Nghiên cứu và đánh giá các kỹ thuật bù trong hệ thống thống thông tin quang wdm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG -  - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC KỸ THUẬT BÙ TRONG HỆ THỐNG THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM GV hƣớng dẫn: PGS.TS NGUYỄN THỊ QUỲNH HOA SV thực hiện: PHẠM CƠNG KHANG Lớp: 51K - ĐTVT Khóa học: 2010- 2016 NGHỆ AN-5/2016 LỜI MỞ ĐẦU Hiện thông tin quang đƣợc coi nghành mũi nhọn lĩnh vực viễn thông Ngay từ giai đoạn đầu, hệ thống thông tin cáp sợi quang thức đƣa vào khai thác mạng viễn thơng, phƣơng thức truyền đẫn quang khả to lớn việc truyền tải dịch vụ viễn thông ngày phong phú đại giới Hệ thống thơng tin quang có nhiều ƣu điểm hệ thống cáp đồng truyền thống hệ thống vơ tuyến nhƣ: Băng tần rộng, có cự ly thông tin không bị ảnh hƣớng nhiễu sóng điện từ khả bảo mật thơng tin cao Các hệ thống không phù hợp với tuyến thông tin lớn nhƣ tuyến đƣờng trục, tuyến xun đại dƣơng, mà cịn có tiềm hệ thống thông tin nội hạt với cấu trúc linh hoạt khả đáp ứng loại hình dịch vụ đại tƣơng lai Một yếu tố mang lại ƣu điểm trội cho hệ thống thơng tin quang phần tử quang điện cấu thành nên hệ thống Các thành phần tạo nên tuyến thông tin quang hồn chỉnh từ phía phát đến phía thu Đáp ứng nhu cầu này, công nghệ ghép kênh theo bƣớc sóng quang (WDM) giải pháp hồn hảo cho phép tận dụng hiệu băng thông cực lớn sợi quang, nâng cao đƣợc dung lƣợng truyền dẫn làm giảm giá thành sản phẩm Sự phát triển mang lại ƣu điểm vƣợt trội chất lƣợng truyền dẫn cao, đặc biệt băng thông rộng Tuy nhiên hệ thống thông tin quang dung lƣợng lớn gặp phải vấn đề lớn cần quan tâm nhƣ: Suy hao, tán sắc hiệu ứng phi tuyến làm giảm chất lƣợng cự li truyền dẫn hệ thống Với đồ án em nghiên cứu hệ thống thông tin quang đánh giá phƣơng pháp bù suy hao, tán sắc hệ thống ghép kênh theo bƣớc sóng WDM Do kiến thức cịn hạn hẹp nên q trình làm khơng thể tránh đƣợc sai sót, em mong đƣợc thầy giáo bạn góp ý thêm Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cô giáo PGS.TS Nguyễn Thị Quỳnh Hoa tận tình hƣớng dẫn em hoàn thành tốt đồ án này! Sinh viên Phạm Công Khang iv MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU MỤC LỤC v DANH MỤC HÌNH VẼ ix DANH MỤC BẢNG BIỂU xii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .xiii TÓM TẮT ĐỒ ÁN .xiii CHƢƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG GHÉP KÊNH 1.1 Cấu trúc tổng quát hệ thống thông tin quang WDM 1.2 Nguyên lý ghép kênh theo bƣớc sóng WDM 1.2.1 Giới thiệu hệ thống ghép kênh theo bƣớc sóng WDM 1.2.2 Các kết cấu hệ thống WDM 1.2.