Thực trạng, công tác đăng ký đất đai và cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất ở tại xã hưng chính thành phố vinh tỉnh nghệ an

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG 621.382 2222 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: THIẾT KẾ TUYẾN THÔNG TIN QUANG DUNG LƯỢNG 360Gb THÀNH PHỐ VINH - HÀ NỘI GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG WDM n d n n v nt c p Mã số s n v n : n : ThS Nguyễn Thị Kim Thu Nguyễn Quốc Huy : 50K2 - ĐTVT : 0951085182 NGHỆ AN - 2014 MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU TÓM TẮT ĐỒ ÁN DANH MỤC HÌNH , BẢNG DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 11 1.1 Giới thiệu chương 11 1.2 Lịch sử phát triển hệ thống thông tin quang 11 1.3 Hệ thống truyền dẫn quang ưu, nhược điểm hệ thống 13 1.4 Sợi quang cáp quang 15 1.4.1 Đặc tính ánh sáng 15 1.4.2 Sợi quang 16 1.4.3 Cáp quang 17 1.4.4 Các hiệu ứng phi tuyến hệ thống thông tin quang 20 1.4.5 Các sợi dẫn quang đơn mode thông tin quang 22 1.4.6 Đặc tính truyền dẫn sợi quang 24 1.4.7 Suy giảm tín hiệu sợi quang 27 1.5 Thiết bị phát quang 29 1.5.1 Cơ chế phát xạ ánh sáng 30 1.5.2 Diode phát quang LED 31 1.5.3 Diode laser bán dẫn 32 1.5.4 Nhiễu nguồn phát laser 33 1.6 Thiết bị thu quang 33 1.6.1 Photodiode p-i-n 34 1.6.2 Photodiode thác APD 35 1.7 Nhiễu hệ thống thu quang 36 1.7.1 Nhiễu nhiệt 36 1.7.2 Nhiễu lượng tử 37 1.7.3 Nhiễu dòng tối 37 1.8 Kết luận chương 37 Chương NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG QUANG WDM 38 2.1 Giới thiệu chương 38 2.1.1 Định nghĩa 39 2.1.2 Phân loại hệ thống WDM 41 2.1.3 Đặc điểm hệ thống WDM 42 2.2 Các linh kiện hệ thống WDM 43 2.2.1 Nguồn phát quang 43 2.2.2 Bộ thu quang 43 2.2.3 Bộ ghép/tách kênh bước sóng 44 2.2.4 Sợi quang 44 2.2.5 Bộ lọc 45 2.2.6 Bộ khuếch đại quang 47 2.2.7 Bộ chuyển mạch quang 49 2.3 Các đặc tính hệ thống thông tin quang WDM 51 2.3.1 Xuyên kênh tuyến tính 51 2.3.2 Xuyên kênh phi tuyến 55 2.3.3 Giải pháp khắc phục hiệu ứng phi tuyến sợi quang 57 2.4 Kết luận chương 57 Chương THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG TUYẾN THÔNG TIN QUANG DUNG LƯỢNG 360Gb HÀ NỘI -VINH SỬ DỤNG KỸ THUẬT GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG WDM 58 3.1 Giới thiệu chương 58 3.2 Cơ sở lý thuyết thiết kế tuyến thông tin quang 58 3.1.1 Xác định cự ly, tốc độ bước sóng hoạt động 58 3.1.2 Lựa chọn thiết bị 58 3.2 Một số vấn đề thiết kế tuyến thông tin quang 61 3.2.1 Số kênh sử dụng khoảng cách kênh 61 3.2.2 Vấn đề ổn định bước sóng nguồn quang yêu cầu độ rộng phổ nguồn phát 65 3.2.3 Ảnh hưởng suy hao 66 3.2.4 Ảnh hưởng tán sắc 66 3.3 Thiết kế, mô tuyến thông tin quang dung lượng 360Gb TP Vinh - Hà Nội 69 3.3.1 Khảo sát địa hình thơng số thiết kế tuyến 69 3.3.2 Phân tích tốn 72 3.3.3 Tiến hành mô 73 3.3.4 Kết đạt 77 3.4 Kết luận chương 88 KẾT LUẬN 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 LỜI NÓI ĐẦU Trong thời kỳ nay, nước có cơng nghiệp phát triển ln có mạng viễn thơng phát triển với nhiều loại hình dịch vụ phong phú Những năm gần đây, Việt Nam nhu cầu thơng tin ngày tăng địi hỏi số lượng kênh truyền dẫn lớn, chất lượng truyền dẫn cao, song mạng truyền dẫn nhiều nơi chưa đáp ứng nhu cầu khách hàng Vấn đề đặt phải đưa công nghệ, sản phẩm vào thay để khắc phục hạn chế trên, đáp ứng nhu cầu thơng tin liên lạc thời kỳ tồn cầu hóa, kĩ thuật thơng tin quang Kỹ thuật thơng tin quang tạo hệ thống thơng tin có mơi trường truyền dẫn nhiều kênh với tốc độ cao, độ rộng băng tần lớn, truyền tín hiệu xa mà tổn hao lại thấp Kĩ thuật ghép kênh theo bước sóng quang WDM kĩ thuật làm tăng dung lượng kênh mà không cần tăng tốc độ bit đường truyền tận dụng tối ưu băng tần sợi quang, thực truyền luồng ánh sáng với bước sóng khác sợi Chính vậy, em lựa chọn đề tài “T ết kế tuyến t ôn t n quan dun l ợn 360Gb T àn p ố V n - Hà ộ ép k n t eo b c són WDM” làm đồ án tốt nghiệp Đồ án chia làm ba chương: Chương Tổng quan hệ thống thông tin quang Chương Kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng WDM Chương Thiết kế, tính tốn mơ tuyến thơng tin quang dung lượng 360Gb Vinh - Hà Nội ghép kênh theo bước sóng WDM Qua q trình làm đồ án em cố gắng hoàn thành hạn chế trình độ hiểu biết, mặt khác chưa có kiến thức thực tế nên đồ án không tránh khỏi sai sót, em mong đóng góp ý kiến thầy cô bạn để đồ án tốt Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo khoa Điện tử - Viễn thông, Trường đại học Vinh hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho em trình học tập Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn cô giáo Th.S Nguyễn Thị Kim Thu, người tận tình bảo, bổ sung kiến thức cho em, cảm ơn bạn bè động viên, trao đổi kiến thức, tài liệu, giúp em hoàn thành tốt đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Nghệ An, tháng 09 năm 2014 TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án trình bày kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng WDM Với nhân tố ảnh hưởng đến tuyến thông tin quang WDM như: số kênh sử dụng, độ rộng kênh, tán sắc, suy hao, hiệu ứng phi tuyến,…Trên sở đưa giải pháp tối ưu nhằm nâng cao chất lượng tuyến tăng công suất phát cho hệ thống, sử dụng sợi bù tán sắc, khuếch đại quang,… Chưa dừng lại đó, đồ án thiết kế, mơ tuyến thơng tin quang Thành phố Vinh - Hà Nội cho ta thấy đặc tính, thơng số kỹ thuật ưu, nhược điểm kỹ thuật để áp dụng vào thực tế ABSTRACT This project presents the technical of Wavelength Division Multiplexing WDM With impacted elements of WDM system as: number of channaels use, channel width, attenuation, dispersal, non-linear effect,…On that basis, giving optimal solutions to enhance quality line as increase capacity of system, use dispersion compensation fiber, optical amplifiers,… Not only that, project designing and simulation of information system Vinh city - Ha Noi we can recognize characteristics, specifications as well as this technology’s advantages, disadvantages to apply for actuality DANH MỤC HÌNH , BẢNG Hình 1.2 Cấu hình hệ thống thơng tin quang 13 Hình 1.3 Mơ tả tượng phản xạ khúc xạ ánh sáng 15 Hình 1.4 Cấu trúc tổng thể sợi quang 16 Hình 1.5 Cáp lõi có khe lược 18 Hình 1.6 Cáp với sợi thả lỏng ống 18 Hình 1.7 Cáp treo cột 18 Hình 1.8 Mức lượng trình chuyển dịch 30 Hình 1.9 Mạch điện sơ đồ vùng lượng photodiode p-i-n 34 Hình 1.10 Cấu trúc photodiode thác trường điện vùng trơi 36 Hình 2.1 Tương quan nhu cầu truyền thoại truyền số liệu 38 Hình 2.2 Sơ đồ chức hệ thống WDM 40 Hình 2.3 Hệ thống ghép bước sóng đơn hướng song hướng 41 Hình 2.4 Bộ khuếch đại EDF 48 Hình 3.1 Hệ thống thực nghiệm 10 Gbit/s sử dụng DCF tạo O R 69 Hình 3.2 Vị trí tuyến đồ (maps.google.com) 71 Hình 3.3 Cửa sổ mơ 73 Hình 3.4 Cửa sổ Layout 73 Hình 