Bộ khuyếch đại ghép lai hfa

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: BỘ KHUẾCH ĐẠI GHÉP LAI HFA Giáo viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Anh Quỳnh Sinh viên thực : Nguyễn Bá Quang VINH – 2011 LỜI NÓI ĐẦU Ở kỉ 21 nƣớc ta, với bùng nổ nhu cầu loại hình dịch vụ viễn thơng nhƣ internet, truyền hình hội thảo… địi hỏi ngành viễn thơng nói chung hệ thống thơng tin quang nói riêng phải có những bƣớc phát triển cơng nghệ kĩ thuật Đối với hệ thống thông tin quang, sau thời dài sử dụng công nghệ SDH kĩ thuật ghép kênh phân chia theo bƣớc sóng WDM bƣớc phát triển kĩ thuật ghép kênh phân chia theo bƣớc sóng mật độ cao DWDM đƣợc đƣa vào áp dụng thực tế Với ƣu điểm bật nhƣ băng thơng rộng, nhiễu, dung lƣợng lớn, … nên thông tin sợi quang trở thành phận cốt lõi hệ thống đƣờng trục quốc gia Với việc sử dụng nhiều bƣớc sóng sợi quang, kỹ thuật tận dụng đƣợc băng thông khổng lồ sợi quang, cho phép xây dựng đƣợc hệ thống thông tin có dung lƣợng lớn (hàng trăm Gbps) khoảng cách truyền dài (hàng trăm km) nhƣng không làm thay đổi nhiều hệ thống sử dụng Trong năm gần đây, để đáp ứng nhu cầu thông tin liên lạc ngày gia tăng nhanh chóng với nhiều loại hình dịch vụ với băng rộng khác nhau, hệ thống thông tin quang DWDM ngƣời ta tiến hành thực nghiệm sử dụng khuếch đại ghép lai HFA kết hợp khuếch đại Raman phân bố khuếch đại EDFA Từ thực tế đó, đồ án trình bày lý thuyết hệ thống DWDM khuếch đại EDFA khuếch đại Raman thành phần tạo nên khuếch đại HFA Và nghiên cứu sâu cấu trúc khuếch đại HFA nhiễu tạp âm tác động lên tuyến thông tin quang DWDM mắc chuỗi sử dụng khuếch đại HFA mà đặc biệt nhiễu ASE, nhiễu tán xạ Rayleigh kép hiệu ứng trộn bốn bƣớc sóng FWM Trong đồ án nội dung gồm có bốn chƣơng sau:  Chƣơng 1: Tổng quan hệ thống thông tin quang DWDM  Chƣơng 2: Bộ khuếch đại ghép lai HFA  Chƣơng 3: Các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng hệ thống DWDM  Chƣơng 4: Các kết thử nghiệm khuếch đại HFA Optiwave Kết đạt đƣợc đồ án:  Bổ sung thêm kiến thức lý thuyết khái niệm, nguyên lý hoạt động, thành phần ƣu điểm, nhƣợc điểm hệ thống DWDM  Tích lũy thêm kiến thức khuếch đại tuyến truyền dẫn quang DWDM Trong trình làm đồ án, đặc biệt đƣợc hƣớng dẫn nhiệt tình Thạc Sỹ N u ễn An Qu n thầy cô, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên thời gian ngắn, hiểu biết hạn chế, đồ án dừng lại khái niệm chắn không tránh khỏi sai sót Kính mong nhận đƣợc bảo, góp ý chân thành thầy cô giáo Em xin chân thành cảm ơn! Vinh , tháng năm 2011 Sinh Viên Nguyễn Bá Quang MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH VẼ DANH SÁCH BẢNG BIỂU 11 CÁC TỪ VIẾT TẮT 12 CÁC TỪ VIẾT TẮT 12 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG DWDM 14 1.1 Giới thiệu chƣơng 14 1.2 Hệ thống WDM 14 1.2.1 Giới thiệu hệ thống