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống WDM 1.3 Hai dạng hệ thống WDM 1.3.1 Hệ thống WDM kiểu tích hợp 1.3.2 Hệ thống WDM kiểu mở 1.4 Đặc điểm cơng nghệ WDM 1.4.1 Tận dụng tài nguyên dải tần rộng lớn sợi quang 1.4.2 Truyền dẫn nhiều tín hiệu 1.4.3 Thực truyền dẫn hai chiều sợi 1.4.4 Tiết kiệm đầu tƣ cho đƣờng dây 1.4.5 Giảm yêu cầu tốc độ nhanh với linh kiện 10 1.4.6 Tính linh hoạt, tính kinh tế độ tin cậy cao cấu hình mạng 10 1.5 Giao diện chuẩn tiêu chuẩn liên quan đến hệ thống WDM 10 1.5.1 Giao diện chuẩn cho hệ thống WDM 10 1.5.2 Các tiêu chuẩn liên quan đến hệ thống WDM 11 CHƢƠNG SỢI QUANG VÀ CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG WDM 12 2.1 Sợi quang 12 2.1.1 Cấu tạo nguyên lý truyền dẫn sợi quang 12 v 2.1.2 Các dạng phân bố chiết suất sợi quang 13 2.1.3 Các thông số sợi quang 15 2.2 Cáp quang 19 2.2.1 Yêu cầu kết cấu cáp quang 19 2.2.2 Cấu trúc thành phần cáp 20 2.2.3 Các loại cáp quang khuyến nghị sử dụng hệ thống WDM 22 2.3 Nguồn quang WDM 26 2.4 Thiết bị khuếch đại quang sợi 28 2.4.1 Chức khuếch đại quang OA 28 2.4.2 Nguyên lý hoạt động khuếch đại quang (EDFA) 28 2.4.3 Ứng dụng khuếch đại quang sợi EDFA hệ thống WDM 30 2.4.4 Khuếch đại quang sợi hệ cho hệ thống WDM 32 2.5 Thiết bị xen rớt quang (OADM) 33 2.5.1 Các chức OADM 33 2.5.2 Các phần tử quang tiên tiến thiết bị OADM 33 2.5.3 Module giám sát hệ thống (OPM) thiết bị OADM 35 2.5.4 Module điều chỉnh cân tán sắc DEM 35 2.6 Thiết bị kết nối chéo OXC 36 2.6.1 Sự đời công nghệ chuyển mạch quang hoàn toàn 36 2.6.2 Thiết bị kết nối chéo quang OXC 37 CHƢƠNG NHỮNG VẤN ĐỀ KỸ THUẬT CẦN QUAN TÂM ĐỐI VỚI HỆ THỐNG WDM 39 3.1 Số kênh đƣợc sử dụng khoảng cách kênh 39 3.2Vấn đề ổn đinh bƣớc sóng nguồn quang yêu cầu độ rộng phổ nguồn phát 44 3.2.1 Ổn định bƣớc sóng nguồn quang 44 3.2.2 Yêu cầu độ rộng phổ nguồn phát 45 3.3 Xuyên nhiễu kênh tín hiệu quang 46 3.4 Suy hao - quỹ công suất hệ thống WDM 46 3.5 Tán sắc - bù tán sắc 47 vi 3.6 Ảnh hƣởng hiệu ứng phi tuyến 48 3.6.1 Ảnh hƣởng hiệu ứng tán xạ 49 3.6.2 Ảnh hƣởng hiệu suất khúc xạ 50 CHƢƠNG ĐÁNH GIÁ CÁC KỸ THUẬT BÙ TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM 53 4.1 Giới thiệu chung 53 4.2 Các kỹ thuật bù đƣợc sử dụng để đánh giá 53 4.2.1 Kỹ thuật bù sử dụng EDFA 53 4.2.2 Kỹ thuật bù sử dụng sợi DCF 54 4.2.3 Kỹ thuật bù sử dụng symmetrycal,opgrating 55 4.3 Tiến hành xây dƣng sơ đồ khối mô 55 4 Mô tuyến truyền dẫn thay đổi sử dụng kỹ thuật bù khác 62 4.4.1 Trƣờng hợp hệ thống ghép bƣớc sóng kênh không bù 63 4.4.2 Trƣờng hợp sử dụng kỹ thuật bù suy hao EDFA 64 4.4.3 