Thiết kế hệ thống thông tin quang có sử dụng sợi bù tán sắc DCF với các thông tin nhƣ sau:
- Tốc độ bit: 10 Gbit/s - Cự ly truyền dẫn: 300 km
- Số lƣợng kênh bƣớc sóng:4 kênh - Chiều dài chuỗi: 128 bits
- Số lƣợng mẫu trên mỗi bit: 64
- Loại sợi: Sợi quang đơn mode chuẩn (G.652) - Nguồn phát: Nguồn Laser.
- Phƣơng thức điều chế: Điều chế ngoài
- Bộ thu: Sử dụng PIN kết hợp với bộ lọc thông thấp Bessel
83 - Thiết bị đo công suất quang
- Thiết bị phân tích phổ quang - Thiết bị đo BER
Thiết kế hệ thống tuyến phát:
84
Hình 4. 2. Sơ đồ tuyến thu quang
Tuyến truyền dẫn sử dụng sợi quang G652 với các thông số đặc trƣng theo tiêu chuẩn ITU-T G652:
- Hệ số suy hao tối đa tại bƣớc sóng 1550nm: 0.2 dB/km - Hệ số tán sắc tại bƣớc sóng 1550nm: 16.75ps/nm/km
- Độ dốc tán sắc không: 0.075ps nm/ 2/km2
85
Thông số sợi bù tán sắc DCF:
- Hệ số tán sắc sơi DCF : -85 ps/nm/km - Hệ số suy hao sợi DCF: 0.5 dB/km Tìm độ dốc và chiều dài sợi DCF: Ta có: S2 S D1( 2/D1) S L L1( 1/ 2)
Trong đó:
- S1: Độ dốc tán sắc sợi G652 - L1: Chiều dài sợi G652
- D1: Hệ số tán sắc sợi G652
- S2: Độ dốc tán sắc sợi DCF - L2: Chiều dài sợi DCF
- D2: Hệ số tán sắc sợi DCF Khi đó ta tính đƣợc 2 2 0.38 / / S ps nm km 2 ( .1 1) / 2 L L D D
. Chọn chiều dài L1 = 50 km, suy ra L2 = 9.8 km. Để đáp ứng với cự ly truyền dẫn là 300km thì ta chọn L2 = 10 km
86
Khi đó ta có sơ đồ của hệ thống:
Hình 4. 5. Sơ đồ hệ thống thông tin quang khi chưa có bù tán sắc
Hình 4. 6. Sơ đồ hệ thống thông tin quang có sợi bù tán sắc DCF ( kỹ thuật bù sau)
87
Thiết lập các tham số cho hệ thống:
Hình 4. 7. Tham số toàn cục
Do hệ thống WDM thực hiện tốc độ 10Gbit/s có dải tần 100Ghz. Nên khoảng cách của các băng tần này là 0.8nm (Băng C).
Giả sử chọn frequency của CW lazer = 1552.52nm thì các kênh tiếp theo có giá trị hơn kém nhau là 0.8nm.
Tƣơng đƣơng dải tần của laser ở đơn vị THz cho 4 laser đầu vào lần lƣợt là: - Kênh 1 chọn tần số 193,1 THz
- Kênh 2 chọn tần số 193,2 THz - Kênh 3 chọn tần số 193,3 THz - Kênh 4 chọn tần số 193,4 THz
88
Tiến hành thiết lập tham số quét
Hình 4. 8. Thiết lập tham số quét
89
Tiến hành chạy mô phỏng và thu kết quả
Hình 4. 10. Chạy mô phỏng chưa có bù tán sắc
90
Hình 4. 12. Tin hiệu xung thu được khi có sợi bù tán sắc DCF
91
Hình 4. 14. Đồ thị BER
Kết quả thu đƣợc ở hình 4.11 và hình 4.12, cho ta thấy khi chƣa có sợi bù tán sắc DCF thì xung ánh sáng bị dãn rộng ra, gây méo tín hiệu, làm tăng tỉ lệ lỗi bít BER, gây ảnh hƣởng lớn đến tốc độ truyền dẫn và bên thu sẽ thu đƣợc tín hiệu khác tín hiệu bên phát. Khi sử dụng sợi bù tán sắc DCF vào hệ thống truyền dẫn thông tin quang thì sau khi tín hiệu ánh sáng truyền qua sợi quang, xung ánh sáng bị dãn rộng ra và đến khi truyền qua sợi DCF vì sợi DCF có hệ số tán sắc âm nên xung ánh sáng sẽ bị co lại, tín hiệu sẽ không bị méo, tỉ lệ lỗi bít–BER giảm xuống còn BER =10-12 dẫn đến bên thu sẽ thu đƣợc tín hiệu tƣơng tự tín hiệu bên phát.
Với việc sử dụng sợi bù tán sắc DCF để bù cho tuyến truyền dẫn trong hệ thống thông tin quang còn một vài nhƣợc điểm: do đƣờng kính trƣờng mode của sợi DCF nhỏ, do đó mật độ công suất trong sợi lớn là nguyên nhân của hiệu ứng phi tuyến, đồng thời suy hao của DCF cũng khá lớn và việc sử dụng kết hợp với các OA truyền trên tuyến quang đƣờng dài sẽ làm tăng nhiễu ASE. Với tốc độ phát triển công nghệ nhƣ hiện nay, thì những nhƣợc điểm trên đang đƣợc nghiên cứu để làm giảm tối đa những nhƣợc điểm đó.
92
4.3. Mô phỏng ứng dựng bù tán sắc tuyến truyền dẫn Hà nội – Thái Nguyên của Tập đoàn Viễn thông Quân đội - Viettel có sử dụng sợi bù tán sắc DCF.