ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa ĐTVT ĐHBK ĐN : Nghiên cứu kỹ thuật lan truyền ngược trong miền số cho hệ thống thông tin sợi quang . Đồ án tốt nghiệp khoa điện tử viễn thông ĐHBK ĐN 2020.ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa ĐTVT ĐHBK ĐN : Nghiên cứu kỹ thuật lan truyền ngược trong miền số cho hệ thống thông tin sợi quang . Đồ án tốt nghiệp khoa điện tử viễn thông ĐHBK ĐN 2020.ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa ĐTVT ĐHBK ĐN : Nghiên cứu kỹ thuật lan truyền ngược trong miền số cho hệ thống thông tin sợi quang . Đồ án tốt nghiệp khoa điện tử viễn thông ĐHBK ĐN 2020.
TÓM TẮT Tên đề tài: “Nghiên cứu kỹ thuật lan truyền ngược miền số cho hệ thống thông tin sợi quang” Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Long Số thẻ sinh viên: 106106122 Lớp: 16DTCLC1 Nguyễn Quốc Vinh Số thẻ sinh viên: 106160125 Lớp: 16DTCLC1 Với đề tài: “Nghiên cứu kỹ thuật lan truyền ngược miền số cho hệ thống thông tin sợi quang”, để thực đề tài đồ án bao gồm chương sau: Chương 1: Trình bày tổng quan hệ thống thông tin sợi quang: Khái niệm, thành phần hệ thống thông tin sợi quang, ưu điểm, hạn chế nội dung hệ thống thông tin sợi quang, tổng quan khuếch đại quang, nhiễu EDFA Chương 2: Trình bày phương trình Maxwell, phương trình truyền sóng sợi quang, phương pháp biến đổi Fourier tách bước, mô truyền sóng sợi quang dùng phương pháp biến đổi Fourier tách bước, lưu đồ truyền tín hiệu sợi quang kết mô nhận xét Chương 3: Trình bày kỹ thuật lan truyền ngược miền số (DBP): Lưu đồ thuật toán, phương pháp giải phương trình Schrưdinger phi tuyến tính, tối ưu hóa kích thước bước Chương 4: Mơ khảo sát đặc tính kỹ thuật lan truyền ngược miền số với kích thước bước chia kỹ thuật lan truyền ngược miền số với kích thước bước chia không Tiến hành khảo sát chất lượng kênh truyền quang thông qua hệ số SNR Gain phụ thuộc vào thông số như: công suất phát, tán sắc, phi tuyến, tốc độ ký tự, M-QAM chiều dài sợi quang Từ đưa nhận xét cho kết từ việc sử dụng phần mềm Matlab ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TT Họ tên sinh viên Số thẻ SV Lớp Ngành Nguyễn Văn Long 106160121 16DTCLC1 Kỹ thuật Viễn Thông Nguyễn Quốc Vinh 106160122 16DTCLC1 Kỹ thuật Viễn Thông Tên đề tài đồ án: “Nghiên cứu kỹ thuật lan truyền ngược miền số cho hệ thống thông tin sợi quang” Đề tài thuộc diện:☐Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Đồ án gồm có chương: Chương 1: Giới thiệu hệ thống thơng tin sợi quang Chương 2: Truyền sóng sợi quang phương pháp biến đổi Fourier tách bước Chương 3: Kỹ thuật lan truyền ngược miền số DBP để bù trừ tượng tán sắc phi tuyến hệ thống thông tin sợi quang Chương 4: Mô hệ thống thông tin sợi quang sử dụng kỹ thuật lan truyền ngược miền số Nội dung phần thuyết minh tính tốn: a Phần chung: TT Họ tên sinh viên Nguyễn Văn Long