Trƣờng hợp sử dụng kỹ thuật bù tán sắc PRE DCF 64 4.4.4 Trƣờng hợp sử dụng kỹ thuật bù tán sắc POST DCF 65 4.4.5 Trƣờng hợp sử dụng kỹ thuật bù tán sắc Symmetrical 66 4.4.6 Trƣờng hợp sử dụng kỹ thuật bù suy hao optigrating 66 4.5 Tiến hành chạy mô kết bù tín hiệu trƣờng hợp 67 4.5.1 Kết trƣờng hợp hệ thống WDM kênh không bù 67 4.5.2 Kết mô Trƣờng hợp bù suy hao EDFA 68 4.5.3 Kết mô trƣờng hợp bù tán sắc PRE DCF 69 4.5.4 Kết mô trƣờng hợp bù tán sắc POST DCF 69 4.5.5 Kết mô trƣờng hợp bù tán sắc Symmetrical 70 4.5.6 Kết mô trƣờng hợp bù suy hao sử dụng optigrating 71 4.6 Đánh giá phƣơng pháp bù suy hao 72 4.6.1 Kỹ thuật bù suy hao EDFA 73 4.6.2 Kỹ thuật bù suy hao optigrating 74 4.7 Đánh giá chất lƣợng tín hiệu tất trƣờng hợp sử dụng 75 vii 4.8 Mối quan hệ công suất đầu vào Ber trƣờng hợp sử dụng kỹ thuật bù tín hiệu 75 KẾT LUẬN 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 viii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Các thành phần tuyến truyền dẫn cáp sợi quang Hình 1.2 Độ rộng phổ nguồn quang dải thông sợi quang Hình 1.3 Hệ thống ghép bƣớc sóng đơn hƣớng song hƣớng Hình 1.4 Sơ đồ chức hệ thống WDM Hình 1.5 Hệ thống WDM kiểu tích hợp Hình 1.6 Hệ thống WDM kiểu mở Hình 2.1 Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng sợi quang 13 Hình 2.2 Sự truyền ánh sáng sợi quang có chiết suất nhảy bậc (SI) 13 Hình 2.3 Sự truyền ánh sáng sợi GI 14 Hình 2.4 Chiết suất dạng dịch độ tán sắc 15 Hình 2.5 Chiết suất dạng san tán sắc 15 Hình 2.6 Cơng suất truyền sợi 16 Hình 2.7 Dạng xung vào xung sau tƣợng tán sắc 18 Hình 2.8 Cấu trúc tổng quát cáp quang 21 Hình 2.9 Phân loại sợi quang theo tán sắc 26 Hình 2.10 Cơ chế xạ ba mức (a) bốn mức (b) 28 Hình 2.11 Cấu trúc khuếch đại quang sợi EDFA 29 Hình 2.12 Ứng dụng EDFA 30 Hình 2.14 Ma trận chuyển mạch OXC 37 Hình 2.15 OXC với chuyển mạch kiểu “one wavelength-per-card” 38 Hình 3.1 Hiệu ứng tán xạ SRS 49 Hình 4.1 Cấu tạo EDFA Error! Bookmark not defined Hình 4.2 Hệ thống WDM Error! Bookmark not defined Hình 4.3 Khối Pseudo-Random Bit Sequence Error! Bookmark not defined Hình 4.4 Các thành phần phần phát Error! Bookmark not defined Hình 4.5 Sơ đồ khối phần phát hệ thống Error! Bookmark not defined Hình 4.6 Sơ đồ khối phần thu hệ thống Error! Bookmark not defined ix Hình 4.7 Tuyến truyền dẫn hệ thống WDM kênh bản.Error! Bookmark not defined Hình 4.8 Tuyến truyền dẫn hệ thống WDM bù suy hao sử dụng EDFA Error! Bookmark not defined Hình 4.9 Tuyến truyền dẫn hệ thống WDM bù tán sắc PRE DCF Error! Bookmark not defined Hình 4.10 Tuyến truyền dẫn hệ thống WDM