WDM 14 1.2.1.1 Khái niệm 14 1.2.1.2 Sơ đồ chức hệ thống WDM 14 1.2.2 Nguyên lí hoạt động hệ thống WDM 15 1.2.3 Các phƣơng thức truyền dẫn hệ thống WDM 15 1.3 Hệ thống DWDM 16 1.3.1 Khái niệm 16 1.3.2 Quá trình phát triển hệ thống DWDM 16 1.3.3 Cấu trúc hệ thống DWDM 17 1.3.3.1 Sợi quang 17 1.3.3.2 Bộ phát quang 19 1.3.3.3 Bộ thu quang 20 1.3.3.4 Bộ tách/ghép kênh – MUX/DEMUX 20 1.3.3.5 Bộ tách/ghép tín hiệu 22 1.3.3.6 Bộ cách ly Isolators/Circulators 23 1.3.3.7 Bộ lọc quang 23 1.3.3.8 Bộ suy hao điều chỉnh đƣợc VOA 25 1.4 Kết luận chƣơng 25 CHƢƠNG BỘ KHUYẾCH ĐẠI GHÉP LAI HFA 27 2.1 Giới thiệu chƣơng 27 2.2 Bộ khuếch đại EDFA 27 2.2.1 Khái niệm 27 2.2.2 Cấu tạo khuếch đại EDFA 27 2.2.2.1 Sợi quang pha đất Erbium EDF 28 2.2.2.2 Laser bơm 28 2.2.2.3 WDM optical coupler 29 2.2.2.4 Optical Isolator 29 2.2.3 Nguyên lí hoạt động khuếch đại EDFA 29 2.2.3.1 Giản đồ mức lƣợng Er3+ 29 2.2.3.2 Các trình chuyển đổi mức lƣợng 30 2.2.3.3 Nguyên lí hoạt động 30 2.2.4 Các đặc tính khuếch đại EDFA 31 2.2.4.1 Hệ số khuếch đại 31 2.2.4.2 Phổ khuếch đại 33 2.2.4.3 Cơng suất bão hịa 34 2.2.4.4 Nhiễu khuếch đại EDFA 35 2.2.5 Các yêu cầu nguồn bơm 35 2.2.5.1 Bƣớc sóng bơm 35 2.2.5.2 Hƣớng bơm 36 2.2.5.3 Công suất bơm 37 2.3 Bộ khuếch đại Raman 37 2.3.1 Khái niệm 37 2.3.2 Cấu trúc khuếch đại Raman 38 2.3.3 Nguyên lí hoạt động 38 2.3.4 Các đặc tính khuếch đại Raman 40 2.3.4.1 Hệ số khuếch đại băng thông 40 2.3.4.2 Các loại nhiễu khuếch đại Raman 43 2.3.5 Các yêu cầu nguồn bơm 43 2.4 Bộ khuếch đại ghép lai HFA 44 2.4.1 Khả ứng dụng HFA hệ thống thông tin quang 44 2.4.2 Cấu trúc khuếch đại HFA 46 2.4.3 Các đặc tính khuếch đai HFA 47 2.4.3.1 Phổ khuếch đại 47 2.4.3.2 Tỉ số nhiễu tín hiệu 47 2.5 Kết luận chƣơng 48 CHƢƠNG CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG 50 3.1 Giới thiệu chƣơng 50 3.2 Các yếu tố sợi quang ảnh hƣởng đến hệ thống DWDM 50 3.2.1 Suy hao 50 3.2.1.1.Khái niệm 50 3.2.1.2 Các nguyên nhân gây suy hao 51 3.2.1.3 Đặc tuyến suy hao 51 3.2.2 Tán sắc 52 3.2.2.1 Khái niệm 52 3.2.2.2 Các loại tán sắc 52 3.2.2.3 Vấn đề bù tán sắc cho tuyến DWDM 53 3.2.3 Các hiệu ứng phi tuyến 53 3.2.3.1 Khái niệm 53 3.2.3.2 Phân loại hiệu ứng phi tuyến 53 3.3 Khảo sát nhiễu ASE 54 3.3.1 Khái niệm 54 3.3.2 Khảo sát nhiễu ASE khuếch đại HFA 55 3.4 Nhiễu tán xạ Rayleigh kép 57 3.4.1 Khái niệm 57 3.4.2 Khảo sát nhiễu tán xạ Rayleigh kép khuếch đại HFA 58 3.5 Hiệu ứng trộn bốn bƣớc sóng FWM 59 3.5.1 Khái niệm 59 3.5.2 Khảo sát nhiễu FWM 59 3.5.3 Khảo sát công suất nhiễu FWM hệ thống DWDM sử dụng HFA 61 3.6 Tỉ số tín hiệu nhiễu quang OSNR 63 3.6.1 Khái niệm 64 3.6.2 Khảo sát tỉ số OSNR HFA 64 3.7 Kết luận chƣơng 65 CHƢƠNG ỨNG DỤNG OPTIWAVE TRONG TÍNH TỐN 63 4.1 Giới thiệu chƣơng 66 4.2 Sơ đồ thiết kế 66 4.3 Các kết tính tốn 67 4.3.1 Khi HFA sử dụng bơm