Nghiên cứu tính toán giảm thiểu ảnh hưởng phi tuyến trong các hệ thống truyền dẫn quang công nghệ 100G bước sóng

Nghiên cứu tính toán giảm thiểu ảnh hưởng phi tuyến trong các hệ thống truyền dẫn quang công nghệ 100G bước sóng Nghiên cứu tính toán giảm thiểu ảnh hưởng phi tuyến trong các hệ thống truyền dẫn quang công nghệ 100G bước sóng luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ ĐỨC TRUNG NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN GIẢM THIỂU ẢNH HƯỞNG PHI TUYẾN TRONG CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN QUANG CƠNG NGHỆ 100G/BƯỚC SĨNG Chun ngành : Kỹ Thuật Viễn Thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kỹ Thuật Viễn Thông NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN HOÀNG HẢI Hà Nội – Năm 2017 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 1.1 Hệ thống thông tin quang 1.1.1 Các đặc điểm hệ thống thông tin quang 1.1.2 Cấu trúc tổng quát hệ thông thông tin quang 1.2 Các công nghệ sở ghép kênh quang 1.2.1 Ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM) .7 1.2.2 Ghép kênh phân chia theo không gian (FDM) 1.2.3 Ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM) 1.3 Giới thiệu công nghệ ghép kênh theo bước sóng WDM 1.3.1 Các dải bang tần hoạt động WDM 10 1.3.2 Sơ đồ chức năng: 10 1.3.3 Phân loại hệ thống WDM 10 1.4 Các tham số thông tin quang .12 1.4.1 Suy hao sợi quang 12 1.4.2 Số kênh bước sóng khoảng cách kênh 13 1.4.3 Xác định độ rộng phổ yêu cầu nguồn phát 14 1.4.4 Quỹ công suất 15 1.4.5 Xuyên âm 16 1.4.6 Tán sắc .16 1.5 Ảnh hưởng hiệu ứng phi tuyến 17 1.5.1 Hiệu ứng tự điều chế pha SPM 17 1.5.2 Hiệu ứng điều chế pha chéo XPM 18 1.5.3 Hiệu ứng trộn bốn sóng FWM 19 1.5.4 Hiệu ứng tán xạ kích thích Raman .20 1.5.5 Hiệu ứng tán xạ kích thích Brillouin 20 1.6 Các đặc điểm hệ thống WDM 21 i Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung 1.7 Kết luận chương 22 CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG MẬT ĐỘ CAO DWDM 23 2.1 Ưu điểm hệ thống DWDM 23 2.2 Mơ hình hệ thống ngun lý hoạt động 24 2.3 Các phận chức .27 2.3.1 Bộ phát đáp quang OTU 27 2.3.2 Bộ ghép kênh quang OMU 33 2.3.2 Bộ tách kênh quang ODU 35 2.3.3 Bộ ghép kênh xen rẽ quang OADM 37 2.3.4 Bộ ghép kênh xen rẽ quang ROADM .40 2.3.5 Bộ khuếch đại OA .43 2.3.6 Bộ kết nối chéo quang OXC 46 2.3.7 Khối bù tán sắc DCM 46 2.3.8 Các loại sợi quang dùng công nghệ DWDM 47 2.4 Kiến trúc mạng DWDM .48 2.4.1 Kiến trúc điểm-điểm 48 2.4.2 Kiến trúc mạng vòng Ring: .49 2.4.3 Kiến trúc mạng lưới Mesh 50 2.5 Ứng dụng DWDM lớp mạng 52 2.6 Kết luận chương .52 CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VÀ TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM OPTIWAVE 53 3.1 Giới thiệu chung phần mềm Optiwave 53 3.2 Các ứng dụng phần mềm 53 3.3 Yêu cầu phần cứng phần mềm 53 3.4 Thư viện phần tử 54 3.4.1 3.5 Giao diện người sử dụng (GUI) 54 Tóm tắt hướng dẫn sử dụng số