Bài thực tập chuyên sâu Bài 1: Mục đích: Khảo sát so sánh đặc tính điều biến kỹ thuật điều biến khác sử dụng phát quang Yêu cầu: Xây dựng phát quang laser diode sử dụng kỹ thuật điều biến trực tiếp khảo sát đặc tính Xây dựng phát quang laser diode sử dụng kỹ thuật điều biến dùng điều chế MachZehnder khảo sát đặc tính Nội dung: a Khảo sát đặc tính bơ phát quang LD sử dụng điều chế trực tiếp - Xây dựng phát theo sơ đồ khối đây: OSA Chuỗi PRBS Bộ tạo xung NRZ Laser - phương trình tốc độ Máy sóng OSA: Máy phân tích phổ quang OTDV: Máy sóng tín hiệu quang Bộ thu quang Rx OTDV - Thiết lập tham số cho khối hoạt động tốc độ 2,5 Gbit/s, độ dài chuỗi bit 32 bit, số mẫu 512 mẫu/mỗi bít - Kiểm tra hiệu chỉnh tham số dịng kích thích laser trước chạy mơ - Sử dụng khối phân tích phổ quang máy sóng tín hiệu quang tín hiệu điện để quan sát phân tích tín hiệu - Chạy mô thu thập kết cho phân tích đặc tính điều chế phát quang trường hợp dòng định thiên (bias) nhỏ lớn dòng ngưỡng laser - Quan sát kết để phân tích nhận xét: phổ quang, dạng sóng chirp tần tín hiệu quang điều biến miền thời gian, so sánh với dạng sóng tín hiệu điện kích thích Có thể sử dụng thêm thu quang (Rx) khối phân tích mẫu mắt để quan sát biểu đồ mắt tín hiệu thu b Khảo sát đặc tính bơ phát quang LD sử dụng điều chế - Xây dựng phát sử dụng điều chế Mach-Zehnder theo sơ đồ khối đây: Chuỗi PRBS Laser CW OSA: Máy phân tích phổ quang OTDV: Máy sóng tín hiệu quang MZM: Bộ điều chế Mach-Zehnder OSA Bộ tạo xung NRZ MZM Máy sóng Bộ thu quang Rx OTDV - Thiết lập tham số cho khối hoạt động tốc độ 2,5 Gbit/s, độ dài chuỗi bit 32 bit, số mẫu 32 mẫu/mỗi bít - Kiểm tra hiệu chỉnh tham số điều chế MZM trước chạy mô - Sử dụng khối phân tích phổ quang máy sóng tín hiệu quang tín hiệu điện để quan sát phân tích tín hiệu - Chạy mơ thu thập kết cho phân tích đặc tính điều chế phát quang trường hợp hệ số đối xứng (symmetry factor) -1 - Quan sát kết để phân tích nhận xét: phổ quang, dạng sóng chirp tần tín hiệu quang điều biến miền thời gian, so sánh với dạng sóng tín hiệu điện kích thích Có thể sử dụng thêm thu quang (Rx) khối phân tích mẫu mắt để quan sát biểu đồ mắt tín hiệu thu c Thu thập kết viết báo cáo - So sánh kết phân tích hai trường hợp điều chế, giải thích nhận xét kết thu Bài 2: Mục đích: Khảo sát độ nhạy thu quang sử dụng thành phần diode thu quang khác Yêu cầu: Xây dựng thu quang sử dụng PIN khảo sát độ nhạy thu Xây dựng thu quang sử dụng APD khảo sát độ nhạy thu Nội dung: a Khảo sát độ nhạy thu quang sử dụng PIN - Xây dựng thu quang sử dụng diode thu quang PIN theo sơ đồ khối đây: Chuỗi PRBS Bộ tạo xung NRZ Laser CW MZM PD: Diode thu quang - Bộ suy hao PD PIN Bộ phân tích BER Bộ lọc Bessel thông thấp Máy đo công suất quang Thiết lập tham số cho khối sơ đồ hoạt động tốc độ 2,5 Gbit/s 10 Gbit/s, độ dài chuỗi bit 128 bit, số mẫu 64 mẫu/mỗi bít - Kiểm tra hiệu chỉnh tham số suy hao suy hao trước chạy mô - Sử dụng máy đo công suất quang để đo công suất quang vào thu khối phân tích BER để quan sát biểu đồ mắt ước tính BER tín hiệu thu - Chạy mô thu thập kết giá trị suy hao quang khác (Có thể sử dụng chế độ quét để quét giá trị suy hao) - Vẽ đường cong BER hàm công suất thu xác định độ nhạy thu mức BER = 10 10 hai tốc độ khác b Khảo sát độ nhạy thu quang sử dụng APD - Xây dựng thu quang sử dụng diode thu quang PIN theo sơ đồ khối đây: Chuỗi PRBS Bộ tạo xung NRZ Laser CW Bộ suy