nhiều bƣớc sóng bơm bƣớc sóng 67 4.3.1.1 Các thông số đầu thu 67 4.3.1.2 Các đồ thị 67 4.3.2 Sự phụ thuộc tỉ số BER hệ số phẩm chất Q theo công suất phát, công suất thu HFA (chỉ xét kênh 1) 69 4.3.2.1 Bảng kết 69 4.3.2.2 Các đồ thị 70 4.3.3 So sánh khuếch đại EDFA va HFA 71 4.3.3.1 Khi có kênh truyền 71 4.4 Cân tỉ số BER 73 4.5 Kết luận chƣơng 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ chức hệ thống WDM 14 Hình 1.2: Ngun lí hoạt động kĩ thuật ghép kênh WDM 15 Hình 1.3: Phƣơng thức truyền dẫn đơn hƣớng 16 Hình 1.4: Phƣơng thức truyền dẫn song hƣớng 16 Hình 1.5: Quá trình phát triển hệ thống DWDM 17 Hình 1.6: cấu trúc hệ thống DWDM 17 Hình 1.7: cấu tạo sợi quang 17 Hình 1.8: Cấu trúc phát quang 19 Hình 1.9: Cấu trúc bên PIN 20 Hình 1.10: Cấu trúc bán dẫn APD 20 Hình 1.11: Sơ đồ khối tách/ghép kênh 21 Hình 1.12: Ghép tầng theo băng sóng 21 Hình 1.13: Ghép tầng đan xen chẵn lẻ 21 Hình 1.14: Bộ coupler 2x2 22 Hình 1.15: Bộ chia 1x2 22 Hình 1.16: Bộ OADM sử dụng lƣới Bragg 23 Hình 1.17: Bộ Isolator 23 Hình 1.18: Bộ Circulator 23 Hình 2.1: Cấu trúc EDFA 28 Hình 2.2: Cấu tạo sợi EDF 28 Hình 2.3: Giản đồ mức lƣợng 29 Hình 2.4: Q trình khuếch đại tín hiệu EDFA 30 Hình 2.5: Phổ hệ số khuếch đại EDFA trƣớc sau làm phẳng 34 Hình 2.6: Cơng suất bão hịa theo cơng suất bơm 35 Hình 2.7: Cấu hình khuếch đại EDFA đƣợc bơm kép 37 Hình 2.8: Cấu trúc khuếch đại Raman 38 Hình 2.9: Giản đồ chuyển lƣợng 39 Hình 2.10: Hệ số khuếch đai Raman theo chênh lệch bƣớc sóng 40 Hình 2.11: Hệ số khuếch đại sợi quang 42 Hình 2.12: Kiểu bơm thuận 43 Hình 2.13: Kiểu bơm ngƣợc 44 Hình 2.14: Bảng so sánh dặc điểm EDFA Raman 45 Hình 2.15: Hiệu ứng phi tuyến nhiễu khuếch đại EDFA Raman phân bố 45 Hình 2.16: Cấu trúc khuếch đại HFA 46 Hình 2.16: Phổ khuếch đại khuếch đại EDFA 47 Hình 2.17: Cơng suất tín hiệu phân đoạn hệ thông sử dụng EDFA (1), hệ thống sử dụng HFA (2) hệ thống sử dụng khuếch đại Raman hai hƣớng 48 Hình 3.1: Suy hao sợi quang 51 Hình 3.2: Đặc tuyến suy hao cua sợi quang 51 Hình 3.3: Tán sắc sợi quang 52 Hình 3.4: Biên độ nhiễu ASE theo bƣớc sóng 54 Hình 3.5: Hệ số khuếch đại có nhiễu ASE 55 Hình 3.6: Bộ khuếch đại HFA 55 Hình 3.7: Quá trình tán xạ Rayleigh 57 Hình 3.8: Quan hệ số nhiễu DRS độ khuếch đại Raman 58 Hình 3.9: Các bƣớc sóng sinh hiệu ứng FWM 59 Hình 3.10: Hệ thống DWDM mắc chuỗi khuếch đại 61 Hình 4.1: Sơ đồ ứng dụng Optiwave HFA bơm nhiều bƣớc sóng hệ thống quang kênh truyền 66 Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn hệ số phẩm chất kênh truyền 67 Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn tỉ số BER kênh truyền 68 Hình 4.4: Đồ thị biểu diễn hệ số mở mắt kênh truyền 68 Hình 4.5: Mối quan hệ công suất phát hệ số phẩm chất Q 70 Hình 4.6: Mối quan hệ cơng suất phát tỉ số BER 70 Hình 4.7: Mối quan hệ cơng