chức Optiwave 57 3.5.1 Mở dự án có sẵn .57 3.5.2 Tạo dự án 57 ii Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung 3.5.3 Thiết lập tham số toàn cục (global parameters) dự án .58 3.5.4 Hiển thị thay đổi tham số phần tử dự án 59 3.5.5 Chạy mô .60 3.5.6 Hiển thị kết mô 61 3.5.7 Thực quét tham số (Parameter Sweep) 61 3.5.8 Hiển thị kết mô quét tham số 65 3.6 Kết luận chương 66 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MẠNG ĐƯỜNG TRỤC DWDM CHO VIETTEL PERU BẰNG CÔNG CỤ HỖ TRỢ OPTIWAVE .67 4.1 Giới thiệu viễn thông Peru .67 4.2 Thiết kế sơ đồ Ring mạng đường trục DWDM cho Viettel Peru 68 4.3 Thiết kế tuyến điểm-điểm dựa tham số OSNR 69 4.3.1 Cách tính tham số OSNR 69 4.3.2 Tính tốn thông số bù tán sắc 71 4.3.3 Tính tốn thơng số khuếch đại quang EDFA .71 4.4 Thiết kế mạng đường trục DWDM Viettel Peru với Optisystem 72 4.5 Kết luận chương .77 KẾT LUẬN 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 iii Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 : Các thành phần hệ thống thông tin quang Hình 1.2: Nguyên lý ghép kênh theo bước sóng Hình 1.3: Sơ đồ chức hệ thống WDM 10 Hình 1.4 : Hệ thống WDM đơn hướng 11 Hình 1.5 : Hệ thống WDM song hướng 11 Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý DWDM 24 Hình 2.2: Hệ thống DWDM hai hướng 26 Hình 2.3: Giao tiếp DWDM với dịch vụ khác 27 Hình 2.4 Sơ đồ khối chức OTU khơng có FEC 29 Hình 2.5 Sơ đồ khối chức OTU có FEC 31 Hình 2.6: Sơ đồ khối chức ghép kênh quang 33 Hình 2.7: Sơ đồ khối chức tách kênh quang 35 Hình 2.8: Sơ đồ khối OADM 37 Hình 2.10: Cấu trúc OADM song song 38 Hình 2.10: Cấu trúc OADM song song theo module 38 Hình 2.11: Cấu trúc OADM nối tiếp 38 Hình 2.12: Cấu trúc xen rớt theo băng sóng 39 Hình 2.13: Vị trí ROADM mạng 39 Hình 2.14: Sơ đồ chức ROADM 41 Hình 2.15: Cấu trúc EDFA đơn tầng 43 Hình 2.16: Sơ đồ khối chức khuếch đại Raman 44 Hình 2.17: OXC với ma trận chuyển mạch NxN 45 iv Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung Hình 2.18: Kiến trúc mạng điểm – điểm 48 Hình 2.19: Kiến trúc mạng Ring 49 Hình 2.20: Kiến trúc mạng Mesh 50 Hình 2.21: Kiến trúc mạng kết hợp 50 Hình 3.1 Giao diện người sử dụng 53 Hình 3.2 Thư viện phần tử 54 Hình 3.3 Project Browser 54 Hình 3.4 Description 55 Hình 3.5 Status bar 55 Hình 3.6 Menu bar 55 Hình 3.7 Pan window 55 Hình 3.8 Cửa số Project layout 56 Hình 3.9 Đặt phần tử vào Main layout 56 Hình 3.10 Kích hoạt kết nối tự động 57 Hình 3.11 Hủy bỏ chế độ kết nối tự động 57 Hình 3.12 Hộp thoại Layout parameters 58 Hình 3.13 Hộp thoại tham số Laser Measured 59 Hình 3.14 File menu 59 Hình 3.15 Hộp thoại Optisystem Calculations 60 Hình 3.16 Kết hiển thị thiết bị phân tích phổ 60 Hình 3.17 Hộp thoại Total Parameter Iteration 61 Hình 3.18 Truy nhập qua Layout - Set Total Sweep Iterations 61 Hình 3.19 Hộp thoại Current Sweep Iteration 62 Hình 3.20 Set Current Iteration drop-down box 62 Hình 3.21 Sweep