bù tán sắc sử dụng POST DCF Error! Bookmark not defined Hình 4.11 Tuyến truyền dẫn hệ thống WDM bù tán sắc Symmetrical Error! Bookmark not defined Hình 4.12 Tuyến truyền dẫn hệ thống WDM bù tán sắc cách sử dụng optigrating Error! Bookmark not defined Hình 4.13 Hệ số Q tối thiểu 63 Hình 4.14 Tỷ lệ lỗi bit tối thiểu 63 Hình 4.15 Ngƣỡng kênh hệ thống 64 Hình 4.16 Chiều cao tín hiệu 64 Hình 4.17 Ber mẫu hệ thống 64 Hình 4.18 Sơ đồ EYE mẫu 64 Hình 4.19 Min BER tín hiệu 65 Hình 4.20 Ngƣỡng tín hiệu 65 Hình 4.21 Chiều cao tín hiệu 65 Hình 4.22 Ber mẫu bù suy hao 65 Hình 4.23 Sơ đồ EYE mẫu 65 Hình 4.24 Hệ số Q tối thiểu 66 Hình 4.25 Tỷ lệ lỗi bit tối thiểu 66 Hình 4.26 Ngƣỡng kênh hệ thống 66 Hình 4.27 Chiều cao tín hiệu 66 Hình 4.28 Ber mẫu hệ thống 67 Hình 4.29 Hệ số Q tối thiểu 67 Hình 4.30 Tỷ lệ lỗi bit tối thiểu 67 x Hình 4.31 Hệ số Q tối thiểu 68 Hình 4.32 Tỷ lệ lỗi bit tối thiểu 68 Hình 4.33 Ngƣỡng kênh hệ thống 69 Hình 4.34 Chiều cao tín hiệu 69 Hình 4.35 Hệ số Q tối thiểu 70 Hình 4.36 Tỷ lệ lỗi bit tối thiểu 70 Hình 4.37 Hệ số Q tối thiểu 68 Hình 4.38 Tỷ lệ lỗi bit tối thiểu 68 Hình 4.39 Ngƣỡng kênh hệ thống 69 Hình 4.40 Chiều cao tín hiệu 69 Hình 4.41 Hệ số Q tối thiểu 70 Hình 4.42 Tỷ lệ lỗi bit tối thiểu 70 Hình 4.43 Ngƣỡng kênh hệ thống 70 Hình 4.44 Chiều cao tín hiệu 70 Hình 4.45 Ber mẫu hệ thống 70 Hình 4.46 Mơ hình đầu cho tín hiệu quang sau 10km dài OFC 72 Hình 4.47 Tín hiệu điều chế 72 Hình 4.48 Tín hiệu thu đƣợc 72 Hình 4.49 Tín hiệu quang thành phần FBG 72 Hình 4.50 Hệ thống WDM kênh 76 Hình 4.51 Hệ thống EDFA bù suy hao 76 Hình 4.52 Hệ thống EDFA asymetrical 77 Hình 4.53 Hệ thống EDFA optigrating 77 xi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Tần số trung tâm danh định 41 Bảng 3.2 Tần số trung tâm hệ thống WDM có 16 kênh kênh 44 Bảng 3.3 Cự ly bị hạn chế tán sắc trạm lặp (trị số lý thuyết) 47 Bảng 3.4 Bảng so sánh chất lƣợng tín hiệu phƣơng pháp .Error! Bookmark not defined xii Kết mô hệ thống bù tán sắc Pre DCF đƣợc thể từ hình 4.24 đến 4.28 Dựa vào hình ta có thơng số :  Min Ber : 1.73845*e-72  hệ số Q(factor): 14.8725  Chiều cao mắt : 0.00116226  Ngƣỡng : 2.29109*e-005 Chất lƣợng tín hiệu đƣợc cải thiện Tỷ lệ lỗi bít Ber thấp nằm vào khoảng e*-72 Ngƣỡng thấp, hệ số Q tƣơng đối thấp 14.8725, nhiễu đƣợc cải thiện, đồ thị mắt rõ nét Hình 4.24: Hệ số Q tối thiểu Hình 4.25 Tỷ lệ lỗi bit tối thiểu Hình 4.26 Ngưỡng kênh hệ thống Hình 4.27 Chiều cao tín hiệu 66 Hình 4.28 Ber mẫu hệ thống 4.5.4 K t mô tr ờng hợp bù tán sắc POST DCF Kết mô hệ thống bù tán sắc Post DCF đƣợc thể từ hình 4.29 đến 