b. Sử dụng NZ
1.19.1.2 Kịch bản 1: Khoảng cách
Khi khoảng cách càng lớn thì tỉ lệ lỗi bit càng lớn. Theo tiêu chuẩn của ITU – T 984, khoảng cách truyền tối đa trong mạng GPON là 20km. Ở đây, chúng ta sẽ thử nghiệm với 2 khoảng cách: 20 km và 10 km để thấy sự khác biệt. Trên thực tế thì CMCTI sử dụng khoảng cách truyền là 10 km.
• Max Q factor: 7.2741
• Min BER: 1.652e-013
• Eye height: 5.02415e-006
• Threshold:4.47148e-006
Từ hình vẽ 4.10, 4.11, 4.12, ta thấy rằng trong một chu kì bit, tại sườn của tín hiệu I biến thiên nhanh nhất, nên khó phân biệt là mức trên hay mức dưới . Do đó tỉ lệ lỗi bit ở khu vực này là cao. Phần còn lại tỉ lệ lỗi bit là khó xảy ra. Như ta thấy trên hình 4.10, BER min= 1.7652e-013 nằm ở khu vực đỉnh tín hiệu. So sánh 2 hình 4.9 và 4.10 ta thấy rõ rằng khi BER min tăng, thì Q giảm và ngược lại. Ứng với BER min= 1.7652e-013 thì Q max=7.27241. Điều này hoàn toàn đúng với công thức (4.10).
Từ công thức (4.10) ta cũng có được kết quả = 4.47148e-006
Hình 4.38 Đồ thị mắt, BER, Q factor ở khoảng cách 10 km
• Min BER: 1.92488e-031
• Eye height: 1.00471e-005
• Threshold: 7.10169e-006
Đánh giá: Qua các kết quả mô phỏng ở trên ta thấy rằng, ở khoảng cách càng ngắn thì tỉ lệ lỗi bit càng giảm. Ở khoảng cách là 10 km, BER là 1.92488e-031 còn ở khoảng cách 20 km thì BER là 1.652e-013. Rõ ràng sự chênh lệch là khá lớn. Ngoài ra, dựa vào 2 đồ thị trên ta còn có thể thấy được các thông số như Q factor
1.19.1.3Kịch bản 2: Hệ số chia của Splitter
Theo tiêu chuẩn của ITU-T G984.4, hệ số chia của splitter có thể là 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, 1:64. Trong mô hình mô phỏng ở đây, chúng ta sẽ thử nghiệm với 2 hệ số chia đó là 1:4 (Hình 4.14) và hệ số chia 1:8 (Hình 4.18) và 1:64 (Hình 4.19)
dưới đây:
Hình 4.39 Đồ thị mắt ở khoảng cách 20 km, hệ số chia của splitter là 1:4
Như vậy, khi hệ số chia càng nhỏ thì độ mở của đồ thị mắt càng lớn, hệ số Q max càng lớn. Với cùng một công suất phát ở máy phát và cùng một ngưỡng thu ở máy thu, khi suy hao đường truyền càng nhỏ thì công suất thu càng lớn. Công suất
Hình 4.40 Đồ thị mắt với hệ số chia là 1:64
Trên lý thuyết thì hệ số chia tối đa trong mạng GPON đạt ở mức là 1 :164. Tuy nhiên trong phần mềm mô phỏng ta chỉ có thể thấy chất lượng mạng đạt ở mức 1 :64 với tốc độ là 622.08 Mbps.
1.19.1.4Kịch bản 3: Tốc độ bit
Khi tốc độ bit càng cao, thì công suất phát cũng phải cao hơn và bộ thu cũng phải có bộ nhạy thu cao hơn. Ở đây, ta tăng công suất phát lên 3dBm (vẫn nằm trong giới hạn khuyến nghị của ITU). Dưới đây chúng ta sẽ xem xét các tốc độ có thể thực hiện được với chuẩn GPON.