mode 63 v Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung Hình 3.22 Tham số phần tử - Tham số chế độ Sweep mode 63 Hình 3.23 Các giá trị tham số cần quét phần tử thiết kế 64 Hình 3.24 Hiện thị kết mô quét tham số 65 Hình 4.1: Bản đồ quốc gia Peru 66 Hình 4.2: Sơ đồ thiết kế Ring cho mạng đường trục Viettel Peru 67 Hình 4.3: Tính tốn OSRN cho tuyến điểm điểm 68 Hình 4.4: Khối phát quang bước sóng 72 Hình 4.5: Tuyến truyền dẫn quang 72 Hình 4.6: Khối thu quang bước sóng 73 Hình 4.7: Sơ đồ thiết kế mạng đường trục DWDM Viettel Peru với Optiwave 73 Hình 4.8: Phổ tín hiệu khối phát 74 Hình 4.8: Phổ tín hiệu khối thu 74 Hình 4.10: Đồ thị mắt quang kênh thu LAM01 75 Hình 4.11: Tỷ số OSNR bước sóng tuyến TUM01 – PIU01 76 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 4.1: Tính tốn OSNR cho tuyến 69 Bảng 4.2: Tính tốn bù tán sắc độ lợi khuếch đại EDFA cho tuyến 70 vi Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt ADM Add/Drop Multiplexer Bộ ghép kênh xen/rẽ APD Avalanche Photo Diode Diode quang thác APS Automatic Protection Switching ASE Amplifier Spontaneous Emission BER Bit Error Ratio Tỷ số lỗi bit DCF Dispersion Compensated Fiber Sợi bù tán sắc DCM Dispersion Compensator Module Module bù tán sắc DEMUX Demultiplexer Thiết bị tách kênh DSF Dispersion Division Multiplexer Sợi dịch chuyển tán sắc DWDM Dense Wavelength Division Multiplexer Ghép kênh theo bước sóng mật độ cao EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier Bộ khuếch đại quang sợi pha trộn Erbium FWM Four Wave Mixing Hiệu ứng trộn bốn bước Song IP Internet Protocol Giao thức Internet LED Light Emitting Diode Diode phát quang LD Laser diode Diode laser MUX Multiplexer Thiết bị ghép kênh NE Network Element Phần tử mạng OADM Optical Add/Drop Mutplexer Bộ xen/rẽ bước song vii Chuyển mạch bảo vệ tự động Nhiễu tự phát khuếch đại Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung Quang OBA Optical Booster Amplifier Bộ khuếch đại công suất OLT Optical Line Terminator Bộ kết cuối đường Quang OLA Optical Line Amplifier Bộ khuếch đại đường Dây OPA Optical Pre-Amplifier Bộ tiền khuếch đại OTN Optical Transport Network Mạng truyền tải quang OSC Optical Supervisor Channel Kênh giám sát quang OSNR Optical Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu tạp âm quang OXC Optical Cross Connect Khối kết nối chéo Quang PMD Polarization Mode Dispersion Tán sắc mode phân cực TFFs Thin Film Filters Bộ lọc màng mỏng SBS Stimulated Brillouin Scattering Tán xạ kích thích Brillouin SMF Single Mode Fiber Sợi đơn mode SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu tạp Âm SPM Self Phase Modulation Điều chế tự dịch pha SRS Stimulated Raman Scattering Tán xạ kích thích Raman XPM Cross Phase Modulation Điều chế pha chéo WDM Wavelength Division Multiplexer Ghép kênh theo bước Song viii Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung LỜI MỞ ĐẦU Ngày hệ thống quang phát huy ưu điểm vượt trội khắc phục điểm yếu để tạo hệ thống thông tin quang đại đáp ứng nhu cầu thông tin băng rộng Đối với hệ thống dung lượng thấp, công nghệ TDM thường sử dụng để tăng dung lượng truyền dẫn kênh cáp đơn lên 10Gbps, chí 40Gbps Tuy nhiên, việc tăng tốc cao khơng dễ dàng hệ thống tốc độ cao địi hỏi cơng nghệ điện tử phức tạp đắt tiền Khi tốc độ đạt tới hàng trăm Gbps, thân mạch điện tử khơng thể đáp ứng xung tín hiệu hẹp, thêm vào chi phí cho giải pháp trở nên tốn cấu hoạt động q phức tạp địi hỏi cơng nghệ cao Để nâng cao tốc độ truyền dẫn, khắc phục hạn chế mà mạch điện chưa khắc phục được, có ảnh hưởng phi tuyến, công nghệ ghép kênh quang phân chia theo bước sóng mật độ cao DWDM đời DWDM ghép số lượng lớn bước sóng vùng bước sóng 1550nm để nâng dung lượng hệ thống lên hàng trăm Gbps Với ưu công nghệ đặc biệt, ghép kênh theo bước sóng mật cao DWDM trở thành phương tiện tối ưu kỹ thuật kinh tế để mở rộng dung lượng sợi quang cách nhanh chóng quản lý hiệu hệ thống DWDM đáp ứng hoàn toàn yêu cầu phát triển dịch vụ băng rộng mạng ngày ứng dụng rộng rãi nhiều nước giới Và thực tế nhà mạng sử dụng công nghệ DWDM làm tảng truyền dẫn để xây dựng hạ tầng viễn thông cho quốc gia Hiện Viettel đấu thầu thành công phép xây dựng cung cấp mạng viễn thông cho quốc gia Peru Và vấn đề thiết kế xây dựng mạng đường trục DWDM cho Viettel Peru vấn đề cốt yếu Từ u cầu trên, tốn nghiên cứu, phân tích thiết kế để làm giảm thiểu ảnh hưởng phi tuyến cần thiết có ý nghĩa quan trọng Chính lý nên em tiến hành tìm hiểu đề tài: “Nghiên cứu tính tốn giảm thiểu ảnh hưởng phi tuyến hệ thống truyền dẫn quang cơng nghệ 100G/bước sóng” Luận văn chia làm bốn chương: Chương I: Tổng quang hệ thống thông tin quang Chương II: Công nghệ ghép kênh theo bước sóng mật độ cao DWDM Chương III: Giới thiệu tìm hiểu phần mềm Optiwave Chương IV: Thiết kế & mô mạng đường trục DWDM công cụ hỗ trợ Optiwave cho Viettel Peru Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung Hình 3.23 Các giá trị tham số cần quét phần tử thiết kế  Nhập giá trị tham số quét: Để nhập giá trị cần quét tham số, thực bước sau: - Bước 1: Lựa chọn Layout > Parameter Menu toolbar - Bước 2: Kích chuột vào nút Parameter Sweep cột Value tham số - Bước 3: Nhập liệu tay sử dụng công cụ Spread Tool để nhập liệu  Chạy mô phỏng: 3.5.8 Hiển thị kết mô quét tham số Để hiển thị kết mô quét tham số (đối với thiết kế hệ thống, thường hiển thị thay đổi BER theo giá trị tham số quét), thực bước sau: - Bước 1: Lựa chọn Report tab cửa sổ Project Layout - Bước 2: Kích chuột vào nút Opti2Dgraph Report toolbar - Bước 3: Trong Project Browser, lựa chọn tham số để Sweep Mode, kéo tham số thả vào trục X đồ thị 2D - Bước 4: Trong Project Browser, lựa chọn tham số Min Log of BER thiết bị phân tích lỗi bit, kéo tham số thả vào trục Y đồ thị 2D 65 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung Kết thay đổi BER theo tham số quét hiển thị đồ thị 2D Hình 3.24 Hiện thị kết mơ qt tham số 3.6 Kết luận chương Trong chương giới thiệu phần mềm Optisystem sử dụng để thiết kế, thị mô hệ thống thơng tin quang Từ ta xây dựng hệ thống DWDM với Optisystem chương sau 66 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MẠNG ĐƯỜNG TRỤC DWDM CHO VIETTEL PERU BẰNG CÔNG CỤ HỖ TRỢ OPTIWAVE 4.1 Giới thiệu viễn thông Peru Peru tên thức Cộng hịa Peru quốc gia nằm phía tây châu Nam Mỹ Peru giáp Ecuador Colombia phía bắc, giáp Brasil Bolivia phía đơng, giáp Chile phía nam giáp Thái Bình Dương phía tây Theo số liệu thống kê năm 2012 dân số Peru vào khoảng 30 triệu người, diện tích 1.285.216 km² Điện thoại cố định có khoảng triệu thuê bao, điện thoại di động khoảng 28 triệu thuê bao gần 10 triệu người dùng internet 128 nhà cung cấp dịch vụ internet Đây thị trường có tiềm lớn để đầu tư khai thác thu lợi nhuận từ dịch vụ viễn thông Hiện Viettel trúng thầu hợp đồng cung cấp viễn thông quốc gia Việc xây dựng mạng đường trục vấn đề thiết yếu từ dây dựng hạ tầng viễn thơng cung cấp dịch vụ viễn thơng Viettel cho Peru Hình 4.1: Bản đồ quốc gia Peru 67 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung 4.2 Thiết kế sơ đồ Ring mạng đường trục DWDM cho Viettel Peru Theo dự báo đến năm 2016 nhu cầu lưu lượng tuyến đường trục Viettel Peru 20Gbit/s Để đáp ứng nhu cầu dịch vụ viễn thông tương lai, có khả dự phịng tốt trường hợp bị cố, trường hợp có nhu cầu đột xuất khả nâng cấp mạng lên 40Gbit/s hay 80Gbit/s Mặt khác với dung lượng truyền dẫn cao kết nối với mạng truyền tải lớn mạng cáp quốc tế tuyến đường trục dễ dàng truyền tải lưu lượng đề phòng cho cố mạng xảy Ta thiết tuyến truyền dẫn kênh bước sóng với dung lượng kênh 10Gbit/s qua hầu hết khu vực địa lý Peru Cáp quang tuyến cáp đơn mode theo khuyến nghị G.652 Đây cấu hình mạng Ring được giám sát, quản lý, điều khiển với vịng Ring hình 4.2 Tại thủ Lima Junin dự báo nhu cầu dung lượng cao khép Ring để tăng dung lượng truyền tải dự phịng bảo vệ cho lưu lượng thơng tin SAN01 SAN02 JUN02 JUN01 47 km AYA01 PUN01 350 km 315 km TAC01 180 km 152 km 262 km 210 km 210 km 157 km 340 km 354 km MOQ01 ARE01 AMA01 376 km 240 km 280 km PIU01 280 km 250 km TUM01 190 km HUN01 261 km LAM01 160 km TRULI 318 km ANC01 ARE02 158 km LIMA01 LIMA02 326 km LIB01 387 km ICA01 Hình 4.2: Sơ đồ thiết kế Ring cho mạng đường trục Viettel Peru Các bước sóng sử dụng hệ thống tuân thủ tiêu chí sau: - Tuân thủ lưới bước sóng G.652/G.653 ITU - Khoảng cách kênh 100Ghz phù hợp với hệ thống kênh nhiều kênh 68 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung - Các bước sóng nằm cửa sổ có hệ số khuếch đại lớn tương đối phẳng đặc tuyến khuếch đại quang EDFA - Tránh ảnh hưởng xấu hiệu ứng phi tuyến 4.3 Thiết kế tuyến điểm-điểm dựa tham số OSNR 4.3.1 Cách tính tham số OSNR Để thiết kế mạng bắt buộc phải