phỏng
Chạy phần mềm Optisystem
Việc xây dựng thiết kế hệ thống thông tin quang được thực hiện trên cửa sô này. Lấy các thiết bị ở Component Library:
- Kích đúp vào biểu tượng Deíault, danh mục các thư viện hiện ra:
Một số thư viện cơ bản:
+ Visualizer Library: thư viện hiến thị ( hiến thị các kết quả đo) + Transmitters Library: thư viện khối phát
+ WDM Multiplexer Library: thư viện ghép kênh + Optical Fibers Library: thư viện sợi quang + Amplitier Library: thư viện khuếch đại + Filters Library: thư viện bộ lọc
+ Passives Library: thư viện phần tử thụ động + Network Library: thư viện mạng
+ Receivers Library: thư viện khối thu + Tool Library: thư viện công cụ
Để lấy khối tạo chuỗi bit ngẫu nhiên kích đúp vào biểu tượng Transmitters Library > Bit Sequence Generators >Pseudo-Random Bit Sequence. Kéo biểu tượng ra màn hình Layout:
Đe lấy khối tạo xung NRZ kích đúp vào biểu tượng để trở về danh
mục thư viện vào Transmitters Library>Pulse Generators > Electrical > NRZ Pulse Generator. Kéo biểu tượng ra màn hình Layout
i • Opti System - [Project2]
File Edit Vievv Layout Tools Report Script Add-Ins VVindovv Help D â; y # X 1 fi| >0 ►
Jx)
_ (3 X
llnsmitters Library/Pulse GeneratorsỊ
H9
RZ Pulse
Generator
Trlangle Pulse Saw-Up Pulse Generator Generator \m A Saw-Down PulseG... Ui Impulse Generator □ Layout □ Rẹpọ< <? Sc-p: Ị Project2
Đe lấy khối điều chế quang: Ta vào Transmitters Library>Optical Modulator>Mach-Zehnder Modulator. Kéo biếu tuợng ra màn hình Layout.
Đe lấy khối Lazer phát: Trở về danh mục thư viện, kích đúp vào Transmitters Library> Optical Sources >cw Laser. Kéo thả ra màn hình Layout:
■ Opti System - [Project2]
Fĩle Edit Vievv Layout Tools Report Script Add-Ins Windovv Help ►o
Jx]
_ s X
Pump Laser Pump Laser Array Lsyout: Layout ' < „11 \ Main Layout / n Layout I D = .txr. & Sc*0‘ j~ É* 1 Prpject2 I
Thực hiện tương tự với các kênh còn lại.
Ket quả:
Đe khai báo thông số cho nguồn Laser phát: Kích đúp chuột vào biếu tượng cw Laser => xuất hiện hộp thoại cw Laser Properties. Khai báo các thông số như trên hình. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các tín hiệu quang đầu ra được đưa tới khối ghép kênh quang (Mux 8x1). Đê lấy khối này ta trở về danh mục thư viện, kích đúp vào WDM Multiplexers Library > Multiplexers > WDM Mux 8x1. Kéo thả biếu tượng ra ngoài Layout:
Đe lấy sợi quang trở về danh mục thư viện, kích đúp vào Optical Fibers Library > Optical Fiber. Kéo thả biếu tượng ra màn hình Layout.
Chọn bộ khuếch đại kích đúp vào biếu tượng Ampliíĩer Library >Optical >Optical Ampliíier. Kéo thả biểu tượng ra màn hình Layout.
Chọn vòng Loop kích đúp vào Tools Library > Loop Control. Kéo thả biểu tượng ra ngoài màn hình. Đặt số vòng loop là 5 theo yêu cầu thiết kế.
Khai báo các tham số của các thiết bị sợi quang, khuếch đại EDFA và Loop Control như trên.
Đe lấy khối giải điều chế ta chọn WDM Multiplexers Library > Demultiplexers >WDM Demux 1x8.
m.
arvrth 2 10 Iriíi fWira A rr ri I • -
OctĩS F:«'
Length= 50 knr Oct Sil Amol ‘ v Lergth = 10 knr Oot 33 Ars' 'ỉ
Gain = 10 :E Gsin = 5 dB I "
Nurrisr 0; 0005 = f
Chọn khối thu quang ta vào Receivers library > Photoditector > Photoditector PIN.
Chọn bộ lọc thông thấp ta kích đúp vào Filters Library> Electrical> Low Pass Bessel Filter. Kéo thả biểu tượng ra màn hình Layout.
