo G2 PLO L1= 140 G1 (dB) 15 15 15 15 15 15 G1 (dB) 15 15 15 15 15 15 G2 (dB) 19-20 19-20 19-20 20 20 20 Số kênh tối đa 91 103 109 126 133 147 Bảng 4.5: Kết khảo sát số kênh tối đa giá trị PLO (L1=140km) 18 Hình 4.10: Số kênh tối đa thay đổi theo G2 PLO L1= 150 PLO (dBm) G1 (dB) 15 G2 (dB) 20-21 Số kênh tối đa 106 15 20-21 121 15 20-21 129 15 21 147 15 21 158 15 21 176 Bảng 4.6: Kết khảo sát số kênh tối đa giá trị PLO (L1=150km) PLO (dBm) Hình 4.11: Số kênh tối đa thay đổi theo G2 PLO L1= 160 G2 (dB) 19-20 20 20 20 20 20 Số kênh tối đa 133 160 173 187 229 251 Bảng 4.7: Kết khảo sát số kênh tối đa giá trị PLO (L1=160km) PLO (dBm) Hình 4.12: Số kênh tối đa thay đổi theo G2 PLO L1= 170 G1 (dB) 15 15 15 15 15 15 G1 (dB) 15 15 15 15 15 15 G2 (dB) 23 23 23-24 23-24 24 24 Số kênh tối đa 129 138 158 167 180 191 Bảng 4.8: Kết khảo sát số kênh tối đa giá trị PLO (L1=170km) 19 PLO (dBm) Hình 4.13: Số kênh tối đa thay đổi theo G2 PLO L1= 180 G2 (dB) 24-25 25 25 25 25 25-26 Số kênh tối đa 120 134 143 149 163 168 Bảng 4.9: Kết khảo sát số kênh tối đa giá trị PLO (L1=180km) PLO (dBm) Hình 4.14: Số kênh tối đa thay đổi theo G2 PLO L1= 190 G1 (dB) 15 15 15 15 15 15 G1 (dB) 15 15 15 15 15 15 G2 (dB) 26 25-27 26-27 25-28 26-28 27-28 Số kênh tối đa 104 106 110 116 119 123 Bảng 4.10: Kết khảo sát số kênh tối đa giá trị PLO (L1=190km) 20 PLO (dBm) Hình 4.15: Số kênh tối đa thay đổi theo G2 PLO L1= 200 Số kênh tối đa 72 73 75 76 77 78 G1 (dB) 15 15 15 15 15 15 G2 (dB) 27-30 25-32 27-30 26-32 25-33 28-32 Số kênh tối đa 44 44 45 45 45 46 Bảng 4.12: Kết khảo sát số kênh tối đa giá trị PLO (L1=210km) PLO (dBm) Hình 4.17: Số kênh tối đa thay đổi theo G2 PLO L1= 220 G2 (dB) 27-29 26-30 27-30 27-30 27-30 27-31 Bảng 4.11: Kết khảo sát số kênh tối đa giá trị PLO (L1=200km) PLO (dBm) Hình 4.16: Số kênh tối đa thay đổi theo G2 PLO L1= 210 G1 (dB) 15 15 15 15 15 15 G1 (dB) 15 15 15 15 15 15 G2 (dB) 23-28 23-30 22-31 22-32 26-29 25-31 Số kênh tối đa 25 25 25 25 26 26 Bảng 4.13: Kết khảo sát số kênh tối đa giá trị PLO 21 (L1=220km) PLO (dBm) Hình 4.18: Số kênh tối đa thay đổi theo G2 PLO L1= 230 Số kênh tối đa 14 14 14 14 14 14 G1 (dB) 15 15 15 15 15 15 G2 (dB) 18-23 17-25 16-26 16-27 16-28 15-29 Số kênh tối đa 8 8 8 Bảng 4.15: Kết khảo sát số kênh tối đa giá trị PLO (L1=240km) PLO (dBm) Hình 4.20: Số kênh tối đa thay đổi theo G2 PLO L1= 250 G2 (dB) 20-27 19-28 19-29 18-30 18-31 18-32 Bảng 4.14: Kết khảo sát số kênh tối đa giá trị PLO (L1=230km) PLO (dBm) Hình 4.19: Số kênh tối đa thay đổi theo G2 PLO L1= 240 G1 (dB) 15 15 15 15 15 15 G1 (dB) 15 15 15 15 15 15 G2 (dB) 10-26 10-27 10-28 10-29 10-30 10-31 Số kênh tối đa 4 4 4 Bảng 4.16: Kết khảo sát số kênh tối đa giá trị PLO (L1=250km) 22 Hình 4.21: Biểu đồ tổng hợp số kênh tối đa vị trí đặt EDFA thứ Từ kết trên, nhận thấy số kênh tối đa tăng lên EDFA thứ (từ vị trí L1=100km) dịch chuyển hướng máy thu, tức khoảng cách L1 tăng lên, đến vị trí định số kênh tối đa giảm xuống cụ thể L1= 160km Từ kết bảng 4.2, bảng 4.7 bảng 4.16, G2 đặt vị trí L1 = 100km số kênh tối đa đạt tương ứng với PLO = 0dBm 39 kênh PLO = 5dBm 65 kênh, G2 đặt vị trí L1 = 160km tương ứng với PLO = 0dBm số kênh tối đa 133 kênh