Nguyễn Quốc Vinh Nội dung Kỹ thuật lan truyền ngược miền số hệ thống thông tin sợi quang Kỹ thuật lan truyền ngược miền số hệ thống thông tin sợi quang b Phần riêng: TT Họ tên sinh viên Nội dung Nguyễn Văn Long Giới thiệu hệ thống thông tin sợi quang Nguyễn Quốc Vinh Truyền sóng sợi quang phương pháp biến đổi Fourier tách bước c Phần riêng: TT Họ tên sinh viên Nguyễn Văn Long Nội dung Mô chất lượng kỹ thuật lan truyền ngược miền số với kích thước bước chia Nguyễn Quốc Vinh Mô chất lượng kỹ thuật lan truyền ngược miền số với kích thước bước chia khơng Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): Phần riêng: TT Họ tên sinh viên Nguyễn Văn Long Nguyễn Quốc Vinh Nội dung Mô tán sắc truyền tín hiệu sợi quang kỹ thuật lan truyền ngược miền số với kích thước bước chia Mơ suy hao, phi tuyến truyền tín hiệu sợi quang kỹ thuật lan truyền ngược miền số có kích thước bươc chia khơng Họ tên người hướng dẫn: Phần/ Nội dung: PGS.TS Nguyễn Tấn Hưng Toàn Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 07/09 /2020 Ngày hoàn thành đồ án: 14/12 /2020 Đà Nẵng, ngày Trưởng Bộ môn kỹ thuật Viễn thông tháng năm 2020 Người hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Tấn Hưng LỜI MỞ ĐẦU Hiện thông tin quang coi ngành mũi nhọn lĩnh vực viễn thông Ngay từ giai đoạn đầu, hệ thống thơng tin cáp sợi quang thức đưa vào khai thác mạng viễn thông, phương thức truyền dẫn quang thể khả to lớn việc truyền tải dịch vụ viễn thông ngày phong phú đại giới Hệ thống thơng tin quang có nhiều ưu điểm hẳn hệ thống cáp đồng truyền thống hệ thống vô tuyến như: băng tần rộng, có cự ly thơng tin lớn, khơng bị ảnh hưởng nhiễu sóng điện từ có khả bảo mật thơng tin cao Các hệ thống không phù hợp với tuyến thông tin lớn đường trục, tuyến xuyên Đại Dương,… mà cịn có tiềm hệ thống thơng tin nội hạt với cấu trúc linh hoạt khả đáp ứng loại hình dịch vụ tương lai Với nhu cầu sử dụng thông tin người ngày cao, việc nâng cao tốc độ truyền, cự li truyền dẫn,… điều bắt buộc hệ thống thơng tin sợi quang Vì ảnh hưởng tượng tán sắc, phi tuyến làm giảm chất lượng đường truyền, việc nghiên cứu kỹ thuật để loại bỏ hiệu ứng tán sắc, phi tuyến để tăng chất lượng hệ thống Vì đồ án tốt nghiệp này, chúng em tập trung “Nghiên cứu kỹ thuật lan truyền ngược miền số cho hệ thống thông tin sợi quang” để nâng cao chất lượng truyền dẫn, đồ án bao gồm bốn chương chính: Chương 1: Giới thiệu hệ thống thơng tin sợi quang Chương 2: Truyền sóng sợi quang phương pháp Split - Step Fourier Transform Chương 3: Kỹ thuật lan truyền ngược miền số cho hệ thống thông tin sợi quang Chương 4: Mô hệ thống thông tin sợi quang sử dụng kỹ thuật lan truyền ngược miền số Do thời gian làm đồ án kiến thức hạn hẹp nên đồ án cịn nhiều thiếu sót cần bổ sung Do chúng em mong thầy, cô bảo bổ sung cho đồ án hoàn thiện Chúng em xin lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Tấn Hưng, thầy tận tình bảo, bổ sung kiến thức cho chúng em, giúp chúng em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Chúng em xin chân thành cảm ơn đến thầy ThS Nguyễn Văn Điền thầy cô khoa Điện tử - Viễn thông tạo điều kiện giúp đỡ chúng em thời gian làm đồ án đồ án tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Chúng em xin cam đoan nội dung đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu kỹ thuật lan truyền ngược miền số cho hệ thống thông tin sợi quang” chép đồ án cơng trình có từ trước Nếu vi phạm chúng em xin chịu hình thức kỷ luật Khoa Đà Nẵng, ngày tháng năm 2020 Sinh viên thực Mai Xuân Hùng - Võ Văn Huy MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .i LỜI CAM ĐOAN .iii MỤC LỤC iv DANH MỤC HÌNH VẼ vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ix CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN SỢI QUANG 1.1 Giới thiệu chương 1.2 Giới thiệu thông tin sợi quang 1.3 Đặc điểm hệ thống thông tin sợi quang 1.3.1 Ưu điểm hệ thống thông tin sợi quang 1.3.2 Nhược điểm hệ thống thông tin sợi quang quang 1.4 Sơ đồ tổng quát hệ thống thông tin sợi quang 1.5 Những nội dung hệ thống thơng tin sợi quang 1.5.1 Suy hao sợi quang 1.5.2 Tán sắc hệ thống thông tin sợi quang 1.5.2.1 Hiện tượng tán sắc 1.5.2.2 Các loại tán sắc 1.6 Tổng quan khuếch đại quang .7 1.6.1 Giới thiệu khuếch đại quang 1.6.2 Bộ khuếch đại quang sợi pha trộn ERBIUM (EDFA) 1.6.2.1 Cấu trúc EDFA 1.6.2.2 Nguyên lý hoạt động EDFA .10 1.7 Nhiễu EDFA .11 1.8 Kết luận chương 13 CHƯƠNG TRUYỀN SÓNG TRONG SỢI QUANG VÀ PHƯƠNG PHÁP BIẾN ĐỔI FOURIER TÁCH BƯỚC .14 2.1 Giới thiệu chương 14 2.2 Các phương trình Maxwell 14 2.3 Phương trình truyền sóng sợi quang 16 2.4 Phương pháp biến đổi Fourier tách bước .18 2.5 Mơ truyền sóng sợi quang dùng phương pháp biến đổi Fourier tách bước 20 2.5.1 Tiêu chuẩn Nyquist cho truyền tin băng sở đáp ứng xung Cosine nâng 20 2.5.2 Điều chế M-QAM (M-ary Quadrature Amplitude Modulation) 23 2.5.3 Kỹ thuật bù tán sắc miền điện (Electrical Dispersion Compensation - EDC) 24 2.5.4 Sơ đồ hệ thống thiết lập thông số 25 1.6Lưu đồ truyền tín hiệu sợi quang 27 2.7 Kết mô nhận xét .29 2.7.1 Ảnh hưởng tán sắc đến hệ thống truyền dẫn thông tin quang .29 2.7.2 Ảnh hưởng suy hao đến hệ thống truyền 31 2.8 Kết luận chương 33 CHƯƠNG KỸ THUẬT LAN TRUYỀN NGƯỢC TRONG MIỀN SỐ CHO HỆ THỐNG THÔNG TIN SỢI QUANG .35 3.1 Giới thiệu chương 35 3.2 Sơ đồ hệ thống kỹ thuật lan truyền ngược miền số DBP 35 3.3 Kỹ thuật lan truyền ngược miền số (DBP) 35 3.4 Giải phương trình Schrưdinger phi tuyến tính 36 3.5 Lưu đồ thuật toán kỹ thuật lan truyền ngược miền số DBP 38 3.6 Tối ưu hóa kích thước bước 42 3.7 Kết luận chương 43 CHƯƠNG MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG SỬ DỤNG KỸ THUẬT LAN TRUYỀN NGƯỢC TRONG MIỀN SỐ 44 4.1 Giới thiệu chương 