CHƯƠNG 3: PHẦN MỀM MÔ PHỎNG OPTICSYSTEM V7
4.2 Mô hình tuyến quang sử dụng bộ khuếch đại EDFA:
Hình 4.1: Mô hình tuyến quang thực tế sử dụng EDFA
4.4 Mô phỏng độ lợi:
4.4.1 Thay đổi chiều dài sợi:
Bước sóng tín hiệu tới: = 1550 nm. Công suất tín hiệu tới : P = -10 dBm. Bước sóng bơm: = 980nm.
Công suất bơm: P = 30 mW. Chiều dài sợi EDFA: L = 2 ÷ 14 m Kết quả mô phỏng:
Chiều dài (m) Độ lợi (dB)
2 19.387911 4 27.333432 6 27.624308 8 26.3977 10 24.449599 12 21.427444 14 15.834243
Bảng 4.1: Kết quả mô phỏng độ lợi thay đổi theo chiều dài sợi. Biểu đồ:
Hình 4.3: Biểu đồ độ lợi thay đổi theo chiều dài sợi EDFA. Nhận xét:
Đúng với lý thuyết. Khi chiều dài sợi tăng lên, tín hiệu sẽ được khuếch đại nhiều hơn. Do đó, độ lợi tín hiệu tăng lên. Nhưng, với một công suất bơm cố định chỉ đáp ứng được cho một ngưỡng chiều dài sợi nên khi chiều dài tăng vượt ngưỡng này, độ lợi của bộ EDFA sẽ giảm.
4.4.2 Khảo sát khi thay đổi công suất bơm tại hai bước sóng bơm
Bước sóng tín hiệu tới: = 1550 nm. Công suất tín hiệu tới: P = -20 dBm Chiều dài sợi EDFA: 10 m.
Công suất bơm: P = 30 mW.
Bước sóng bơm: 980 nm và 1480 nm. Kết quả mô phỏng:
Công suất bơm ( mW ) Độ lợi ( dB )
Bước sóng bơm 980 nm Bước sóng bơm 1480 nm
20 16.331577 26.386269 22 19.096724 27.340879 24 21.011581 28.130747 26 22.431598 28.803424 28 23.543422 29.388525 30 24.449599 29.905813 32 25.21076 30.369242 34 25.86565 30.78874 36 26.437902 31.171734 38 26.945156 31.523967
Bảng 4.2: Kết quả mô phỏng độ lợi thay đổi theo công suất bơm tại hai bước sóng 980 nm và 1480 nm.
Hình 4.4: Biểu đồ khảo sát độ lợi thay đổi theo công suất bơm tại hai bước sóng bơm là 980 nm và 1480 nm.
Nhận xét:
Đúng với lý thuyết. Khi công suất bơm càng lớn thì độ lợi càng cao.
Tại mỗi công suất bơm, độ lợi tại bước sóng bơm 1480 nm luôn cao hơn độ lợi tại bước sóng bơm 980 nm.
4.4.3 Thay đổi công suất tín hiệu tới
Bước sóng tín hiệu tới: = 1550 nm.
Công suất tín hiệu tới: P = -30 ÷ -10 dBm Công suất bơm: 30 mW.
Chiều dài sợi EDFA: 10 m. Bước sóng bơm: 980 nm. Kết quả mô phỏng:
Công suất tín hiệu tới ( dBm ) Độ lợi ( dB )
-24 24.700041 -22 24.73242 -20 24.449599 -18 23.850163 -16 22.952382 -14 21.793865 -12 20.418454 -10 18.880876
Bảng 4.3: Kết quả mô phỏng độ lợi thay đổi theo công suất tín hiệu tới. Biểu đồ:
Hình 4.5: Biểu đồ độ lợi thay đổi theo công suất tín hiệu tới. Nhận xét:
Đúng với lý thuyết. Khi công suất vào tăng, bức xạ kích thích tăng nhanh, các ion Er3+ chuyển về trạng thái cơ bản càng nhiều, làm yếu đi khả năng bức xạ của ion Er3+ khi tín hiệu quang tới. Do đó, khi công suất tín hiệu tới càng tăng thì độ lợi càng giảm.
4.4.4 Thay đổi bước sóng tín hiệu tới
Bước sóng tín hiệu tới: = 1525 ÷ 1570nm. Công suất tín hiệu tới: P = -20 dBm. Bước sóng bơm: : = 980 nm.
Bước sóng tín hiệu tới ( nm ) Độ lợi ( dB ) 1525 21.217836 1530 32.666328 1535 33.216687 1540 31.358805 1545 32.92755 1550 33.377795 1555 33.462512 1560 32.923661 1565 30.868436 1570 27.14865
Bảng 4.4: Kết quả mô phỏng độ lợi thay đổi theo bước sóng tín hiệu tới. Biểu đồ:
Hình 4.6: Độ lợi thay đổi theo bước sóng tín hiệu tới. Nhận xét:
Khảo sát tín hiệu trong băng C ( 1530 nm ÷ 1565 nm ), ta thấy độ lợi đạt mức cao nhất khi bước sóng tín hiệu vào là khoảng 1550 nm đến 1560 nm.
4.5 Mô phỏng hệ số nhiễu
4.5.1 Thay đổi chiều dài sợi
Bước sóng tín hiệu tới: = 1550 nm. Công suất tín hiệu tới: P = -20 dBm. Bước sóng bơm: = 980 nm
Công suất bơm: Pb = 30 mW. Chiều dài sợi EDFA: L = 2 ÷ 16 m Kết quả:
Chiều dài sợi ( m ) Nhiễu ( dB )
2 3.25055 4 3.62082 6 3.79182 8 3.83686 10 3.8526 12 3.8654 14 3.9173 16 4.5522
Bảng 4.5: Kết quả mô phỏng hệ số nhiễu thay đổi theo chiều dài sợi. Biểu đồ:
Hình 4.7: Biểu đồ hệ số nhiễu thay đổi theo chiều dài sợi. Nhận xét:
Đúng với lý thuyết. Khi chiều dài của sợi tăng, nồng độ các ion Er3+ ở mức năng lượng nền và ở mức năng lượng kích thích thay đổi nên hệ số nhiễu cũng phụ thuộc vào chiều dài sợi quang, nhiễu của bộ khuếch đại càng tăng.