3.5 Thư viện 74 Hình 3.6 Tạo chuỗi bít điện 74 Hình 3.7 Khối phát quang 75 Hình 3.8 Khối truyền dẫn quang 76 Hình 3.9 Khối thu quang 76 Hình 3.10 Mơ tồn hệ thống 77 Hình 3.11 Phổ tín hiệu phát 78 Hình 3.12 Phổ tín hiệu thu 78 Hình 3.13 Cơng suất phía phát 79 Hình 3.14 Cơng suất phía thu 79 Hình 3.15 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 79 Hình 3.16 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt 80 Hình 3.17 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 80 Hình 3.18 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt 81 Hình 3.19 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 81 Hình 3.20 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt 82 Hình 3.21 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 82 Hình 3.22 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt 83 Hình 3.23 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 83 Hình 3.24 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt 84 Hình 3.25 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 84 Hình 3.26 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt 85 Hình 3.27 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 85 Hình 3.28 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt 86 Hình 3.29 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 86 Hình 3.30 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt 87 Hình 3.31 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 87 Hình 3.32 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt 88 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Cho tham số cáp băng dẹt 19 Bảng 1.2 Cho tham số cáp lõi có khe lược 20 Bảng 1.3 Cho tham số cáp sợi thả lỏng ống 20 Bảng 1.4 Cho tham số cáp treo cột 20 Bảng 1.5 Các tham số số loại sợi quang đơn mode (theo khuyến nghị ITU - T, Rec.G.652, G.653 G.655) 23 Bảng 1.6 Các đặc tính photodiode p-i-n 35 Bảng 1.7 Các đặc tính photodiode thác PD 36 Bảng 3.1 Các thông số đặc trưng nguồn L SER LED 59 Bảng 3.2 Các thông số đặc trưng PIN 60 Bảng 3.3 Các thông số đặc trưng DP 60 Bảng 3.4 Tần số trung tâm danh định 62 Bảng 3.5 Thơng số tính tốn cho tuyến 70 Bảng 3.6 Các thiết bị sử dụng thiết kế toán 72 Bảng 3.7 Bảng bước sóng tần số trung tâm danh định sử dụng 72 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT APD Avalanche Photodiode Diode tách sóng thác ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền dẫn không đồng BER Bit Error Ratio Tỉ lệ lỗi bit CPM Cross Phase Modulation Điều chế xuyên pha DBR Distributed Bragg Reflector Phản xạ phân bố Bragg DCF Dispersion Compensation Fibers Sợi bù tán sắc DD Direct Detection Bộ thu tách trực tiếp DEMUX Demultiplexer Bộ giải ghép (tách) kênh DSF Sợi quang đơn mode tán sắc Dispersion - Shifted Fiber dịch chuyển DWDM EDFA Dense Wavelength Division Ghép phân chia theo bước sóng Multiplexing mật độ cao Erbium Doped Fiber Amplifier Bộ khuếch đại quang sợi có pha tạp Erbium FDM Ghép kênh phân chia tần số Frequency - Division Multiplexing FWM Four - Wave Mixing Trộn bốn bước sóng GVD Group Velocity Dispersion Tán sắc vận tốc nhóm IL Insertion Loss Suy hao xen IM - DD Intensity Modulation - Direct Điều biến cường độ - tách sóng Detection trực tiếp IP Internet Protocol Giao thức Internet ITU - T International Ban tiêu chuẩn hóa viễn thơng Telecommunication Union - Liên minh viễn thông Telecommunication