^
5N»toiíet«ct0f PIN LOA' P355 ===== Fĩtsr
11010. /u\.
Ịsimulaỉion Spatial etĩects Signaltracing
N meạ Value Un tsỉ Mode Simuhtion window Reíeience bitrate 9 10000000000 ì 2ẵ&-00ằ $40000000000 Sequencelength m Samples |>ei bít $4 llumbet of samples 8192
Làm tương tự với 7 kênh còn lại, như hình dưới đây:
Trở về danh mục thư viện lấy thiết bị phát xung chuẩn như sau: Default>Receivers library>Regenerators>3R Regenerator.
+ Chọn thiết bị đo công suất vào: Default> Visualizer Library> Optical> Optical Power Meter.
+ Chọn thiết bị đo phô tín hiệu vào: Default> Visualizer Library> Optical> Optical Spectrum.
Đo Ber: Default> Visualizer Libraiy> Electrical > BER Analyser:
km Ootisal Ampliííer 1
Nose itttitt - 4
OB
Opt sal Speotmm Aralyzef '
WDM Demux 1x,
+ *—-A (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cutoff frsQu«ncy « 0.75 * Brt rals Hz
+ "■—".1
Photodatector PIN Low Pass ===== F Iter •
■■' equency s 0.75 * Bit rate Hz
rtỉotooetector PIN LƠ.V Pas
'yỉỊk -c ■
Phetodete=tor PIN Lơ.v Pa=
Photođetector PIN Ịcm Pass Besse F;,t=r 2
‘ 'Kuê^sy = 2 '5 * B t '3 te -z
í- ---p- -t>
Photodêtector PIN Lj.v Pass ===== p tsr 2
■■ ■ equency * 0.75 * B't f3te Hz ^2^ -c---t>- Ị-t>
otoretsstor PIN Lơ.v Pa=s ===== Filter 4
hotoaetector PIN Lơ.. • requency = 0.75 * Bit r=t= Hz
Chọn bộ phát xung chuẩn,thiết bị đo BER.
Default>Receivers library>Regenerators>3R Regenerator Default>Visualizer library>Electrical>BER analyzer
Đe khai báo tham số toàn cục: từ cửa sổ Project Layout, kích đúp chuột lên màn hình, hộp thoại Layout 1 Parameters hiện ra. Các thông số được khai báo như trên hình:
40-“0L
p*"otođet®ctor PIN LON. = 555 ==::= p te
Lcw =555 Eesse F tt*r 3R Cuto** frecuency = 0.75 * E't r3te Hz
3R R=-:«-«r5tor JUI. ĨE3- ■AA. - Photođetector PIN Lo.. =3 2R Rese^erator 1
_______ =T»otocetectof PIN.LOA =35
—^4}—
Photođeteotor PlN.Lor. =55
^—*---c=---o- \
WDW D-err.yx 1x 1 _ V
Photođetector PIN Lov. =355 E«S5« Filter_ 4
-H~É JUL..^3- J~U~L. - J1IL ạẸ3'“ /ƯÌ-. - £ Eesse F Iter 4 requ*ncy = 0.75 • Bu rate 2R R«ger®ratof_4 iin. ±E3- AA-. Ẹĩ - Photođetector PIN Lov. =55 5 Eesse p ter f
—‘{|Ị PhAKvlet»ntnr PIM -... -5; 15« = Iter 5 2R Regerverator 5 JUI. ±=-3 - Aa.l^n- Photođetector PIN LOA =555 E=55= F
ỆỆy-Aú r«Ler cy * 0.75 * Bit ra te ĨIĨL ±Ej- (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
AA.]
Photodeteotor PIN Lov. =355 ===== p5 E=556' p.iter 7 2'R requency « 0.75 * Bit rate Hz
Eye Dtagram Anatyaar
Eye Diagram Ar 3 yzer *
Eye D133 ram Analyzer_2
Eye Dtagrarr Analyz»r_4
=y*Caj'S~ Ar5 i=ĩ-_5
Eye c agram Aralyzer_5
Eye Diagram Aratyz*r_7
Cài đặt tham sô toàn cục .abel: Layouí 1
Add Parar iemo
Đe chạy mô phỏng vào File> Calculate. Hiện ra cửa sổ. Kích vào biểu
Sau khi chạy mô phỏng:
3.4.3. Kết quả
Đo công suất đầu ra máy phát: kích đúp vào thiết bị đo công suất OPM.