thiết kế hệ thống có tỷ số lỗi bit BER cho trước Phương pháp tính tốn áp dụng cho tỷ lệ lỗi bit nhỏ BER = 10 -12 nhằm bảo đảm theo yêu cầu hệ thống có sử dụng khuếch đại quang theo khuyến nghị ITUT Xét tuyến DWDM bên Khuếch đại đặt theo chu kỳ với khoảng cách lặp lại để nâng cao công suất tín hiệu lên Mỗi lần khuếch đại, thành phần riêng nhiễu khuếch đại phát xạ tức thời làm giảm bớt OSNR Mỗi khuếch đại khuếch đại tạp âm Pin1 OA OA OA NF1 NF2 NFN Pinn Pin2 Hình 4.3: Tính tốn OSRN cho tuyến điểm điểm Theo định nghĩa OSRN tính theo cơng thức: OSNR (dB) = 10 x log = Psignal (dBm) - Pnoise (dBm) (4.1) Cơng suất nhiễu ASE tính theo cơng thức PASE = 2NSP (G-1)hv (4.2) Trong đó: + NSP: hệ số nhiễu tự phát + G: hệ số khuếch đại + h: số Planck (6.626x10-34Ws2) + v: tần số quang tính Hz 69 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung OSNR tính theo cơng thức gần (ITU-T G.692) OSNR = Pout – L – NF- 10Log N – 10Log[hv∆v0] (4.3) Trong đó: + Pout: Công suất phát kênh theo dBm + L: Suy hao đoạn tuyến khuếch đại + OSNR: Optical Signal to Noise Ratio – tỷ số tín hiệu nhiễu + NF: hệ số nhiễu + ∆v0: độ rộng phổ quang + N: số lượng đoạn tuyến Tại băng 1.55nm 10Log[hv∆v0] = -58dBm với ∆v0= 0.1nm với G = L ta có OSNR = Pout – G – NF +58 = Pout – PASE (4.4) Suy ra: OSNRN = Pout – PASE - 10logN= OSRN1 – 10logN (4.5) Dựa vào cơng thức tính OSNR (4.5) ta áp dụng tính cho tuyến vịng Ring thiết kế hình 4.2 kết bảng sau Bảng 4.1: Tính tốn OSNR cho tuyến Tuyến OSNR (dB) TUM01 - PIU01 18.5 PIU01 - LAM01 18.5 LAM01 - AMA01 18 AMA01 - SAN01 21.7 SAN01 - SAN02 18.7 LAM01 - TRULI 18 TRULI - ANC01 18.7 ANC01 - HUN01 18 HUN01 - SAN02 18 ANC01-LIMA01 18.5 SAN02 - JUN02 18.1 LIMA01 - JUN01 18 JUN02 - LIMA02 18.1 LIMA02 - LIB01 18 LIB01 - ICA01 18.3 ICA01-ARE02 18 ARE02 - ARE01 18.2 70 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung ARE01 - MOQ01 21.2 MOQ01 - TAC01 18.3 JUN01 - AYA01 18.3 AYA01 - PUN01 18 PUN01 - TAC01 18 ARE02 - PUN01 18.7 4.3.2 Tính tốn thơng số bù tán sắc Do sợi quang có suy hao tán sắc nên tuyến truyền dẫn sử dụng bù tán sắc DCF - Giả sử sợi G652 có chiều dài L1=50km - Độ tán sắc : D1= 16.75 ps/nm.km - Độ dốc tán sắc : 0.075ps/nm2.km - Chiều dài sợi bù tán sắc ( DCF) L2=60km-50km=10km Thì độ bù tán sắc D2= -D1×L1/L2.= -16.75×50/10= -83 ps/nm.km - Độ dốc tán sắc : 0.375ps/nm2.km 4.3.3 Tính tốn thông số khuếch đại quang EDFA Do suy hao sợi quang nên cần sử dụng khuếch đại EDFA để bù suy hao sợi Giả sử: - L1=50km suy hao sợi là: 50×0.2=10dB - Độ lợi khuếch đại EDFA 10dB - L2=10km suy hao sợi là: 10×0.2=5dB - Độ lợi khuếch đại EDFA 5dB Áp dụng tính tốn cho thiết kế vịng Ring hình 4.2 ta kết theo bảng sau Bảng 4.2: Tính tốn bù tán sắc độ lợi khuếch đại EDFA cho tuyến Chiều dài (km) Số trạm lặp khuếch đại EDFA1 (dB) EDFA2 (dB) Tán sắc D1 (ps/nm.km) Bù tán sắc D2 (ps/nm.km) TUM01 - PIU01 240 10 16.75 -83.75 PIU01 - LAM01 280 