Bảng 4.11 Các tốc độ download và upload có thể trong mạng GPON Tốc độ down link(Mbps) Tốc độ up link (Mbps)
1244.16 155.52 1244.16 622.08 1244.16 1244.16 2448.32 155.52 2448.32 622.08 2448.32 1244.16 2448.32 2448.32
Hình 4.41 Đồ thị mắt ở tốc độ 622.08 Mbps (down link)
Từ những kết quả trên ta thấy rằng, có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mạng GPON. Đó có thể là khoảng cách truyền dẫn, hệ số chia splitter (đây là đặc điểm đặc trưng của FTTx). Ngoài ra còn có một số yếu tố ảnh hưởng khác như tốc độ bit… Tuy nhiên, trong chương trình mô phỏng chúng ta chỉ xét đến 2 yếu tố trên.
Qua những kết quả trên đây, chúng ta có thể đưa ra kết luận, FTTx có rất nhiều ưu điểm. Một trong những ưu điểm nổi bật nhất của FTTx là tốc độ cao, ngoài ra khả năng tích hợp nhiều dịch vụ trên một đường dây cũng là ưu điểm lớn để FTTx dần thay thế ADSL trong những năm tới. Có 2 giải pháp cho công nghệ này mà hiện tại PON đang được triển khai rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới. Tại Việt Nam, những nhà cung cấp dịch vụ như Viettel, FPT, SPT, CMC TI cũng đang đẩy mạnh phát triển PON dựa trên nhiều chuẩn khác nhau. Trong báo cáo thực tập tốt nghiêp, em đã mô phỏng hệ thống mạng FTTx theo chuẩn GPON với những chỉ tiêu kĩ thuật như trong sơ đồ. Thông thường trong hệ thống thực tế, người ta ít quan tâm đến các chỉ tiêu về tỉ lệ lỗi bit BER hay là đồ thị mắt… mà chủ yếu là quan tâm đến chất lượng hệ thống dựa trên Budget của đường truyền. Tuy nhiên những kết quả mô phỏng phần nào đã phản ánh được chất lượng của mạng FTTx. Hướng phát triển tiếp theo của em là nghiên cứu để mô phỏng mạng FTTx theo chuẩn mới hơn là GPON. Đó cũng là chuẩn hiện đại nhất đang được triển khai tại Việt Nam.
Với đồ án này, em đã đạt được những kết quả là mô phỏng được những tham số cơ bản đánh giá chất lượng mạng GPON. Có rất nhiều vấn đề có thể phát triển từ đề tài này như là:
- Cải thiện chất lượng mạng quang nói chung và mạng GPON nói riêng bằng cách sử dụng mã Turbo code. Trong quá trình truyền tín hiệu quang, ở tốc độ khoảng vài Gbps thì hiện tượng tán sắc gây ra ảnh hưởng rất lớn đến tỉ lệ lỗi bit. Người ta có thể cải thiện BER bằng cách sử dụng mã hóa kênh như mã Turbo code.
- Mô phỏng hệ thống mạng GPON với hệ số chia lớn hơn, nhiều mức hơn để có thể đánh giá sự sai lệch so với thực tế.
[1] Gerd Keiser, PhotonicsComm Solutions, Inc, FTTX Concepts and Applications, Wiley Series in Telecommunications and Signal Processing Publication Date: January 2006 Wiley-IEEE Press
[2] Paul E. Green Jr., Fiber to the Home: The New Empowerment» John Wiley & Sons
[3] Cedric F. Lam (Editor), Passive Optical Networks: Principles and Practice (Hardcover)
[4] Glen Kramer, University of California, Davis Biswanath Mukherjee, University of California, Davis Ariel Maislos, Passave Networks, Israel, Ethernet Passive Optical Network (EPON)
[5] The FTTH Prism, Vol.5 No.2, February 2008, OFC/NFOEC 2008 Issue
[6] Lucent Technologies, Bell Lab Innovations, FTTx in Europe: Technology Options and Economics
[7] Jeroen Wellen, Lucent Technologies, Outlook: Next Generation FTTX Access Networks