suất thu với tỉ số BER 70 Hình 4.8: Tỉ số BER theo cơng suất thu với tốc độ bit khác 71 Hình 4.9: Tỉ số BER kênh truyền EDFA HFA 72 Hình 4.10: Tỉ số BER 16 kênh truyền EDFA HFA 72 Hình 4.11: Tỉ số BER trƣớc sau cân 73 10 3.6.1 K niệm OSNR tham số quan trọng thiết kế hệ thống quang Một thông số khác đƣợc xét đến hệ số Q Hệ số Q hàm OSNR, phản ánh mô tả chất lƣợng thu Hệ số Q đến tín hiệu nhiễu nhỏ địi hỏi để đạt giá trị BER tín hiệu cho trƣớc OSNR phép đo đơn vị dB Tốc độ bit cao yêu cầu OSNR cao Một OSNR tốt phải đƣợc trì để thu tách tín hiệu cách xác Việc tăng hệ số khuếch đại khuếch đại khơng đạt mục đích tăng OSNR cộng thêm vào nhiễu ASE tăng công suất quang gây nên hiệu ứng phi tuyến (mà đáng kể FWM), cần khuếch đại tín hiệu đặn cân hệ số khuếch chống lại nhiễu ASE 3.6.2 K ảo sát tỉ số OSNR HFA Tỉ số tín hiệu nhiễu OSNR hệ thống đa kênh sử dụng khuếch đại HFA mắc chuỗi là: OSNR  PSig Pnoise  PSig PASE _ H  PDRS _ H  PFWM _ H (3.33) Trong : N PSig  PSin GR AN 1  GEi Ai  i 1 (3.34) - PSin cơng suất tín hiệu đầu vào đƣờng truyền (công suất máy phát) - Ailà tổn hao công suất đoạn sơi quang thứ i - GR độ khuếch đại Raman - GEi độ khuếch đại EDFA thứ i - PASE _ H cơng suất nhiễu ASE HFA tích luỹ cuối đƣờng truyền 64 - PDRS _ H công suất nhiễu DRS HFA tích luỹ cuối đƣờng truyền - PFWM _ H công suất nhiễu FWM HFA cuối đƣờng truyền 3.7 Kết luận c ƣơn Chƣơng dẫn cơng thức tính công suất nhiễu cuối đƣờng truyền tuyến thông tin sợi quang đa kênh sử dụng khuếch đại HFA mắc chuỗi Từ tính tốn tỉ số tín hiệu nhiễu hệ thống sở dể đánh giá chất lƣợng hệ thống Ta thấy tỉ số OSNR phụ thuộc chủ yếu vào độ khuếch đại hệ thống Vậy toán đặt với tuyến có chiều dài cụ thể giá trị độ khuếch đại để tỉ số tín hiệu nhiễu OSNR lớn tức công suất nhiễu mức thấp Mặt khác độ khuếch đại lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ: điện tích hiệu dụng sợi, suy hao sợi, hệ số khuếch đại, cơng suất bơm cơng suất bơm thông số dễ thay đổi Trong chƣơng em sử dụng Optisystem 7.0 để mô cho khuếch đại HFA 65 CHƢƠNG ỨNG DỤNG OPTIWAVE TRONG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ BỘ KHUẾCH ĐẠI GHÉP LAI HFA 4.1 Giới t iệu c ƣơn Optiwave phần mềm thiết kế, thử nghiệm hệ thống quang phổ biến với nhiều hỗ trợ thiết bị Do chƣơng em sử dụng Optisystem 7.0 để mô cho khuếch đại HFA Chƣơng bao gồm phần sau:  Sơ đồ thiết kế  Các kết tính tốn 4.2 Sơ đồ t iết kế Hình 4.1: Sơ đồ ứng dụng Optiwave HFA bơm nhiều bước sóng hệ thống quang kênh truyền 66 4.3 Các kết tín tốn 4.3.1 K i HFA sử dụn bơm n iều bƣớc són bơm bƣớc són 4.3.1.1 Các t ơn số đầu t u Bảng 4.1: Kết thu HFA bơm nhiều bước sóng bƣớc sóng Bơm nhiều bƣớc sóng Kênh Q log(BER) 8.23 -16.06 7.46 Eye Bơm bƣớc sóng Eye Q log(BER) 3.55 8.23 -16.04 3.34 -13.39 3.34 7.44 -13.36 3.13 7.91 -14.92 3.47 