4.32 Dựa vào hình ta có thơng số:  Min Ber : 5.38774*e-060  hệ số Q(factor): 24.3506  Chiều cao mắt : 0.0010343  Ngƣỡng : 3.10529*e-005 Chất lƣợng tín hiệu đƣợc cải thiện Tỷ lệ lỗi bít Ber thấp nằm vào khoảng e*-60 Ngƣỡng thấp, hệ số Q ổn định 24.3506, nhiễu đƣợc cải thiện, đồ thị mắt rõ nét Hình 4.29 : Hệ số Q tối thiểu Hình 4.30 Tỷ lệ lỗi bit tối thiểu 67 Hình 4.31 Ngưỡng kênh hệ thống Hình 4.32 Chiều cao tín hiệu 4.5.5 K t mơ tr ờng hợp bù tán sắc Symmetrical Kết mô hệ thống bù tán sắc symmetrical đƣợc thể từ hình 4.33 đến 4.37 Dựa vào hình ta có thơng số :  Min Ber : 6.28605*e-040  hệ số Q(factor): 16.4125  Chiều cao mắt : 0.00956553  Ngƣỡng : 0.00257339 Chất lƣợng tín hiệu đƣợc cải thiện Tỷ lệ lỗi bít Ber thấp nằm vào khoảng e*-40 Ngƣỡng thấp, hệ số Q tƣơng đối thấp 14.4225, nhiễu đƣợc cải thiện, đồ thị mắt rõ nét Hình 4.33 : Hệ số Q tối thiểu Hình 4.34 Tỷ lệ lỗi bit tối thiểu 68 Hình 4.35 Ngưỡng kênh hệ thống Hình 4.36 Chiều cao tín hiệu Hình 4.37 Ber mẫu hệ thống 4.5.6 K t mô tr ờng hợp bù suy hao sử dụng optigrating Kết mô hệ thống bù suy hao sử dụng optigrating đƣợc thể từ hình 4.38 đến 4.42 Dựa vào hình ta có thơng số:  Min Ber : 2.23257*e-021  Hệ số Q : 14.8725  Mắt chiều cao : 0.00012616  Ngƣỡng : 2.201109*e-005 Chất lƣợng tín hiệu đƣợc cải thiện Tỷ lệ lỗi bít Ber cao vào khoảng e*-21 Ngƣỡng thấp, hệ số Q tƣơng đối thấp 14.8725, nhiễu đƣợc cải thiện, đồ thị mắt rõ nét 69 Hình 4.38 Hệ số Q tối thiểu Hình 4.39 Tỷ lệ lỗi bit tối thiểu Hình 4.40 Ngưỡng kênh hệ thống Hình 4.41 Chiều cao tín hiệu Hình 4.42 Ber mẫu hệ thống 4.6 Đ n p n p p ù suy o Trong đồ án ta sử dụng kỹ thuật bù suy hao EDFA Optigrating Tiến hành đánh giá chất lƣợng tín hiệu phƣơng pháp 70 4.6.1 Kỹ thuật bù suy hao EDFA Xét tín hiệu đầu MUX DMUX nhƣ hình 4.43 Hình 4.43 Tín hiệu đầu MUX DMUX kỹ thuật bù EDFA Min BER 2.05500e-050, ngƣỡng 0.00982747, chiều cao mắt 0.0383367 Hệ số phẩm chất Q tƣơng đối thấp Trong kỹ thuật bù suy hao EDFA ta thấy suy hao kênh 193THz giảm từ 2.16587e + 008ps/ns xuống 1.19494e + 008ps/ns, tiếng ồn(noise) giảm tỷ lệ OSNR đƣợc cải thiện Tuy nhiên chất lƣợng tín hiệu lại giảm ta phải khắc phục cách sử dụng thêm khuếch đại đầu Đối với kênh 193,1 THz OSNR cải thiện suy hao tăng lên, chất lƣợng tín hiệu giảm Do tín hiệu thu đƣợc khơng tốt, tín hiệu khác ta thu đƣợc với thông số chất lƣợng Đối với kênh 193,2 THz suy hao đƣợc giảm từ 3.59741e + 007 ps/nm xuống -1.84029e + 008 ps/nm, tiếng ồn giảm OSNR cải thiện kênh 193,3 suy hao đƣợc giảm từ 6.33977e + 007 ps/nm đến 1.09279e + 006ps/nm, tiếng ồn đƣợc giảm OSNR cải thiện 