Báo cáo thí nghiệm môn thông tin quang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MƠN: THƠNG TIN QUANG Họ tên SV: Hoàng Thị Mai Anh MSSV: 20150053 Lớp: Điện tử 01-K60 Mã lớp TN: 682562 Hà Nội, 4/2019 Mục Lục BÀI 1: MÁY PHÁT – LASER ĐIỀU CHẾ NGOÀI 12 BÀI 2: HỆ THỐNG CON – MƠ PHỎNG CĨ PHÂN CẤP 16 BÀI 3: THAM SỐ QUÉT – BER x CÔNG SUẤT VÀO 19 BÀI 4: HỆ THÔNG QUANG – THIẾ KẾ WDM 22 Bài 5: BÙ TÁN SẮC – THIẾT KẾ KHUÊCH ĐẠI BĂNG THÔNG RỘNG RAMAN SỬ DỤNG HỆ THỐNG CON VÀ TẬP LỆNH 29 BÀI 1: MÁY PHÁT – LASER ĐIỀU CHẾ NGOÀI Yêu cầu: - Vẽ mạch với số liệu cho sẵn - Thay đổi công suất Lazer chế độ sweep chạy từ dBm đến -10 dBm với 10 bước nhảy chạy kết (lấy kết công suất lazer -10dBm) Quan sát đồ thị máy phân tích Nhận xét Kết quả: Mạch mơ hình vẽ Hình 1.1: Mơ hình ghép nối thiết bị mô Với công suất lazer dBm, Mach- Zehnder Modulator: • Phổ tín hiệu quang là: Hình 1.2: Máy phân tích quang phổ (OSA)_0dB • Tín hiệu quang miền thời gian: Hình 1.3: Oscilloscope Visualizer_0dB Với cơng suất lazer -10 dBm, Mach- Zehnder Modulator: • Phổ tín hiệu quang là: Hình 1.4: Máy phân tích quang phổ (OSA)_-10dB • Tín hiệu quang miền thời gian: Hình 1.5: Oscilloscope Visualizer_-10dB Nhận xét kết quả: • Trong trường hợp công suất phát lazer dBm, mức công suất phát đầu Mach- Zehnder Modulator t 30 dBm ti bc súng 1.55àm Trong trng hợp cơng suất phát lazer -10 dBm mức công suất phát đầu Mach- Zehnder Modulator đạt 22 dBm bước sóng 1.55µm BÀI 2: HỆ THỐNG CON – MƠ PHỎNG CĨ PHÂN CẤP Câu Tạo hệ thống con, chạy mô so sánh kết với Hình 2.1: Mơ hình ghép nối mạch mơ Hình 2.2: Phần Subsystem -> External Modulated Transmitter • Phổ tín hiệu quang là: Hình 2.3: Máy phân tích quang phổ (OSA) Tín hiệu quang miền thời gian: Hình 2.4: Oscilloscope Visualizer Câu 2: Xây dựng hệ thống thông tin quang đơn kênh tham số: - Tốc độ bit: 2.5 Gbit/s - Khoảng cách truyền dẫn 150 Km Chiều dài chuỗi 128 bit Số mẫu bit: 64 Hình 2.5: Hệ thống thông tin quang đơn kênh BÀI 3: THAM SỐ QUÉT - BERx CÔNG SUẤT VÀO Câu 1: Chạy kết với đầu số Thay đổi công suất từ -10dBm đến dBm Nhận xét giá trị Min.BER Nếu ta dùng xung NRZ có kết Min.BER đạt 10-12 không? Trả lời Thực hành mô phỏng: Hình 3.1: Mơ hình hệ thống Hình 3.2: Đồ hình phân tích BER Cơng suất lazer 0dBm -1.111dBm -2.222dBm -3.333dBm -4.444dBm -5.555dBm -6.666dBm -7.777dBm -8.888dBm -9.999dBm BER 1.33E-06 1.23E-06 1.23E-06 1.26E-06 1.43E-06 1.60E-06 2.01E-06 2.45E-06 3.16E-06 4.82E-06 Giá trị Min.BER 1,33 10−6 Nếu ta dùng xung NRZ khơng đạt tỉ số BER 10-12 Câu : Ta thay xung NRZ xung RZ Cũng câu hỏi Rút nhận xét Để min.BER=10-12 cơng suất nguồn bao nhiêu? Trả lời Với xung RZ giá trị BER là: Cơng suất lazer 0dBm -1.111dBm -2.222dBm -3.333dBm -4.444dBm -5.555dBm -6.666dBm -7.777dBm -8.888dBm -9.999dBm BER 2.27E-17 7.90E-17 4.06E-16 4.43E-15 2.56E-14 