7.89 -14.91 3.26 8.03 -15.34 3.49 8.00 -15.32 3.29 8.05 -15.41 3.49 8.01 -15.38 3.32 7.72 -14.25 3.34 7.68 -14.37 3.22 7.81 -14.57 3.33 7.72 -14.51 3.24 8.25 -16.11 3.40 8.21 -16.00 3.36 height height 4.3.1.2 Các đồ t ị Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn hệ số phẩm chất kênh truyền 67 Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn tỉ số BER kênh truyền Hình 4.4: Đồ thị biểu diễn hệ số mở mắt kênh truyền 68  Kết luận: Từ kết ta thấy sử dụng bơm nhiều bƣớc sóng có số hệ số phẩm chất Q, tỉ số BER tƣơng đƣơng với bơm bƣớc sóng Nhƣng hệ số mở mắt bơm nhiều bƣớc sóng lớn nhỏ nhiều so với bơm bƣớc sóng Ta thu đƣợc kết với khuếch đại HFA hoạt động tốt tần số bơm tần số tín hiệu lệch 13.2THz, bơm nhiều bƣớc sóng tốt bơm bƣớc sóng Qua thể đƣợc ƣu điểm khuếch đại HFA khả mở rộng băng thông sử dụng bơm nhiều bƣớc sóng 4.3.2 Sự p ụ t uộc tỉ số BER ệ số p ẩm c ất Q t eo côn suất p át, côn suất t u HFA (c ỉ xét kên 1) 4.3.2.1 Bản kết Bản 4.2: Kết công suất thu, tỉ số BER, hệ số phẩm chất thu đƣợc thay đổi công suất bơm tốc độ bit Tốc độ bit 10Gb/s Công suất Phát (dBm) Tỉ số BER log(BER) Tốc độ bit 2.5Gb/s Công suất Q thu (mW) Tỉ số BER log(BER) Công suất thu (mW) -10 -10.27 6.45 0.38 -22.36 0.42 -9 -10.86 6.65 0.48 -25.20 0.51 -8 -12.05 7.04 0.60 -26.99 0.65 -7 -13.03 7.35 0.74 -29.02 0.82 -6 -13.34 7.45 0.94 -31.18 1.03 -5 -13.83 7.59 1.18 -35.03 1.30 -4 -14.51 7.79 1.49 -36.52 1.64 -3 -14.88 7.90 1.87 -37.65 2.07 -2 -15.29 8.02 2.36 -39.74 2.56 -1 -15.42 8.06 2.96 -41.68 3.25 -16.06 8.23 3.72 -42.36 4.09 69 4.3.2.2 Các đồ t ị Hình 4.5: Mối quan hệ cơng suất phát hệ số phẩm chất Q Hình 4.6: Mối quan hệ công suất phát tỉ số BER Hình 4.7: Mối quan hệ cơng suất thu với tỉ số BER 70 Hình 4.8: Tỉ số BER theo công suất thu với tốc độ bit khác  Kết luận: Qua đồ thị ta thấy cơng suất phát tăng tỉ số BER giảm hệ số phẩm chất tăng, công suất phát lớn chất lƣợng hệ thống tăng Bên cạnh ta cịn thấy cơng suất thu lớn tỉ số BER nhỏ Mặt khác tốc độ bit tăng giá trị BER cho trƣớc công suất thu tăng Bởi tốc độ bít tăng lên khoảng cách bit gần lại nên xung giãn dễ gây lỗi bít nên tỉ lệ BER tăng lên Do cần thiết phải thiết kế cho vừa đảm bảo chất lƣợng vừa có tính kinh tế 4.3.3 So sán k uếc đại EDFA va HFA 4.3.3.1 K i có kên tru ền 71 Hình 4.9: Tỉ số BER kênh truyền EDFA HFA 4.3.3.2 Khi có 16 kênh Hình 4.10: Tỉ số BER 16 kênh truyền EDFA HFA  Kết luận: Từ hai đồ thị ta thấy rằng, truyền 16 kênh chênh lệch tỉ số BER khuếch đại HFA khuếch đại EDFA 72 lớn chênh lệch tỉ số BER khuếch đại HFA khuếch đại EDFA truyền kênh Tức số kênh truyền tăng thi sử dụng khuếch đại HFA có hiệu khuếch đại EDFA Bởi nhƣ biết băng phổ sử dụng HFA rộng nhiều so với băng phổ EDFA nên số kênh truyền tăng lên tỉ số BER EDFA giảm HFA tăng lên 4.4 Cân bằn tỉ số