Đo phô tín hiệu: kích đúp vào thiêt bị đo phô tín hiệu
Kênh 7:
Đe thay đổi chỉ số BER của hệ thống ta có thế hiệu chỉnh công suất phát và hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại: để BER đạt giá trị 10'12 ở đây ta chọn phương pháp thay đối công suất, theo phuơng pháp tối ưu hóa tham số công suất của nguồn Laser.
Mục đích của việc này là tìm ra mức công suất phát phù hợp với chỉ số BER yêu cầu, với 21 lần quét các mức công suất khác nhau sẽ thu được các giá trị BER khác nhau và từ đó tìm ra mối lien hệ giữa công suất phát và BER.
- Kích đúp vào thiết bị cw Laser của kênh cần đo. Tại mục Mode của tham số Power chọn Sweep
Lobcl: |cw Laser Cost$: I 0.00 I
E valụate Load . SaveAs... I SecutHy... I Help
Max. 0 Factor 6.70904 9.10925^-012 2.24245e-005 1.11111e-005 Decision Inst. 0.453126 — Invert Colors Colot Grade Calculat - Kích OK.
Vào thực đơn Layout, chọn Parameter sweep => xuất hiện hộp thoại Parameter Sweep => nhập vào các giá trị cho tham số. Như hình dưới:
Mục đích của việc này là tìm ra mức công suất phát phù hợp đê đo được chỉ số BER hợp lý trên đường truyền. Với 21 lần quét các mức công suất khác nhau sẽ thu được các giá trị BER khác nhau và từ đó tìm ra mối liên hệ giữa công suất phát và BER. Điều này thế hiện qua trang Report.
Kích vào cửa sổ Report màn hình hiện ra.
Vào cw Laser>Parameter>Power kéo thả trụ X của đồ thị. Kết quả là: Vào BER Analyzer>Result> Min. log of BER. Kéo thả vào trục Y của đồ thị. Kết quả là:
- Tacó:BER= 10‘12 tuơng ứng với p = -7,83 dBm
li BER Analyzer_1
Dbl Click On Objects to open properties. Move Objects with Mouse Drag (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
_____________________Time (bít period)__________ \QFactor Min BER ^ Threshold ^ Height )\ BER Pattern /
Signal Index: |0 Auto Set
r Show Eye Diagram
3.5. Kết luận chương
Khi thiết kế một hệ thống DWDM, người thiết kế phải đối mặt với một số vấn đề như: bao nhiêu bước sóng được ghép trên một sợi và ở những tốc độ nào? Các bước sóng sẽ được giám sát và quản lý như thế nào? Độ dài của một chặng mà không cần trạm lặp là bao xa? Bộ khuếch đại nào được sử dụng đế thỏa mãn yêu cầu về hệ số khuếch đại và tạp âm?... Việc nắm vững cấu trúc, các yêu cầu thiết kế đối với hệ thống DWDM ...đã giúp em thiết kế khá chính xác một tuyến thông tin quang DWDM 80Gb/s và hoàn toàn có thế mở rộng bài toán thiết kế với yêu cầu lớn hon.
L„ Lp ca Cp THz Nm THz nm THz nm THz Nm 1611.79 1611.35 191.00 191.05 1569.18 1610.92 1610.49 191.10 191.15 1568.36 1610.06 1609.62 191.20 191.25 1567.54 1609.19 1608.76 191.30 191.35 1566.70 1608.33 1607.90 191.40 191.45 1565.90 1607.47 1607.04 191.50 191.55 1565.09 1606.60 1606.17 191.60 191.65 1564.27 1605.74 1605.31 191.70 191.75 1563.45 1604.88 1604.46 191.80 191.85 1562.64 1604.03 1603.60 191.90 191.95 1561.83 1603.17 1602.74 192.00 192.05 1561.01 1602.31 1601.88 192.10 192.15 1560.20 1601.46 1601.03 