4.68E-13 1.21E-11 2.62E-10 1.34E-08 2.37E-07 Giá trị Min.BER 2,27 10−17 Nếu ta dùng xung RZ kết Min.BER thấp 10-12 Để min.BER=10-12 cơng suất nguồn tối thiểu -5.555dBm BÀI 4: HỆ THÔNG QUANG – THIẾ KẾ WDM Câu 1: Vẽ hệ thống theo số liệu, hoàn thiện sơ đồ hệ thống WDM kênh Quan sát nhận xét kết đạt máy đo Hình 4.1: Hệ thống WDM Kết thu máy đo: Hình 4.2: Máy phân tích quang phổ Hình 4.3: Kết máy WDM Analyzer Hình 4.4: Đồ hình phân tích BER Các kết từ đồ hình khung phân tích: Giá trị Q-Factor lớn nhất, giá trị BER thấp nhất, độ mở lớn mắt, ngưỡng tức thời Max Q-Factor/Min BER Tương ứng với số bảng Analysis: Câu 2: Trả lời: Kết BER đầu thứ thể thông qua BER Analyzer Câu Thay đổi số vòng lặp từ đến 3, rút nhận xét Trả lời: Với số vòng lặp 1, ta có đồ thị mắt đầu thứ có đường nhỏ nét: Max Q Factor Min BER Eye Height Threshold Decision Inst 116.381 0.00E+00 0.009726 0.002033 0.4375 Với số vòng 2, đồ thị mắt có đường đan vào mờ dần, đồng thời BER tăng lên nhiều Với số vòng lặp ta có đồ thị mắt đầu thứ có đường đan vào nhau, đồng thời tỉ số BER =1, tức 100% số bit truyền bị lỗi Nhận xét: số vòng lặp lớn, tức chiều dài sợi quang lớn suy hao đường truyền tăng mạnh, tỉ số BER lớn dần Bài 5: BÙ TÁN SẮC – THIẾT KẾ KHUÊCH ĐẠI BĂNG THÔNG RỘNG RAMAN SỬ DỤNG HỆ THỐNG CON VÀ TẬP LỆNH Câu 1: Tán sắc gì? Tại phải bù tán sắc hệ thống Các phương pháp bù ? Trả lời : Tán sắc ánh sáng tượng phân tách chùm ánh sáng phực tạp thành chùm sáng đơn sắc Sự cần thiết bù tán sắc :  Tán sắc có tác động lớn đến chât lượng hệ thống thơng tin quang  Phục hồi tín hiệu đầu vào Các phương pháp bù Ta sử dụng :  Mơ hình bù trước, mơ hình bù sau  Các sợi bù tán sắc, lọc quang  Các cách tử Bragg sợi … Câu 2: Thiết kế hệ thống hình Theo dõi so sánh đầu ra/đầu vào tín hiệu biên độ hình dạng xung Hình 1: Bù tán sắc khoảng liên kết Đầu vào Hình 5.2: Đầu vào tín hiệu Đầu Hình 5.3: Đầu tín hiệu Nhận xét : Biên độ tín hiệu đầu có biến thiên không đồng so với trước, độ rộng xung tăng Câu : Mô khuếch đại băng thông rộng Raman, phải sử dụng khuếch đại băng thơng rộng Raman ? Hình 5.4: Mơ khuếch đại băng thông rộng Raman Sử dụng khuếch đại băng thông rộng Raman để  Cải thiện hệ số nhiễu  Cải thiện hệ số phẳng ... Transmitter • Phổ tín hiệu quang là: Hình 2.3: Máy phân tích quang phổ (OSA) Tín hiệu quang miền thời gian: Hình 2.4: Oscilloscope Visualizer Câu 2: Xây dựng hệ thống thông tin quang đơn kênh tham số:... Với công suất lazer dBm, Mach- Zehnder Modulator: • Phổ tín hiệu quang là: Hình 1.2: Máy phân tích quang phổ (OSA)_0dB • Tín hiệu quang miền thời gian: Hình 1.3: Oscilloscope Visualizer_0dB Với... công suất lazer -10 dBm, Mach- Zehnder Modulator: • Phổ tín hiệu quang là: Hình 1.4: Máy phân tích quang phổ (OSA)_-10dB • Tín hiệu quang miền thời gian: Hình 1.5: Oscilloscope Visualizer_-10dB