44 4.2 Thiết lập thông số cho hệ thống 44 4.3 Kết khảo sát 46 4.3.1 Kỹ thuật lan truyền ngược miền số với kích thước bước chia 46 4.3.2 Kỹ thuật lan truyền ngược miền số với kích thước bước chia khơng .52 4.4 Kết luận chương 62 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG ĐỀ TÀI PHÁT TRIỂN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO .64 PHỤ LỤC 65 DANH MỤC HÌNH V Hình 1.1 Mơ hình hệ thống thông tin quang tiêu biểu với trạm trung tâm (CS) đơn vị kết nối quang ONU Hình 1.2 Sơ đồ tổng quát hệ thống thông tin sợi quang Hình 1.3 Minh họa giản nở xung tán sắc ánh sáng truyền sợi Hình 1.4 Sơ đồ loại tán sắc sợi quang[1] Hình 1.5 Mơ hình tổng quan khuếch đại quang[3] Hình 1.6 Cấu trúc khuếch đại EDFA[3] .9 Hình 1.7 Q trình khuếch đại tín hiệu xảy EDFA với hai bước sóng bơm 980nm 1480nm 10 Y Hình 2.1 Sơ đồ minh họa phương pháp biến đổi Fourier tách bước chia đối xứng cho mô số[5] 19 Hình 2.2 Đặc tuyến biên độ - tần số lọc RC[6] 21 Hình 2.3 Đáp ứng xung lọc RC[6] 22 Hình 2.4 Đáp ứng xung lọc RRC[6] 22 Hình 2.5 Mơ hình hệ thống thông tin sợi quang với đường truyền sử dụng khuếch đại EDFA mắc xen kẽ 25 Hình 2.6 Sơ đồ khối giải thuật mô hệ thống thông tin sợi quang với đường truyền sử dụng khuếch đại EDFA mắc xen kẽ 27 Hình 2.7 Giản đồ chịm tín hiệu 25 Gbaud 16 QAM truyền qua 8km sợi quang NZ-DFS chưa có kỹ thuật bù .29 Hình 2.8 Giản đồ chịm tín hiệu 25 Gbaud 16 QAM truyền qua 8km sợi quang SSFM chưa có kỹ thuật bù 30 Hình 2.9 Giản đồ mắt tín hiệu 25 Gbaud 16 QAM truyền qua 8km sợi quang SSFM chưa có kỹ thuật bù 30 Hình 2.10 SNR hàm cơng suất phát truyền 25 Gbaud 16QAM qua 800 km sợi quang đơn mode với suy hao 0.2 dB/km, 0.25 dB/km 0.3 dB/km .31 Hình 2.11 EVM hàm công suất phát truyền 25 Gbaud 16QAM qua 800 km sợi quang đơn mode với suy hao 0.2 dB/km, 0.25 dB/km 0.3 dB/km .32 Hình 2.12 SNR hàm công suất phát truyền 25 Gbaud 50 Gbaud 16QAM qua 800km SSFM .33 Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống kỹ thuật lan truyền ngược miền số DBP .35 Hình 3.2 Sơ đồ khối lan truyền thuận (FP) kỹ thuật lan truyền ngược miền số (DBP) 36 Hình 3.3 Lưu đồ thuật tốn kỹ thuật lan truyền ngược số DBP 39 Hình 3.4 Hình cấu hình phân phối cơng suất theo khoảng cách DBP thông thường chia không 42 Y Hình 4.1 Sơ đồ hệ thống kỹ thuật lan truyền ngược miền số DBP[7] 44 Hình 4.2 (a) Hệ số SNR DBP chia 10 steps/span với EDC theo công suất phát Ptx khoảng cách 3200km, 16 QAM, 60 Gbaud; (b) giản đồ chòm (DBP), (c) giản đồ chòm EDC 46 Hình 4.3 Hệ số DBP có kích thước bước chia khơng với EDC 16 QAM với (a) steps/span, (c) steps/span, (d) steps/span, (e) 10 steps/span, (d) 20 steps/span 48 Hình 4.4 Độ lợi SNR DBP với 20steps/span khoảng cách truyền dẫn khác 49 Hình 4.5 Độ lợi SNR kỹ thuật DBP chia nhỏ số bước 50 Hình 4.6 Độ lợi SNR kỹ thuật DBP 20steps/span qua QAM 51 Hình (a) Hệ số SNR DBP chia không 10 steps/span với EDC theo công suất phát Ptx khoảng cách 3200km, 16 QAM, 60 Gbaud; (b) giản đồ chòm (DBP), (c) giản đồ chòm EDC .52 Hình 4.8 (a)Hệ số SNR DBP có kích thước bước chia khơng so với DBP có kích thước bước chia 20steps/span theo Ptx, khoảng cách 3200km, điều chế 16QAM, băng thơng 120Gbaud, giản đồ chịm (b) EDC, (c)DBP đều, (d) DBP không 54 Hình 4.9 Hệ số DBP có kích thước bước chia không với EDC 16 QAM với (a) steps/span, (c) steps/span, (d) steps/span, (e) 10 steps/span, (d) 20 steps/span 56 Hình 4.10 Độ lợi SNR (dB) DBP có kích thước bước chia khơng 20 steps/span khoảng cách 3200km, 16 QAM theo tốc độ truyền 57 Hình 4.11 Độ lợi SNR (dB) DBP có kích thước bước chia khơng với 20 steps/span, 16 QAM theo tốc độ truyền khoảng cách khác 58 Hình 4.12 Độ lợi SNR (dB) DBP có kích thước bước chia khơng theo tốc độ truyền với kích thước bước khác khoảng cách 2400km 59 Hình 4.13 Độ lợi SNR (dB) DBP có kích thước bước chia khơng 20 steps/span với QAM, 16 QAM, 64 QAM khoảng cách 2400km theo tốc độ truyền .60 Chương 4: Mô hệ thống thông tin sợi quang sử dụng kỹ thuật lan truyền ngược miền số (b) (c) (d) Hình 4.8 (a)Hệ số SNR DBP có kích thước bước chia khơng so với DBP có kích thước bước chia 20steps/span theo Ptx, khoảng cách 3200km, điều chế 16QAM, băng thơng 120Gbaud, giản đồ chịm (b) EDC, (c)DBP đều, (d) DBP không Nhận xét: Hình 4.8 mơ tả tỷ số cơng suất tín hiệu nhiễu SNR (dB) DBP có kích thước bước chia không với số bước 20steps/span Kết hình 4.8 ta thấy, SNR Gain DBP chia không gấp 1.55dB so với DBP chia gấp 4.1dB so với EDC Việc chia kích thước bước DBP theo phân phối công suất tránh dư thừa hiệu ứng FWM quan trọng để nâng cao chất lượng tín hiệu cự li tốc độ truyền dẫn lớn Qua quan sát giản đồ chịm sao, thấy chùm rõ nét sử dụng kỹ thuật bù EVM kỹ thuật giảm dần hình (b) EDC có EVM 25.6%, (c) DBP có kích thước bước chia có EVM 16.4% (c) DBP có kích thước bước chia khơng 13.7% Trang 50 Chương 4: Mô hệ thống thông tin sợi quang sử dụng kỹ thuật lan truyền ngược miền số Tỉ số tín hiệu nhiễu SNR DBP có kích thước bước chia khơng so với DBP có kích thước bước chia EDC theo chiều dài khác với tốc độ truyền G = 120Gbaud điều chế 16 QAM: (a) (b) (c) (d) (e) (f) Hình 4.9 Hệ số DBP có kích thước bước chia khơng với EDC 16 QAM với (a) steps/span, (c) steps/span, (d) steps/span, (e) 10 steps/span, (d) 20 steps/span Nhận xét: Hình 4.9 cho thấy việc chia kích thước bước DBP hai trường hợp thông thường (chia đều) không chia so với bù tán sắc điện tử EDC Ta Trang 51 Chương 4: Mô hệ thống thông tin sợi quang sử dụng kỹ thuật lan truyền ngược miền số dễ thấy, chia steps, steps tỉ số tín hiệu nhiễu SNR DBP có kích thước bước chia thấp so với DBP có kích thước bước khơng thấp EDC SNR DBP chia không bù EDC Nhưng tăng lên 6, steps/span bắt đầu thấy SNR DBP có bước