hao MZM Bộ phân tích BER PD APD Bộ lọc Bessel thông thấp PD: Diode thu quang Máy đo công suất quang - Thiết lập tham số cho khối sơ đồ hoạt động tốc độ 2,5 Gbit/s 10 Gbit/s, độ dài chuỗi bit 128 bit, số mẫu 64 mẫu/mỗi bít - Kiểm tra hiệu chỉnh tham số suy hao suy hao trước chạy mô - Sử dụng máy đo công suất quang để đo công suất quang vào thu khối phân tích BER để quan sát biểu đồ mắt ước tính BER tín hiệu thu - Chạy mô thu thập kết giá trị suy hao quang khác (Có thể sử dụng chế độ quét để quét giá trị suy hao) - Vẽ đường cong BER hàm công suất thu xác định độ nhạy thu mức BER = 10 10 hai tốc độ khác c Thu thập kết viết báo cáo - So sánh kết phân tích hai kiểu thu quang sử dụng PIN APD, giải thích nhận xét kết thu Bài 3: Mục đích: Khảo sát tuyến truyền dẫn sợi quang Yêu cầu: a - Xây dựng tuyến truyền dẫn sợi quang sử dụng sợi đơn mode chuẩn khảo sát đặc tính Xây dựng tuyến truyền dẫn sợi quang có sử dụng sợi bù tán sắc khảo sát đặc tính Nội dung: Khảo sát tuyến truyền dẫn sợi quang sử dụng sợi đơn mode chuẩn (SSMF) Xây dựng tuyến truyền dẫn sợi quang theo sơ đồ đây: chặng (span) OSA: Máy phân tích phổ quang Bộ phát quang SSMF Bộ thu quang Bộ phân tích BER EDFA x N lần Máy đo công suất quang OSA Trong tuyến truyền dẫn quang bao gồm N chặng (span) có cấu hình giống Mỗi span gồm đoạn sợi quang đơn mode chuẩn cho truyền dẫn EDFA sử dụng để bù suy hao truyền dẫn sợi chặng Do cấu hình chặng giống nên sử dụng khối điều khiển vòng lặp (Loop Control) để thay đổi số chặng tuyến Các phát quang thu quang sử dụng cấu trúc xây dựng trước - - - Thiết lập tham số phù hợp cho khối sơ đồ, hệ thống hoạt động tốc độ 2,5 Gbit/s, độ dài chuỗi bit 128 bit, số mẫu 64 mẫu/mỗi bít Chiều dài sợi quang chặng 80 km Bộ khuyếch đại EDFA có hệ số nhiễu NF = dB Kiểm tra hiệu chỉnh tham số vòng lặp trước chạy mô Sử dụng máy đo công suất quang, máy sóng tín hiệu quang tín hiệu điện để giám sát tín hiệu điểm cần thiết hệ thống, khối phân tích BER để quan sát biểu đồ mắt ước tính BER tín hiệu thu được, máy phân tích phổ quang để đo phổ ước tính tham số OSNR điểm cuối tuyến truyền dẫn Tham số OSNR xác định qua phổ quang đo cho thấy hình độ rộng băng tần quang tham chiếu (độ phân giải phổ) 0,1 nm - Chạy mô thu thập kết khoảng cách tuyến truyền dẫn khác (bằng cách thay đổi số chặng hay số vòng lặp tuyến) - Vẽ đường cong BER tham số OSNR hàm khoảng cách truyền dẫn xác định giới hạn khoảng cách hệ thống mức BER = 10-10 b Khảo sát tuyến truyền dẫn sợi quang có sử dụng sợi bù tán sắc (DCF) - Xây dựng tuyến truyền dẫn sợi quang theo sơ đồ đây: chặng (span) Bộ phát quang SSMF EDFA DCF OSA: Máy phân tích phổ quang EDFA Bộ thu quang Bộ phân tích BER x N lần Máy đo công suất quang - OSA Trong tuyến truyền dẫn quang bao gồm N chặng (span) có cấu hình giống Mỗi span gồm đoạn sợi quang đơn mode chuẩn cho truyền dẫn, đoạn sợi bù tán sắc hai EDFA sử dụng để bù suy hao truyền dẫn sợi chặng Do cấu hình chặng giống nên sử dụng khối điều khiển vịng lặp (Loop Control) để thay đổi số chặng tuyến Các phát quang thu quang sử dụng cấu trúc xây dựng trước Thiết lập tham số phù hợp cho khối sơ đồ, hệ thống hoạt động tốc độ 2,5 Gbit/s 10 Gbit/s, độ dài chuỗi bit 128 bit, số mẫu 64 mẫu/mỗi bít Chiều dài sợi SSMF chặng 80 km, chiều dài sợi DCF 20 km cho phép bù hoàn toàn tán sắc chặng Sợi DCF có hệ số suy hao cỡ 0,5 dB/km diện tích hiệu dụng 20 m2 Bộ khuyếch đại EDFA có hệ số nhiễu NF = dB - Kiểm tra hiệu chỉnh tham số vòng lặp trước chạy mô - Sử dụng máy đo cơng suất quang, máy sóng tín hiệu quang tín hiệu điện để giám sát tín hiệu điểm cần thiết hệ thống, khối phân tích BER để quan sát biểu đồ mắt ước tính BER tín hiệu thu được, máy phân tích phổ quang để đo phổ ước tính tham số OSNR điểm cuối tuyến truyền dẫn - Chạy mô thu thập kết khoảng cách tuyến truyền dẫn khác (bằng cách thay đổi số chặng hay số vòng lặp tuyến) - Vẽ đường cong BER tham số OSNR hàm khoảng cách truyền dẫn xác định giới hạn khoảng cách OSNR hệ thống mức BER = 10-10 hai tốc độ khác c Thu thập kết viết báo cáo - Giải thích nhận xét kết thu hai tuyến truyền dẫn sợi quang Bài 4: Mục đích: Khảo sát hệ thống truyền dẫn quang ghép kênh theo bước sóng WDM Yêu cầu: - Xây dựng hệ thống truyền dẫn quang WDM khảo sát hiệu hệ thống Nội dung: a Khảo sát hiệu hệ thống truyền dẫn quang WDM xác định công suất phát tối ưu - Xây dựng hệ thống truyền dẫn WDM theo sơ đồ đây: Bộ phát quang chặng (span) Bộ ghép bước sóng 4x1 Bộ phát quang x N lần SSMF DCF EDFA EDFA Bộ tách bước sóng 1x4 Bộ thu quang Bộ phân tích BER Bộ thu quang Bộ phân tích BER Trong tuyến truyền dẫn sợi quang có cấu hình xây dựng có sử dụng sợi DCF - Thiết lập tham số phù hợp cho khối sơ đồ, lựa chọn kiểu hệ thống WDM sau: + kênh bước sóng khoảng cách 50 GHz, kênh có tốc độ 10 Gbits/s + kênh bước sóng khoảng cách 100 GHz, kênh có tốc độ 20 Gbits/s + kênh bước sóng khoảng cách 200 GHz, kênh có tốc độ 40 Gbits/s Độ dài chuỗi bit 128 bit, số mẫu 64 mẫu/mỗi bít Sử dụng ghép bước sóng 4x1 tách bước sóng 1x4 (WDM Mux 4x1/Demux 1x4), ý thiết lập tham số độ rộng băng tần quang ghép/tách cho phù hợp đảm bảo hiệu tốt cho hệ thống Các kênh bước sóng hoạt động băng tần C - Thiết lập số vòng lặp N = 10 hiệu chỉnh tham số công suất phát kênh trước chạy mô - Sử dụng máy đo công suất quang, máy sóng tín hiệu quang tín hiệu điện để giám sát tín hiệu điểm cần thiết hệ thống, khối phân tích BER để quan sát biểu đồ mắt ước tính BER tín hiệu thu được, máy phân tích phổ quang để đo phổ ước tính tham số OSNR điểm cuối tuyến truyền dẫn - Chạy mô thu thập kết mức công suất phát khác - Vẽ đường cong BER kênh tồi hàm công suất phát xác định mức công suất phát tối ưu cho hệ thống b Khảo sát hiệu hệ thống truyền dẫn quang WDM xác định giới hạn khoảng cách truyền dẫn - Sử dụng cấu hình hệ thống tương tự phần trên, thiết lập công suất mức tối ưu hiệu chỉnh tham số vịng lặp trước chạy mơ - Chạy mô thu thập kết khoảng cách tuyến truyền dẫn khác (bằng cách thay đổi số chặng hay số vòng lặp tuyến) - Vẽ đường cong BER tham số OSNR hai kênh tốt tồi hàm khoảng cách truyền dẫn xác định giới hạn khoảng cách OSNR hệ thống mức BER = 10 -10 hai tốc độ khác c Thu thập kết viết báo cáo - Giải thích nhận xét kết thu hai trường hợp khảo sát ... thu quang sử dụng PIN - Xây dựng thu quang sử dụng diode thu quang PIN theo sơ đồ khối đây: Chuỗi PRBS Bộ tạo xung NRZ Laser CW MZM PD: Diode thu quang - Bộ suy hao PD PIN Bộ phân tích BER Bộ... dựng thu quang sử dụng diode thu quang PIN theo sơ đồ khối đây: Chuỗi PRBS Bộ tạo xung NRZ Laser CW Bộ suy hao MZM Bộ phân tích BER PD APD Bộ lọc Bessel thông thấp PD: Diode thu quang Máy đo công... sợi đơn mode chuẩn khảo sát đặc tính Xây dựng tuyến truyền dẫn sợi quang có sử dụng sợi bù tán sắc khảo sát đặc tính Nội dung: Khảo sát tuyến truyền dẫn sợi quang sử dụng sợi đơn mode chuẩn (SSMF)