BER Trong hệ thống quang việc cân công suất tỉ số BER yêu cầu quan trọng nhằm bảo đảm chất lƣợng cho truyến dẫn quang Để tăng tỉ số BER thơng thƣờng hay thay đổi công suất phát hay bù tán sắc cho tuyến truyền dẫn Còn hệ thống quang sử dụng khuếch đại quang sử dụng khuếch đại quang HFA ta cịn điều chỉnh thêm tần số bơm công suất bơm Dƣới kết so sánh tỉ số BER trƣớc sau thay đổi thông số: Công suất bơm, tần số bơm cơng suất phát Hình 4.11: Tỉ số BER trước sau cân 73 Từ kết ta thấy, thay đổi thơng số đồng tỉ số BER đƣợc cải thiện đáng kể Còn việc cân cơng suất hệ thống truyền dẫn thông tin quang thƣờng dùng cân Equalizer 4.5 Kết luận c ƣơn Trong chƣơng đồ án trình bày mô thấy đƣợc ƣu điểm khuếch đại HFA đƣờng truyền dẫn quang Qua chƣơng ta thấy khuếch HFA có đặc điểm nhƣ khuếch đại quang khác tăng tốc độ bit độ nhạy thu tăng Ngồi ta cịn thấy đƣợc khả sử dụng nhiều bƣớc sóng mở rộng băng thơng HFA Đây tiền đề cho việc phát triển hệ thống thông tin quang tƣơng lai 74 KẾT LUẬN CHUNG Sau thời gian nghiên cứu lý thuyết với dẫn tận tình thầy Nguyễn Anh Quỳnh em hiểu biết thêm nhiều vấn đề hệ thống thơng tin quang Vì đồ án em trình bày số lý thuyết hệ thống thông tin quang bao gồm nội dung sau: Trình bày cấu trúc, nguyên lý hoạt động, thành phần ƣu điểm nhƣợc điểm hệ thống WDM với hệ thống DWDM Đây hệ thống thông tin quang đƣợc sử dụng phổ biến nƣớc ta Nó hệ thống mạng đƣờng trục cốt lõi nƣớc ta Trình bày rõ cấu tạo, nguyên lí hoạt động đặc tính khuếch đại sử dụng tuyến truyền dẫn quang DWDM Đó khuếch đại EDFA, khuếch đại Raman kết hợp chúng thành khuếch đại HFA Cùng với trình bày cấu trúc hệ thống DWDM mắc chuỗi sử dụng khuếch đại HFA yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng hệ thống Và nghiên cứu sâu nhiễu ASE, nhiễu tán xạ Rayleigh kép, hiệu ứng trộn bốn bƣớc sóng FWM nhân tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng tuyến truyền dẫn DWDM Trong chƣơng cuối trình bày kết thử nghiệm khuếch đại HFA tuyến truyền dẫn để chứng minh ƣu điểm khuếch đại HFA, khả tận dụng băng thơng truyền dẫn nhiều kênh khuếch đại HFA Tóm lại đồ án trình bày sơ lý thuyết khuếch đại HFA Để từ xây dựng lƣu đồ thuật tốn chƣơng trình tính tốn tối ƣu cho khuếch đại HFA tuyến truyền dẫn Đồng thời đồ án trình bày vài phƣơng pháp thử nghiệm khuếch đại HFA dựa phần mềm OptiSystem 7.0 Optiwave 75 HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Để tiếp tục kết nhằm sử dụng khuếch đại ghép lai HFA (Raman EDFA) có hiệu cho ứng dụng đa dạng thông tin quang, đồ án đƣa số hƣớng nghiên cứu mở rộng nhƣ sau:  Nghiên cứu sâu nhiễu hiệu ứng phi tuyến hệ thống WDM sử dụng HFA nhƣ :hiệu ứng tự điều chế pha chéo SPM, điều chế pha ngang XPM, tán xạ Brillouin nhằm tối thiểu hóa ảnh hƣởng xấu phi tuyến sợi  Tiếp tục sâu vào nghiên cứu máy thu quang, lúc