11.6 5.8 16.75 -80.96 LAM01 - AMA01 376 15.8 7.9 16.75 -82.70 AMA01 - SAN01 210 4.5 16.75 -75.38 SAN01 - SAN02 180 15 7.5 16.75 -83.75 Tuyến 71 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung LAM01 – TRULI 261 10.8 5.4 16.75 -82.23 TRULI - ANC01 160 13.2 6.6 16.75 -78.96 ANC01 - HUN01 250 10.4 5.2 16.75 -79.18 HUN01 - SAN02 157 13.2 6.6 16.75 -78.96 ANC01-LIMA01 318 13.2 6.6 16.75 -78.96 SAN02 - JUN02 340 14 16.75 -78.17 LIMA01 - JUN01 280 11.6 5.8 16.75 -80.96 JUN02 - LIMA02 210 4.5 16.75 -75.38 LIMA02 - LIB01 158 11.6 5.8 16.75 -80.96 LIB01 - ICA01 326 13.2 6.6 16.75 -78.96 ICA01-ARE02 387 15.6 7.8 16.75 -76.85 ARE02 - ARE01 190 15.6 7.8 16.75 -76.85 ARE01 - MOQ01 354 15 7.5 16.75 -83.75 MOQ01 - TAC01 152 13.2 6.6 16.75 -78.96 JUN01 - AYA01 47 9.4 4.7 16.75 0.00 AYA01 - PUN01 350 14 16.75 -78.17 PUN01 - TAC01 315 13.2 6.6 16.75 -78.96 ARE02 - PUN01 262 10.8 5.4 16.75 -82.23 4.4 Thiết kế mạng đường trục DWDM Viettel Peru với Optisystem - Tuyến phát quang: chọn cửa sổ truyền 1550nm EDFA băng C Mỗi kênh quang bao gồm nguồn phát quang lazer CW lazer, phát xung RZ pulse genarator, phát bit điện pseudom-Radom Bit sequence Genarator, điều chế Mach-zehnder Tuyến phát quang gồm kênh quang với bước sóng khác tích hợp thơng quang ghép kênh quang MUX - Thiết lập tham số toàn cục Tốc độ bít: 10GBps Chiều dài chuỗi: 128bits Số mẫu bít: 64 Số mẫu =Chiều dài chuỗi×Số mẫu trong bit=128×64=8192 72 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung - Khối phát quang bước sóng Hình 4.4: Khối phát quang bước sóng - Tuyến truyền dẫn quang Hình 4.5: Tuyến truyền dẫn quang 73 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung - Khối thu hệ thống Hình 4.6: Khối thu quang bước sóng - Hệ thống thông tin quang DWDM Viettel Peru theo thiết kế với Optiwave Hình 4.7: Sơ đồ thiết kế mạng đường trục DWDM Viettel Peru với Optiwave 74 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - Học viên: Lê Đức Trung Hiển thị kết mơ + Phổ tín hiệu khối phát Hình 4.8: Phổ tín hiệu khối phát Phổ tín hiệu khối phát hiển thị bao gổm bước sóng với bước sóng trung tâm 1550 nm với khoảng cách bước sóng 0.8nm đáp ứng yêu cầu thiết kế + Phổ tín hiệu khối thu Hình 4.9: Phổ tín hiệu khối thu 75 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung Phổ tín hiệu thu bao gồm kênh bước sóng, với bước sóng trung tâm 1550nm khoảng cách bước sóng 0.8nm Tuy nhiên xuất hài ảnh hưởng suy hao, nhiễu hiệu ứng phi tuyến trình truyền dẫn + Hiển thị đồ thị mắt Hình 4.10: Đồ thị mắt quang kênh thu LAM01 Với kết mô với đồ thị mắt kênh thu có Min BER  10-12 Với kết đảm bảo chất lượng thông tin truyền dẫn hệ thống + Hiển thị tham số OSNR Kết tham số OSNR Optiwave tính tốn gần so với thiết kế ban đầu Nguyên sai số tính toán chiều dài trạm lặp, bù tán sắc ảnh hưởng hiệu ứng phi tuyến khác 76 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung Hình 4.11: Tỷ số