quốc tế Standardization Bureau LAN Local Area Network Mạng nội LD Laser Diode Diode laser LED Light Emitting Diode Diode phát quang Thiết lập tuyến truyền dẫn Sử dụng sợi quang đơn mode, thiết lập thông số chất lượng sợi quang, độ dài tuyến, trạm lặp, số vòng lặp tuyến, độ lợi khuếch đại…(hình 3.4) Hình 3.8 Khối truyền dẫn quang Thiết lập tuyến thu Thiết lập module tách bước sóng quang WDM tương ứng Thiết lập chế độ hiển thị tần số trung tâm cho bước sóng quang tách kênh Diode thu quang có chức chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện, lọc thông thấp Bessel Filter, thiết lập thông số khôi phục tín hiệu tương ứng cho kênh 40 Gb/s, máy đo BER kiểm tra chất lượng tín hiệu Hình 3.9 Khối thu quang 76 Sơ đồ mơ tồn hệ thống (hình 3.6) Hình 3.10 Mơ tồn hệ thống 3.3.4 Kết đạt đ ợc Sau mô tuyến thông tin quang dung lượng 360 Gb/s, thực đấu nối thiết bị kiểm tra tham số: Thiết bị đo phổ, Máy đo BER, thiết bị đo công suất Các kết đạt bao gồm: Phổ tần tín hiệu ghép kênh WDM, tham số chất lượng tín hiệu BER kênh 40 Gb/s, chất lương tín hiệu qua đồ thị mắt (Eye Diagram) 77 Phổ tần ghép kênh WDM 360 Gb/s: Phổ tín hiệu phát Hình 3.11 Phổ tín hiệu phát Phổ tín hiệu thu Hình 3.12 Phổ tín hiệu thu 78 Cơng suất phía phát Hình 3.13 Cơng suất phía phát Cơng suất phía thu Hình 3.14 Cơng suất phía thu Kết đạt kênh 40 Gb/s: Kênh 1: Chất lượng tín hiệu thu theo tham số BER Hình 3.15 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 79 Chất lượng tín hiệu qua đồ thị mắt Hình 3.16 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt Kênh 2: Chất lượng tín hiệu thu theo tham số BER Hình 3.17 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 80 Chất lượng tín hiệu qua đồ thị mắt Hình 3.18 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt Kênh 3: Chất lượng tín hiệu thu theo tham số BER Hình 3.19 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 81 Chất lượng tín hiệu qua đồ thị mắt Hình 3.20 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt Kênh 4: Chất lượng tín hiệu thu theo tham số BER Hình 3.21 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 82 Chất lượng tín hiệu qua đồ thi mắt Hình 3.22 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt Kênh 5: Chất lượng tín hiệu thu theo tham số BER Hình 3.23 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 83 Chất lượng tín hiệu qua đồ thi mắt Hình 3.24 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt Kênh 6: Chất lượng tín hiệu thu theo tham số BER Hình 3.25 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 84 Chất lượng tín hiệu qua đồ thi mắt Hình 3.26 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt Kênh 7: Chất lượng tín hiệu thu theo tham số BER Hình 3.27 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 85 Chất lượng tín hiệu qua đồ thi mắt Hình 3.28 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt Kênh 8: Chất lượng tín hiệu thu theo tham số BER Hình 3.29 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 86 Chất lượng tín hiệu qua đồ thị mắt Hình 3.30 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt Kênh 9: Chất lượng tín hiệu thu theo tham số BER Hình 3.31 Chất lượng tín hiệu theo tham số BER kênh 87 Chất lượng tín hiệu qua đồ thị mắt Hình 3.32 Chất lượng tín hiệu kênh qua đồ thị mắt 3.4 Kết luận chương Từ kết mô hiển thị thiết bị đo ta thấy: quang phổ tín hiệu phía phát phía thu: sáu tín hiệu quang phổ tập trung xung quanh dải bước sóng 1,55μm, phía đỉnh tín hiệu phổ tín hiệu nhỏ cơng suất tín hiệu cao Đối với tỷ lệ lỗi bit BER: chu kì bước sóng nhỏ tỉ lệ lỗi bit thấp.