4.6.2 Kỹ t uật ù suy o opt r t n Xét kỹ thuật bù suy hao sử dụng optigrating: Tín hiệu đo đƣợc từ máy đo Optical Time Domain Visualizer: Đầu tiên sử dụng sợi Optical Fiber chiều dài 10km để đo tín hiệu sau tăng chiều dài sợi Optical Fiber lên 80km So sánh tín hiệu máy đo Optical Time Domain Visualizer trƣờng hợp 71 Hình 4.44 Mơ hình đầu tín hiệu máy đo Optical Time Domain Visualizer sau 10km ( bù suy hao lý tưởng) Hình 4.45 Mơ hình đầu tín hiệu máy đo Optical Time Domain Visualizer sau 80 km ( bù suy hao lý tưởng) Hình 4.46 Tín hiệu điều chế Hình 4.47 Tín hiệu thu Hình 4.48 Tín hiệu quang thành phần FBG Trong kết mơ này, thấy suy hao thời điểm ban đầu khơng Khi tín hiệu đƣợc 10km bắt đầu suy hao, giá trị suy hao 1.59930e + 002ps/nm Để giảm suy hao, chèn thành phần FBG(Fiber 72 Bragg Grating) Thành phần giúp giảm suy hao đƣợc hiển thị dạng sóng hình Giá trị suy hao sau chèn FBG -7.18966e – 002 ps /nm Tiếng ồn giảm chất lƣợng tín hiệu OSNR cải thiện Do optigrating thành phần có ích cho việc giảm thiểu suy hao 4.7 Đ n ất l ợn tín ệu ủ tất ả tr ờn ợp sử dụn Dựa vào kết đo đƣợc máy Ber Analyzer ta thu đƣợc bảng 3.4 Bảng 3.4 Bảng so sánh chất lượng tín hiệu phương pháp Kỹ thuật Hệ số Q Min Ber Chiều cao mắt Ngưỡng OSNR EDFA 25.3797 2.25500 e-50 0.383367 0.000982747 45.24 Pre DCF 14.8725 1.73845 e-72 0.00116226 2.29109 e-5 41.23 Post DCF 24.3506 5.38774e-60 0.0010343 3.10529 e-5 38.49 Symetrical DCF 16.4125 6.28605 e-40 0.00956553 0.00257339 29,22 Optigrating 14.8725 2.23257 e-21 0.00012616 2.201109 e-5 40,12 STT Dựa vào bảng ta thấy tất kỹ thuật suy hao tín hiệu đƣợc giảm bớt mắt tín hiệu cao sơ đồ mắt sắc nét tiếng ồn tín hiệu điện đƣợc ổn định giảm nhiễu Giá trị Q phụ thuộc vào lọc cao hơn, BER giá trị thấp Giá trị Q mắt sau truyền qua sợi hiển thị thông tin liên lạc tốt,ổn định Tuy nhiên kỹ thuật Optigrating hạn chế chất lƣợng nhƣ thơng số noise cịn cao, chiều cao mắt cịn bé Kỹ thuật bù sau post DCF cho ta BER thấp hệ số Q cao, ổn định so với phƣơng pháp khác 4.8 Mối quan hệ công suất đầu vào Ber trường hợp sử dụng ỹ thuật ù tín hiệu Bảng 3.4 ta thấy Ber kỹ thuật sử dụng thấp chƣa phù hợp thực tế Và để đánh giá kỹ thuật địi hỏi cơng suất đầu vào thấp ta tiến hành hiệu chỉnh Ber phƣơng pháp 10-12 sau đánh giá cơng suất đầu vào kỹ thuật sử dụng Có nhiều cách thay đổi số BER hệ thống: 73 + Thay đổi tốc độ bit + Thay đổi công suất phát + Thay đổi hệ số khuếch đại + Thay đổi cự ly truyền dẫn … Trƣớc hết thiết lập tham số quét, vào Layout> Set total sweep interation, hộp thoại sau thay đổi số: chọn 15 - Kích đúp vào thiết