OSNR bước sóng tuyến TUM01 – PIU01 4.5 Kết luận chương Trong chương trình bày thiết kế mạng đường trục DWDM Viettel Peru Tính tốn tham số hệ thống hoạt động Sử dụng phần mềm Optiwave để mô theo thiết kế Hiển thị, đánh giá kết mô thu Các kết thu đáp ứng yêu cầu so với thiết kế có khả triển khai hệ thống thực tế Với phần mềm Optiwave ta thay đổi kết cấu, linh kiện tham số từ tìm tham số tối ưu cho hệ thống Khi đưa vào triển khai thực tế giảm thiểu chi phí phát sinh q trình triển khai mang đến lợi nhuận lớn vận hành hệ thống viễn thông 77 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung KẾT LUẬN Truyền dẫn dung lượng cao theo hướng sử dụng công nghệ DWDM có sức hút mạnh nhà cung cấp dịch vụ viễn thông hàng đầu giới Đã có hàng loạt tuyến truyền dẫn vận hành khai thác theo công nghệ mà nhu cầu dung lượng ngày cao Cơng nghệ DWDM ghép nhiều bước sóng dải 1550 nm, tận dụng băng thơng rộng khả dẫn sóng sợi quang, từ nâng cao dung lượng truyền dẫn sợi quang, đáp ứng yêu cầu truyền dẫn tốc độ cao Hiện công nghệ DWDM nghiên cứu tiếp tục phát triển theo hướng: nâng cao tốc độ kênh, tăng số bước sóng ghép, truyền dẫn quang khoảng cách xa, phát triển từ mạng toàn quang điểm - điểm thành mạng toàn quang tương lai Với thời gian nghiên cứu tìm hiểu thực tế mạng lưới, tìm hiểu cơng nghệ DWDM cịn hạn chế, đề cập luận văn thật nhỏ bé nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em kính mong thầy giáo bạn đóng góp ý kiến để luận văn em hồn thiện Một lần em xin cảm ơn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Hồng Hải bạn nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thành luận văn 78 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Lê Đức Trung TÀI LIỆU THAM KHẢO Ashwin Gumaste, Tony Antony, (2002), DWDM Network Designs and Engineering Solutions, IN 46290 USA ITU-T Series G, Transmission systems and media, digital and media, digital systems and networks, (2003), Optical system design and engineering considerations, USA Optiwave System Inc, (2003) WDM Comunication System, ON, Cannada Stamatios v Kartalopoulos, (2000), Intruduction to DWDM technology: Data in a Rainbow, USA Stamatios v Kartalopoulos, (2003), DWDM Netwoks, Devices and Technology, USA THS Đỗ Văn Việt Em, (2007) , Kỹ thuật thông tin quang 2, HVCN-BCVT 79 ... hưởng phi tuyến hệ thống truyền dẫn quang cơng nghệ 100G/ bước sóng? ?? Luận văn chia làm bốn chương: Chương I: Tổng quang hệ thống thông tin quang Chương II: Công nghệ ghép kênh theo bước sóng mật... điểm hệ thống WDM So với hệ thống truyền dẫn đơn kênh quang, hệ thống WDM có ưu điểm trội: + Dung lượng truyền dẫn lớn, hệ thống WDM có dung lượng truyền dẫn lớn nhiều so với hệ thống TDM Hiện hệ. .. sắc dẫn sóng: phân bố lượng ánh sáng sợi quang phụ thuộc vào bước sóng Sự phân bố gây nên tán sắc ống dẫn sóng 1.5 Ảnh hưởng hiệu ứng phi tuyến Trong hệ thống thông tin quang, hiệu ứng phi tuyến