PLO = 5dBm số kênh tối đa 251 kênh G2 đặt trước máy thu với L1 = 250km tương ứng với PLO = 0dBm số kênh tối đa kênh PLO = 5dBm số kênh tối đa kênh Sự thay đổi số kênh tối đa EDFA thứ đặt gần máy thu khoảng cách truyền dẫn từ EDFA thứ đến EDFA thứ lớn, tín hiệu 23 đường truyền suy hao nhiễu nhiều Lúc này, tín hiệu nhiễu trước đến máy thu khuếch đại EDFA thứ khuếch đại lên làm nhiễu tăng lên dẫn đến SNR hệ thống giảm xuống làm số kênh bị hạn chế Còn EDFA thứ đặt nằm gần hướng máy phát cuối tuyến suy hao nhiều khuếch đại không đủ để bù suy hao đường truyền, dẫn đến SNR giảm làm số kênh giảm theo Vì để hệ thống đạt số kênh tối đa mong muốn khuếch đại phải đặt vị trí thích hợp (nằm vị trí tuyến) cụ thể hệ thống L1=160km 4.5 KẾT LUẬN CHƢƠNG Ở chương sau khảo sát mối quan hệ SNR (BER) với thay đổi hệ số khuếch đại, Pphát số kênh Có thể thấy số kênh tăng SNR giảm Pphát, hệ số khuếch đại (G2) tăng SNR tăng lên tăng đến giá trị định sau giảm xuống ảnh hưởng nhiễu FWM tăng lên làm ảnh hưởng đến hệ thống Do cần phải có biện pháp khắc phục thay đổi hệ số khuếch đại, công suất dao động nội vị trí đặt EDFA cho phù hợp để đạt số kênh tối đa cho hệ thống mà đảm bảo SNR yêu cầu (SNR_ref) Vì vậy, với tốn tối ưu số kênh phần khắc phục vấn đề này, cách tính tốn số kênh tối đa đưa thông số cần thiết cho hệ thống G1, G2, PLO tương ứng vị trí đặt G2 theo SNR_ref Đồng thời tốn tối ưu hạn chế chưa xét hết hiệu ứng phi tuyến 24 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Luận văn trình bày khái niệm kỹ thuật truyền thông vô tuyến sợi quang, ưu nhược điểm kỹ thuật RoF từ ứng dụng hệ thống truyền thông vô tuyến Giới thiệu hệ thống Coherence, hệ thống tốt so với hệ thống IM-DD sử dụng nhiều Bên cạnh đó, với phát triển khuếch đại quang EDFA việc kết hợp vào hệ thống thông tin Coherence đem lại nhiều ưu điểm trội đáp ứng việc truyền thông tin khoảng cách xa xôi (như biên giới, hải đảo) giảm chi phí lắp đặt vận hành Luận văn tiến hành khảo sát đặc tính hệ thống RoF-WDM sử dụng khuếch đại quang EDFA máy thu Coherence, từ kết mô thấy hệ số khuếch đại, công suất phát, công suất dao động nội số kênh ảnh hưởng lớn đến chất lượng hệ thống Đồng thời Luận văn khảo sát số kênh tối đa tương ứng với vị trí đặt khuếch đại EDFA thứ đường truyền, với hệ số khuếch đại, công suất dao động nội thay đổi cho thỏa mãn SNR_ref nằm phạm vi cho trước Từ kết đạt trên, đề tài mở rộng hướng phát triển khảo sát hệ thống với thành phần phi tuyến công suất phát lớn 20dBm Mơ Tối ưu vị trí đặt khuếch đại EDFA, tăng khoảng cách truyền dẫn sử dụng phương pháp điều chế khác ... HỆ THỐNG RoFWDM Hình 4.1: Mơ hình khảo sát hệ thống RoF-WDM sử dụng khuếch đại EDFA máy thu Coherence 4.3 KHẢO SÁT SNR VÀ BER CỦA HỆ THỐNG Bảng 4.1: Thông số đầu vào hệ thống RoF-WDM sử dụng khuếch. .. MƠ HÌNH KHẢO SÁT HỆ THỐNG RoF-WDM SỬ DỤNG BỘ EDFA VÀ MÁY THU COHERENCE Hình 3.1: Mơ hình khảo sát hệ thống RoF-WDM sử dụng EDFA máy thu Coherence 3.3 CÁC THÔNG SỐ NHIỄU ẢNH HƢỞNG ĐẾN HỆ THỐNG 3.3.1... quang (RoF) - Chương 2: Hệ thống RoF sử dụng máy thu Coherence khuếch đại quang EDFA - Chương 3: Mơ hình khảo sát hệ thống RoF-WDM thông số nhiễu ảnh hưởng đến hệ thống - Chương 4: Khảo sát đặc