192.20 192.25 1559.39 1600.60 1600.17 192.30 192.35 1558.58 1599.75 1599.32 192.40 192.45 1557.77 1598.04 1598.47 192.50 192.55 1556.96 1597.89 1597.62 192.60 192.65 1556.15 15971.94 1596.76 192.70 192.75 1555.34 1596.34 1595.91 192.80 192.85 1554.54 1595.49 1595.06 192.90 192.95 1553.73 1594.64 1594.22 193.00 193.05 1552.93 1593.79 1593.34 193.10 193.15 1552.11 1592.95 1592.52 193.20 193.25 1551.32 1592.10 1591.68 193.30 193.35 1550.52 1591.26 1590.83 193.40 193.45 1549.72 1590.41 1589.99 193.50 193.55 1548.91 1589.57 1589.15 193.60 193.65 1548.11 1588.73 1588.30 193.70 193.75 1547.32 1587.88 1587.46 193.80 193.85 1546.52 1587.04 1586.62 193.90 193.95 1545.72 1586.20 1585.78 194.00 194.05 1544.92 1585.36 1584.95 194.10 194.15 1544.13 1584.53 1584.11 194.20 194.25 1543.33 1583.69 1583.27 194.30 194.35 1542.54 1582.85 1582.44 194.40 194.45 1541.75 1582.02 1581.60 194.50 194.55 1540.95 1581.18 1580.77 194.60 184.65 1540.16 1580.35 1579.93 194.70 194.75 1539.37 1579.52 1579.10 194.80 194.85 1538.58 1578.69 1578.27 194.90 194.95 1537.79 1577.86 1577.74 195.00 195.05 1537.00 1577.03 1576.61 195.10 195.15 1536.22 1576.20 1575.78 195.20 195.25 1535.43 KET LUẠN
Công nghệ ghép kênh quang theo bước sóng DWDM hiện đang được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới và sẽ trở thành phương tiện đế thúc đẩy sự phát triên của kỳ thuật thông tin quang trong tương lai. Bởi vì, chi phí đầu tư và tính ôn định của nó có nhiều điếm hơn hăn so với ghép kênh truyền thống TDM, nhất là khi mà nhu cầu về dung lượng ngày càng cao như hiện nay. Kỹ thuật DWDM có thế ghép nhiều bước sóng trong dải 1550 nm, tận dụng được băng thông rất rộng và khả năng truyền dẫn của sợi quang, từ đó nâng cao được dung lượng truyền dẫn trên sợi quang, đáp ứng được những yêu cầu về truyền dẫn tốc độ cao.
Với nhũng un diêm nôi trội, công nghệ DWDM hiện đang được công ty viễn thông liên tỉnh VTN ứng dụng rộng rãi trên mạng đường trục Bắc Nam. Thời kỳ đầu khi nhu cầu về dung lưọng còn thấp thì hệ thống chỉ thực hiện ghép 8 bước sóng. Khi nhu cầu về dung lượng ngày càng tăng thì hệ thống đã nâng cấp lên 16 bước sóng, hiện tại là 32 bước sóng và trong tương lai có thê nâng cấp nhiều hơn nữa. Vì vậy, nghiên cứu về công nghệ DWDM là rất thiết thực và có tính thực tế cao.
Ớ Việt Nam tuyến cáp quang đường trục Bắc Nam đã và đang sử dụng công nghệ DWDM với dung lượng 240Gbps, đáp ứng được nhu cầu tăng dung lượng hàng năm trong nước. Việc triển khai kỹ thuật này trong mạng truyền dẫn sẽ được thúc đẩy nhanh chóng trên mọi tuyến đường trục và cả các tuyến nội tỉnh, tại những nơi nhu cầu lưu lượng đang gia tăng nhanh chóng.
Em xin chân thành cảm ơn Th.s Nguyễn Thị Kim Thu người trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, cùng các thầy cô trong khoa Điện Tử Viễn Thông - Trường Đại Học Vinh đã tận tình chỉ dạy em trong thời gian qua và các bạn lời cảm ơn chân thành nhất.