bị CW Laser kênh cần đo Tại mục Mode tham số Power chọn Sweep - Kích OK Vào thực đơn Layout, chọn Parameter sweep => xuất hộp thoại Parameter Sweep => nhập vào giá trị cho tham số Nhƣ hình dƣới: 74 Ta qt cơng suất từ đến -70 Mục đích việc tìm mức công suất phát phù hợp để đo đƣợc số BER hợp lý đƣờng truyền Với 15 lần quét mức công suất khác thu đƣợc giá trị BER khác từ tìm mối liên hệ cơng suất phát BER Điều thể qua trang Report Kích vào cửa sổ Report hình Kích vào biểu tƣợng đồ thị Opti2D Graph 75 kéo hình Vào CW Laser>Parameter>Power kéo thả trụ X đồ thị Kết là: Vào BER Analyzer>Result> Min log of BER Kéo thả vào trục Y đồ thị Kết ta có biểu đồ mối quan hệ giữ Min BER công suất đầu vào kỹ thuật bù tƣơng ứng với hình từ 4.48 đến 4.53 Hình 4.48 Hệ thống WDM kênh Hình 4.49 Hệ thống EDFA bù suy hao Hình 4.50 Hệ thống bù PRE EDFA Hình 4.51 Hệ thống bù POST DCF 76 Hình 4.52 Hệ thống EDFA asymetrical Hình 4.53 Hệ thống EDFA optigrating Dựa vào biểu đồ ta thấy để Ber đạt 10-12 cơng suất đầu vào phƣơng pháp: + Công suất đầu vào hệ thống ghép kênh : -4.2 dBm + Công suất đầu vào hệ thống EDFA bù suy hao : -13 dBm + Công suất đầu vào hệ thống EDFA PRE DCF : -25 dBm + Công suất đầu vào hệ thống ghép kênh POST DCF : -6 dBm + Công suất đầu vào hệ thống EDFA asymetrical :-11 dBm + Công suất đầu vào hệ thống EDFA optigrating : -20.7 dBm Nhƣ để Ber đạt đƣợc 10-12 cơng suất power vào kỹ thuật phải đạt giá trị nhƣ Dựa vào ta thấy kỹ thuật EDFA cơng suất cần thấp -25dBm phƣơng pháp POST DCF cần cơng suất lớn -6 dBm tất phƣơng pháp đƣa so sánh Qua đồ án sau trình bày phân tích suy hao tán sắc hệ thống thơng tin ghép kênh theo bƣớc sóng WDM, sử dụng kỹ thuật bù khác nhau, đƣợc điều chế NRZ đƣợc mô phần mềm OPTISYSTEM Đây hệ thống truyền dẫn quang mơ hình giúp ta đánh giá đƣợc chất lƣợng kỹ thuật bù tán sắc, suy hao thực tế Các kỹ thuật bù cho ta hiệu suất, chất lƣợng tín hiệu, nhiễu, tỷ lệ lỗi bit (BER), yếu tố chất lƣợng tín hiệu quang tỷ lệ (OSNR) tốt Sau sử dụng kỹ thuật bù 77 tín hiệu tốt hơn, suy hao, tán sắc giảm xuống Trong kỹ thuật ta thấy đồ thị mắt sắc nét nhiễu tín hiệu điện đƣợc ổn định Giá trị hệ số phẩm chất Q thấp Trong kỹ thuật sử dụng khuếch đại EDFA để giảm thiểu suy hao lõi lớp vỏ EDFA hầu nhƣ đƣợc sử dụng tất mạch để giảm suy hao Để cải thiện cƣờng độ tín hiệu giảm thiểu tán sắc ta sử dụng kỹ thuật DCF với chiều dài sợi phù hợp Trong tất mô hệ số Q tốt kỹ thuật bù Pre DCF, kỹ thuật optigrating cho hệ số Q thấp 78 KẾT LUẬN Sau trình tìm hiểu nghiên cứu hệ thống ghép kênh theo bƣớc sóng WDM phƣơng pháp bù suy