chia khơng cao SNR bù EDC Mức tăng SNR tiếp tục tăng lên tăng số lượng bước/đoạn hai trường hợp chia bước DBP Thông qua hình ta thấy việc tối ưu kích thước bước DBP tốt làm tăng SNR nâng cao hiệu suất truyền dẫn hệ thống Trang 52 Chương 4: Mô hệ thống thông tin sợi quang sử dụng kỹ thuật lan truyền ngược miền số SNR Gain dB DBP có kích thước bước chia khơng chia khoảng cách L=3200km, 16QAM, chia 20 steps/span Hình 4.10 Độ lợi SNR (dB) DBP có kích thước bước chia không 20 steps/span khoảng cách 3200km, 16 QAM theo tốc độ truyền Nhận xét: Hình 4.10 thể SNR Gain DBP có kích thước bước chia không với 20 steps/span khoảng cách 3200km sử dụng điều chế 16 QAM Xét thấy tốc độ truyền từ 20 Gbaud đến 80 Gbaud thấy SNR Gain DBP chia cao DBP chia không đều, mức Gain không đáng kể, từ 80 Gbaud đến 200 Gbaud thấy SNR Gain DBP chia đểu giảm mạnh so với DBP chia khơng đều, thấy băng thơng lớn ảnh hưởng phi tuyến tác động lên DBP chia mạnh so với DBP chia khơng Vì vậy, để hệ thống có cự li truyền dẫn dài có băng thơng lớn việc dùng DBP chia khơng lí tưởng Độ lợi SNR kỹ thuật DBP (dB) khoảng cách khác (800km, 1600km, 2400km, 3200km), 16 QAM số bước DBP 20steps/span Trang 53 Chương 4: Mô hệ thống thông tin sợi quang sử dụng kỹ thuật lan truyền ngược miền số Hình 4.11 Độ lợi SNR (dB) DBP có kích thước bước chia không với 20 steps/span, 16 QAM theo tốc độ truyền khoảng cách khác Nhận xét: Hình 4.11 thể độ lợi SNR kỹ thuật DBP (SNR (dB)) khoảng cách khác (800km, 1600km, 2400km, 3200km), sử dụng điều chế 16 QAM số bước DBP 20steps/span theo tốc độ truyền từ 20 Gbaud đến 200 Gbaud Trên hình cho thấy hiệu suất chất lượng tin hiệu tăng từ 3200km đến 800km, nguyên nhân tăng cự li truyền dẫn ảnh hưởng tán sắc phi tuyến lên đường truyền làm cho chất lượng bị giảm Và xu hướng đồ thị giảm tăng băng thơng tín hiệu truyền Độ lợi SNR kỹ thuật DBP chia nhỏ số bước với 2, 4, 6, 8, 10, 20 steps/span khoảng cách 2400km, 16QAM Trang 54 Chương 4: Mô hệ thống thông tin sợi quang sử dụng kỹ thuật lan truyền ngược miền số Hình 4.12 Độ lợi SNR (dB) DBP có kích thước bước chia khơng theo tốc độ truyền với kích thước bước khác khoảng cách 2400km Nhận xét: Đối với hệ thống DBP có kích thước bước chia khơng đều, tăng số lượng bước/đoạn (step/span) cách đơn giản để trì hiệu suất băng thơng tín hiệu tăng lên Như thể hình 4.11 tăng số bước từ đến 20 bước, thấy độ lợi SNR hệ thống tăng tăng số bước Có thể thấy số lượng bước/phân đoạn 20 tốc độ truyền 200 Gbaud hệ thống đạt độ lợi gần dB so với DBP có kích thước bước chia độ lợi gain dB, chia kích thước bước nhỏ độ lợi thu âm Nên việc chọn số lượng bước/phân đoạn cần thiết cho hệ thống DBP cụ thể, chia nhiều số bước/phân đoạn phải cần hệ thống tính tốn lớn, tốn Độ lợi SNR kỹ thuật DBP với 4Qam, 16Qam, 64Qam khoảng cách 2400km, chia bước 20 steps/span Trang 55 Chương 4: Mô hệ thống thông tin sợi quang sử dụng kỹ thuật lan truyền ngược miền số Hình 4.13 Độ lợi SNR (dB) DBP có kích thước bước chia không 20 steps/span với QAM, 16 QAM, 64 QAM khoảng cách 2400km theo tốc độ truyền Nhận xét: Hình 4.13 cho thấy độ lợi SNR (dB) tín hiệu điều chế QAM, 16 QAM, 64 QAM, giảm tăng baudrate Tại lúc tín hiệu có tốc độ truyền nhỏ, 60 Gbaud độ lợi SNR DBP làm việc tốt, tiếp tục tăng tốc độ truyền độ lợi SNR giảm mạnh Sau so sánh trường hợp, thấy hệ thống DBP không làm việc tốt điều chế QAM, QAM mà thực tốt với 64 QAM Độ lợi SNR DBP thay đổi độ dài span, span 60km, 80km, 120km, khoảng cách z=2400km, 16QAM Trang 56 Chương 4: Mô hệ thống thông tin sợi quang sử dụng kỹ thuật lan truyền ngược miền số Hình 4.14 Độ lợi SNR (dB) DBP có kích thước bước chia không 20 steps/span, 16 QAM khoảng cách 2400km có thay đổi chiều dài span theo tốc độ truyền Nhận xét: Việc đặt khuếch đại EDFA đâu đường truyền cho hợp lý, hình 4.14 thể độ lợi SNR (dB) hệ thống truyền dẫn đặt khuếch đại EDFA khoảng cách 60km, 80km, 120km Xét thấy khoảng cách 60km đặt EDFA lúc đầu chất lượng tín hiệu tốt, sau lại giảm đi, nguyên đặt nhiều khuếch đại nhiễu ASE khuếch đại cộng dồn độ suy hao 12 dB dẫn đến việc chất lượng tín hiệu bị giảm dần di tăng dung lượng việc đặt nhiều khuếch đại gây tốn chi phí Cịn đặt khuếch đại khoảng cách 120km độ khuếch đại suy hao lên đến 24 dB dẫn đến nhiễu ASE lớn nên chất lượng tín hiệu khơng tốt Nên lựa chọn khoảng cách 80km có độ khuếch đại 16 dB hợp lý để đặt khuếch đại EDFA (trong thực tế khuếch đại EDFA lý tưởng đặt khoảng cách 80-100 km) 4.4 Kết luận chương Chương đồ án dùng phần mềm Matlab để mơ khảo sát hệ thống truyền tín hiệu quang sử dụng sợi đơn mode chuẩn SSMF khuếch đại EDFA kết hợp với kỹ thuật lan truyền ngược miền số DBP Khi tín hiệu hệ thống Trang 57 Chương 4: Mô hệ thống thông tin sợi quang sử dụng kỹ thuật lan truyền ngược miền số truyền chất lượng tín hiệu bị ảnh hưởng bởi, suy hao, tán sắc, phi tuyến lên hệ thống lớn Qua kết mô phỏng, sử dụng kỹ thuật lan truyền ngược miền số DBP chất lượng tín hiệu nâng lên cách đáng kể cự li truyền dẫn băng thơng kênh truyền.Việc chia kích thước bước DBP cần phải tính tốn cụ thể, chia nhiều bước phân đoạn sợi ảo DBP thu chất lượng tín hiệu tốt, việc chia nhiều bước dẫn đến tốn tài nguyên số máy thu, cần phải có hệ thống tính tốn lớn gây tốn chi phí Khi áp dụng hệ thống vào thực tế, cịn có nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu mà mô chưa thể hết Trang 58 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG ĐỀ TÀI PHÁT TRIỂN Sau hoàn thành đồ án này, chúng em nắm tổng quát hệ thống thông tin quang việc truyền tín hiệu sợi quang sử dụng phương pháp biến đổi Fourier tách bước kết hợp với khuếch đại EDFA kỹ thuật lan truyền ngược miền số DBP Mô hệ thống để đánh giá kết mà kỹ thuật mang lại