tiêu đánh giá chất lƣợng hệ thống tỷ số tín hiệu nhiễu điện eSNR tỷ số lỗi bit BER  Tính tốn để sử dụng HFA hệ thống thông tin quang mắc chuỗi: vị trí đặt HFA tối ƣu, số kênh truyền tối đa để sử dụng đảm bảo chất lƣợng có hiệu kinh tế cao 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hệ thống WDM có EDFA mắc chuỗi dƣới tác động hiệu ứng FWM nhiễu ASE tích Ts Nguyễn Văn Tuấn, Ks Nguyễn Tấn Hƣng, “Tính toán số kênh truyền cực đại hệ lũy”, Chuyên san tạp chí Bƣu viễn thơng, số 12, tháng năm 2004, trang 25 [2] Ts Nguyễn Văn Tuấn, Ks Nguyễn Trần Tú Nhi, “Tính tốn tối ưu tuyến thông tin sợi quang sử dụng khuếch đại HFA tốc độ cao”, Chuyên san tạp chí Bƣu viễn thông, số 1, năm 2007, trang [3] Ts Nguyễn Văn Tuấn, Hoàng Thị Phƣơng Anh, “Giải pháp nâng cao chất lượng tín hiệu hệ thống thơng tin quang xun biển”, Chun san tạp chí Bƣu viễn thơng, số 2, năm 2009, trang 31 [4] Ts Phùng Văn Vận, Trần Hồng Quân, Nguyễn Cảnh Tuấn, Phạm Hồng Ký, Nguyễn Hồi Nam, “Hệ thống thơng tin sợi quang” , NXB Khoa học kỹ thuật - Hà Nội 2002 [5] Ts.Vũ Văn San, “Hệ thống thông tin quang”, NXB Bƣu điện Hà Nội 2003 [6] Berard JacQuier, “Linh kiện tích cực làm sợi quang pha tạp”, Lớp học chuyên đề Pháp Việt nguyên lý quang điện tử học viễn thông quang học, Đồ Sơn, Việt Nam, tháng 11-2004, Trang 197 [7] Dominique Bayart, “Hệ thống truyền thông quang học dùng ghép nhiều bước sóng WDM”, Lớp học chuyên đề Pháp Việt nguyên lý quang điện tử học viễn thông quang học, Đồ Sơn, Việt Nam, tháng 11-2004, Trang 267 [8] G.P Agrawal, “Fiber Optic Communication Systems”, Third edition, John Wiley & Sons, 2002 [9] Mari W Maeda, William B Sessa, Winston Ingshih Way, A Yi-Yan, Lyn Curtis, R-Spicer, and R.I Laming, “The effect of Four-Wave Mixing 77 in fibers on Optical Frequency-Division Multiplexed Systems”, Journal of Lightwave technology, Vol.8, No.9, September 1990, Page 1402 [10] Mohammed N.Islam, “Raman amplifiers for telecommunications”, IEEE journal of seleted topics in quantum electronics, vol.s, No.3, May/June 2002 [11] M.Karaser, M.Menif, A.Bellemare, “Design of wideband hybrid amplifers for local area networks”, IEE Proc- Optoelectron, Vol.148, No.3, June 2001, Page 150 78 ... thành phần hệ thống DWDM, khuếch đại Bao gồm khuếch đại EDFA, khuếch đại Raman kết hợp chúng tạo thành khuếch đại ghép lai HFA 26 CHƢƠNG BỘ KHUẾCH ĐẠI GHÉP LAI HFA 2.1 Giới t iệu c ƣơn Trong hệ... 2.4.2 Cấu trúc k uếc đại HFA Bộ khuếch đại ghép lai HFA có dạng cấu trúc:  Bộ HFA gồm khuếch đại EDFA khuếch đại Raman  Bộ HFA gồm khuếch đại EDFA khuếch đại Raman Trong phạm vi đồ án trình bày... khuếch đại ghép lai HFA kết hợp khuếch đại Raman phân bố khuếch đại EDFA Từ thực tế đó, đồ án trình bày lý thuyết hệ thống DWDM khuếch đại EDFA khuếch đại Raman thành phần tạo nên khuếch đại HFA