hao, tán sắc với hƣớng dẫn nhiệt tình giảng viên PGS.TS N uyễn T ị Quỳn Ho Em hồn thành đồ án „„Tìm ểu đ n ỹ t uật ù tron ệ t ốn t ôn t n quang WDM ‟‟Qua đồ án em hiểu rõ hệ thống ghép kênh ứng dụng vào thực tế, đánh giá đƣợc kỹ thuật bù hệ thống Sử dụng kỹ thuật giúp nâng cao chất lƣợng tín hiệu, giảm bớt đƣợc chi phí, tăng đƣợc dung lƣợng truyền dẫn Đồ án giúp em áp dụng đƣợc kiến thức tích lũy đƣợc ghế nhà trƣờng Đồng thời giúp em nâng cao kĩ tự tìm hiểu xây dựng tuyến thơng tin quang thực tế Từ giúp em có thêm kinh nghiệm để cố kiến thức chuẩn bị hành trang cho cơng việc sau Trong q trình làm đồ án em cố gắng nhƣng không tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đƣợc góp ý thầy cô giáo bạn sinh viên để đồ án em đƣợc hoàn thiên Em xin chân thành cảm ơn giảng viên PGS.TS Nguyễn Thị Quỳnh Hoa tận tình hƣớng dẫn em thực đồ án Sinh viên Phạm Công Khang 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]Phạm Công Hùng, giảng “Kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng WDM”,Hà Nội 2002 [2]Bài giảng Thông tin quang Đỗ Văn Việt– Học viện Công nghệ BCVT biên soạn năm 2007 [3]Vũ Văn San, Hệ thống thông tin quang, Hà Nội, 2003 [4]Đinh Thị Thu Phong, Đỗ Văn San “ Xác định ảnh hưởng tán sắc hệ thống thông tin quang tốc độ cao” [5]Hồng Ứng Huyền ”Kỹ thuật thơng tin quang” Tổng cục bƣu điên,1993 [6]Howard R Stuart, “Dispersive Multiplexing in Multimode Optical Fiber”, Journal of Science, Vol 289, No 5477, năm 2000, pp 281 – 283 [7]Raymond A Milano, P Daniel Dapkus and Gregory E Stillman, “An Analysis of the Performance of Heterojunction Phototransistors for Fiber Optic communications”, IEEE Transactions on Electron Devices, Vol ED-29, No 2, năm 1982, [8]H M Presby, “An Erbium-Doped Multimode Optical Fiber Amplifier”, IEEE Transactions Photonics Technology Letters, Vol [9]M Mehdi Nassehi, Fouad A Tobagi Michel E Marhic, “Fiber Optic Configurations for LAN”, IEEE Journal on Communications, Vol SAC-3, No 6, năm 1985, pp 941-949 80 ... CHƢƠNG ĐÁNH GIÁ CÁC KỸ THUẬT BÙ TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM 53 4.1 Giới thiệu chung 53 4.2 Các kỹ thuật bù đƣợc sử dụng để đánh giá 53 4.2.1 Kỹ thuật bù sử... mang quang Nguồn quang hệ thống WDM khơng có khác với nguồn quang hệ thống thơng tin quang khác, nhiên nguồn quang đƣợc sử dụng tuyến truyền dẫn tốc độ cao cao, cụ thể hệ thống thông tin quang. .. quang giám sát Bộ phát tín hiệu quang giám sát Hệ thống quản lý giám sát mạng WDM Hình 1.4 Sơ đồ chức hệ thống WDM 1.3 Hai dạng hệ thống WDM 1.3.1 Hệ t ốn ểu tí ợp Hệ thống kiểu tích hợp đầu cuối