Cụ thể, cách sử dụng phần mềm Matlab, để mơ lan truyền tín hiệu sợi quang phương pháp biến đổi Fourier tách bước với khuếch đại quang EDFA kỹ thuật lan truyền ngược miền số DBP Kết mô đưa chất lượng tín hiệu cự li băng thông truyền dẫn khác Qua thấy ảnh hưởng suy hao, tán sắc phi tuyến tác động đến sợi quang Do kiến thức hệ thống thông tin sợi quang việc tiếp cận phần mềm cịn gặp nhiều khó khăn nên chúng em chưa xây dựng hệ thống hoàn hảo Dựa tảng đồ án này, hướng phát triển đề tài xây dựng hệ thống sử dụng khuếch đại RAMAN, truyền đa kênh, ghép kênh theo phân chia bước sóng WDM… Trang 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Nguyễn Văn Tuấn, “Thông tin sợi quang”, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam, 2010 [2] TS Lê Quốc Cường, ThS.Đỗ Văn Việt Em, ThS.Phạm Quốc Hợp, “Kỹ thuật thông tin quang 1”, Học viện công nghệ bưu viễn thơng [3] ThS Phạm Quốc Hợp, “Kỹ thuật thơng tin quang 2”, Học viện cơng nghệ bưu viễn thông [4] Govind P.Agrawal, Fiber-optic Communications, Elsevier Inc,2000 [5] Govind P.Agrawal, Nonlinear Fiber optics, New York, 2006 [6] https://en.wikipedia.org/wiki/Raised-cosine_filter [7] H.N Tan, S.T Le, “On the effectiveness of nonlinearity compensation for high-baudrate single-channel transmissions”, Optics Communications (2018) [8] Takashi Kunihiro, Atsushi Maeda, Shoichiro Oda, Akihiro Maruta, “Experimental Demonstration of All-Optical Tunable Delay Line Based on Slow Light Using Soliton Collision in Optical Fiber”, Optics Express, Vol 14, 2006 [9] Rameez Asif, Chien-Yu Lin and Bernhard Schmauss, “Digital Backward Propagation: A Technique to Compensate Fiber Dispersion and Non-Linear Impairments” Published: November 23rd 2011 [10] R A Shafik, M S Rahman and A R Islam, "On the Extended Relationships Among EVM, BER and SNR as Performance Metrics," 2006 International Conference on Electrical and Computer Engineering, Dhaka, 2006 PHỤ LỤC Một phần nội dung đồ án tốt nghiệp đươc đăng Tạp chí khoa học Cơng nghệ, Đại học Đà Nẵng Với đề tài “ Mô truyền tín hiệu sợi Trang 60 quang sử dụng phương pháp chia bước Fourier” Tác giả Nguyễn Văn Điền, Mai Xuân Hùng, Võ Văn Huy, Nguyễn Văn Tuấn, Nguyễn Tấn Hưng Trang 61 ... Chương 3: Kỹ thuật lan truyền ngược miền số cho hệ thống thơng tin sợi quang Hình 3.3 Lưu đồ thuật toán kỹ thuật lan truyền ngược số DBP Bước 1: Nhập thông số cho hệ thống sợi quang bao gồm hệ số. .. Transform Chương 3: Kỹ thuật lan truyền ngược miền số cho hệ thống thông tin sợi quang Chương 4: Mô hệ thống thông tin sợi quang sử dụng kỹ thuật lan truyền ngược miền số Do thời gian làm đồ án kiến thức... làm đồ án đồ án tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Chúng em xin cam đoan nội dung đồ án tốt nghiệp với đề tài: ? ?Nghiên cứu kỹ thuật lan truyền ngược miền số cho hệ thống thông tin sợi quang? ?? chép đồ án