Đối với đồ thị mắt: độ mở mắt rộng chất lượng tín hiệu tốt Các thiết bị mô điều kiện lý tưởng nên cho công suất truyền dẫn tốt tỷ lệ lỗi bit thấp 88 KẾT LUẬN Đề tài tốt nghiệp “Thiết kế tuyến thông tin quang dung lượng 360Gb thành phố Vinh - Hà Nội ghép kênh theo bước sóng WDM” bước đầu làm sáng tỏ thêm vấn đề hệ thống thông tin quang kĩ thuật ghép kênh theo bước sóng WDM Truyền dẫn dung lượng cao theo hướng sử dụng công nghệ WDM 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 cơng nghệ này, chi phí đầu tư tính ổn định có nhiều điểm hẳn so với ghép kênh truyền thống TDM, mà nhu cầu dung lượng ngày cao Với việc sử dụng công nghệ WDM làm tăng đáng kể dung lượng cự ly hệ thống quang đơn kênh truyền nhiều bước sóng sợi quang, đặc biệt kết hợp thêm khuếch đại quang sợi EDF bù tán sắc tăng cơng suất phát Qua thiết kế, tính tốn mô tuyến thông tin quang ghép kênh theo bước sóng WDM Thành phố Vinh - Hà Nội làm sáng tỏ thêm yếu tố gây ảnh hưởng đến chất lượng tuyến tìm giải pháp khắc phục Tuy nhiên, tiến hành lý thuyết, thực tế nhiều thiết bị kỹ thuật khác sử dụng để tăng chất lượng truyền dẫn hệ thống WDM Đồng thời bước đầu xây dựng mơ hình thiết kế tính tốn, mơ tuyến thơng tin quang Vinh - Hà Nội ghép kênh theo bước sóng WDM góp phần ứng dụng vào thực tiễn mơ hình lý thuyết tuyến thông tin quang Do hạn chế thời gian hiểu biết cơng nghệ WDM cịn hạn chế, thực tiễn; đề cập đồ án thực nhỏ bé, mang tính chất tìm hiểu, tập dượt Trong thời gian tới, em tìm hiểu kỹ đặt mối tương quan lý thuyết thực tế để giải triệt để vấn đề sâu Một lần em xin cảm ơn cô giáo hướng dẫn - ThS Nguyễn Thị Kim Thu tận tình hướng dẫn giúp em hồn thành đồ án này, xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Điện tử - Viễn thông nhiệt tình giảng dạy giúp chúng em hồn thành tốt chương trình đào tạo Nghệ An, tháng 09 năm 2014 Sinh viên uyễn Quốc Huy 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Quốc Cường, Đỗ Văn Việt Em, Phan Quốc Hợp, Kỹ thuật thông tin quang 1, Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng, Hà Nội 2009 [2] Đỗ Văn Việt Em, Kỹ thuật thông tin quang 2, Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng, Hà Nội 2007 [3] Vũ Văn San, Hệ thống thông tin quang (Tập 1, 2), Nhà xuất Bưu điện, Hà Nội 2008 [4] Các wedsite tham khảo: www.maps.google.com, truy nhập ngày cuối 10/8/2014 www.optiwave.com, truy cập ngày cuối 10/8/2014 www.luanvan.co, truy cập ngày cuối 15/8 /2014 www.luanvan.net, truy cập ngày cuối 15/8/2014 www.123doc.vn, truy cập ngày cuối 20/8/2014 90 ... quang thương mại thứ đưa vào sử dụng Đó hệ thống thơng tin quang coherent sử dụng công nghệ WDM kết hợp với khuếch đại quang EDF tạo nên tuyến thông tin quang dung lượng lớn tốc độ cao từ vài... quang Thiết bị phát quang thành phần quan trọng hệ thống thông tin quang Chức thiết bị phát quang biến đổi tín hiệu điện đầu vào thành tín hiệu quang tương ứng phát tín hiệu vào sợi quang để thực. .. quang đơn mode, sợi quang đa mode 16 1.4.3 Cáp quang Sợi quang muốn đưa vào sử dụng tuyến thông tin phải bọc thành cáp Sợi quang sản xuất bọc lớp nhựa mỏng để bảo vệ mặt ngồi nó, lớp vỏ sơ cấp