Sinh viên Nguyễn Hồng Quân
107
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Chuẩn ITU-T về số kênh bước sóng (50GHz và 100GHz) băng tần c, L và s
1574.54 1574.13 195.40 195.45 1533.86 1573.71 1573.30 195.50 195.55 1533.07 1572.89 1572.48 195.60 195.65 1532.29 1572.06 1571.65 195.70 195.75 1531.51 1571.24 1570.83 195.80 195.85 1530.72 1570.42 1570.01 195.90 195.95 1529.94 Sa Sp Sa Sp Sa S|> Sa Sp THz Nm THz nm THz nm THz Nm 1529.55 1529.16 198.50 198.55 1509.91 1528.77 1528.38 198.60 198.65 1509.15 1527.99 1527.60 198.70 198.75 1508.39 1527.22 1526.83 198.80 198.85 1507.63 1526.44 1526.05 198.90 198.95 1506.87 1525.66 1525.27 199.00 199.05 1506.12 1524.89 1524.50 199.10 199.15 1505.36 1524.11 1523.72 199.20 199.25 1504.60 1523.34 1522.95 199.30 199.35 1503.85 1522.56 1522.18 199.40 199.45 1503.10 1521.79 1521.40 199.50 199.55 1502.34 1521.02 1520.63 199.60 199.65 1501.59 1520.25 1519.86 199.70 199.75 1500.84 1519.48 1519.09 199.80 199.85 1500.09 1518.71 1518.32 199.90 199.95 1499.34 1517.94 1517.55 200.00 200.05 1498.59 1517.17 1516.78 200.10 200.15 1497.84 1516.40 197.75 1516.02 200.20 200.25 1497.09 1515.63 197.85 1515.25 200.30 200.35 1596.34 1514.87 197.95 1514.49 200.40 200.45 1495.60 1524.10 198.05 1513.72 200.50 200.55 1494.85 1513.34 198.15 1512.96 200.60 200.65 1494.11 1512.58 198.25 1512.19 200.70 200.75 1493.36 1511.81 198.35 1511.43 200.80 200.85 1492.62 1511.05 198.45 1510.67 200.90 200.95 1491.88
Loại chất lượng Nội hạt Đường dài Quốc tế
Tông thời gian (1 năm) Danh định Tỷ lệ thời gian đạt/năm 95,56% 98,667% 99,967% 88,90%
Chu kỳ slip cực đại 1/70 ngày 1/70 ngày 1/70 ngày 1 /5 ngày Đạt yêu
cầu Tỷ lệ thời gian
đạt/năm 4*10
2 2 5f: 10-3 3*10'4 10%
Chu kỳ slip cực đại 1/10 giờ 1/10 giờ 1/10 giờ 1/10 giờ Kém Chất Tỷ lệ thời gian đạt/năm 4* 10' 3 3*10"4 3*10'5 1% 109
Quá xấu Tỷ lệ thời gian
đạt/năm 4* 10”
4 3*105 3*10'6 0,1%
Chu kỳ slip cực đại >1/5 phút >1/5 phút >1/5 phút>1/5 phút Nguyên nhân mất mát công suất Độ dự trữ suy
hao (dB)
Dự phòng cho thiết bị phát Không có KĐQ
Có KĐQ Dự phòng cho thiết bị MUX-DEMUX
Dự phòng cho suy giảm chất lượng sợi và connector (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thiệt thòi công suất do tán sắc sợi Dự phòng cho các bộ bù tán sắc Thiệt thòi công suất do SPM Thiệt thòi công suất do FWM Thiệt thòi công suất do Raman Thiệt thòi công suất do PMD
Thiệt thòi công suất do suy hao sợi quang phụ thuộc phân cực
Ảnh hưởng của đặc tuyến khuyếch đại
không bàng phẳng của bộ khuyếch đại
(phụ thuộc vào độ
bằng phang của phổ khuyếch đại) Độ khuyếch đại phụ thuộc phân cực của
bộ khuyếch đại quang Sự hoá già củâ bộ khuyếch đại quang Suy hao tại đầu vào bộ thu
Dự phòng cho thiết bị thu
Tổng cộng 21.6/24.3
Tài liệu tiêng anh
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] . An introduction to the íundamentals of PMD in fíber by Corning ĩncorporated Junly 2006 ( www.Coming.com/Opticalfiber) .
[2] . BroadBand Optical AmpliTiers for DWDM Systems by Haruky Ogoshi, Seịịi Inchino and Katsuya Kurotury.
[3] . DWDM Fujitsu November 15. 2002 [5] . DWDM Technology Testing by EXFO
[6] . Fiber-Optic Technologies (www.ciscopress.com) [7] . ĩntroduction DWDM Technology by Cisco System [8] . ITU-T Gird DWDM
[9] . Optical Communication System and AmpliTier Design Software năm 2009.
[10] . Topic on DWDM Theory
[11] . Guide to DWDM Technology Testing by OXFO
Tài liệu tiếng việt
[12] . Tài liệu thiết bị OPTera 1600G . [13] .VTN 20Gbps DWDM Network..
[14] . “Kỹ thuật thông tin quang”, TS.VŨ Văn San, NXB KHKT 12/1997 [15] . “Hệ thống thông tin quang sử dụng kỹ thuật WDM”, TS. Vũ Văn San, tạp chí bưu chính viễn thông số 9-1999.