nâng cao chất lượng tín hiệu trong hệ thống thông tin sợi quang phân đoạn từ hà nội - vinh sử dụng hfa

Trường Đại Học Bách Khoa
Khoa Điện Tử - Viễn Thông
Nâng cao chất lượng tín hiêu
trong hệ thống thông tin sợi quang
phân đoạn Hà Nội-Vinh sử dụng HFA
SVTH :
Lớp : 08DT2
GVHD : PGS.TS. Nguyễn Văn Tuấn
1
Tổng quang hệ thống ghép kênh theo bước sóng
Chương 1
Ứng dụng hệ thống WDM cho tuyến
đường trục, tối ưu tỉ số OSNR
sử dụng HFA
Chương 4
Nội dung
4 Chương
Khuếch đại ghép lai HFAChương 2
Chương 3
Khảo sát các loại nhiễu chính trong hệ thống WDM
2
Hệ thống WDM
Đơn
kênh
Phổ
quang
Phổ
quang
Tần số Tần số
Hệ
thống

WDM

Tăng dung lượng, tăng tốc độ
3
Khuếch đại EDFA
Cấu trúc
Mức năng lượng

Sự hấp thụ và bức xạ các ion Er
3+

Kích thích lên mức năng lượng thực
4
Mức năng lượng
g’
g
Khuếch đại Raman

Tán xạ Raman kích thích

Kích thích lên mức năng lượng ảo
Cấu trúc
ᶹ
V
= ᶹ
p
- ᶹ
s
=
13.2Thz

ᶹ
p
ᶹ
S
5
Khuếch đại HFA

Mở rộng băng tần

Tăng công suất đầu cuối
6
Xây dựng mô hình
Gồm 3 loại chính: ASE, DRS, FWM
Nhiễu trong hệ thống
Nhiễu trong hệ thống WDM sử dụng khuếch đại HFA
Nhiễu trong EDFA Nhiễu trong Raman
Nhiễu ASE Nhiễu ASE Nhiễu DRS
Nhiễu FWM
Nhiễu DRS
tích lũy
Nhiễu ASE
tích lũy
7
Nhiễu FWM

Công suất nhiễu cuối tuyến
( )
( )
( )
( )

( )
[ ]
( )
[ ]
( )
[ ]
2
22
)(
2
22
)(
1
11
11
)(
1
11
1
)(
1
1
)()(
1
1
1
)()()(
1
)(
2

2
224
0
6
exp1
exp
exp1
2exp
2exp
1024








∆−
∆+−−
×∆+−+




+
∆−
∆+−−
××









∆+−×
×










×








−=
∏

∑
∑
∏
∑
−
=
−
=
=
−
=
=
βα
βα
βα
βα
βα
ψ
χ
λ
π
i
Li
Li
i
Li
GiA
GGGA
A
PPP

d
cn
P
m
m
m
M
ml
l
F
m
l
ll
M
m
m
l
l
k
l
j
l
i
M
m
m
eff
kji
ijk
8

Nhiễu FWM

Công suất FWM tăng khi số kênh tăng
0 5 10 15 20 25 30 35
0
200
400
600
800
X= 1
Y= 465
X= 1
Y= 105
0 5 10 15 20 25 30 35
-40
-35
-30
-25
b, 16 kenh
0 5 10 15 20 25 30 35
-40
-35
-30
-25
c, 32 kenh
FWM Power - dBm
9
Nhiễu FWM

Pin tăng 10 lần, P

FWM
tăng 1000 lần
0 2 4 6 8 10 12 14 16
-60
-50
-40
-30
-20
-10


X: 6
Y: -45.68
Vi tri kenh
Cong suat nhieu FWM (dBm)
X: 6
Y: -30.68
X: 6
Y: -15.68
PindBm = -10dBm
PindBm = -5dBm
PindBm = 0dBm
10
Nhiễu ASE

Công suất tại ngõ ra:

Công suất tại cuối đường truyền:
11
Nhiễu ASE

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
-36
-34
-32
-30
-28
-26
-24
-22
-20
-18
Cong suat bom (dBm)
Nhieu ASE (dBm)
0 50 100 150
-24
-22
-20
-18
-16
-14
-12
-10
Chieu dai (km)
Nhieu ASE (dBm)

P
pump
tăng => P
ASE
tăng


L tăng => P
ASE
giảm
Vị trí kênh
12
Nhiễu ASE
Độ lợi cuối tuyến tăng => P
ASE
tăng
0 2 4 6 8 10 12 14 16
-20.2
-20.1
-20
-19.9
-19.8
-19.7
-19.6
-19.5
-19.4
-19.3
-19.2
So kenh
C ong s uat nhieu A S E (dB m )


chuan
thay G1
thay G2
thay G3

Vị trí kênh
13
Nhiễu Rayleigh kép

Công suất tín hiệu bị tán xạ Rayleigh kép:

L tăng
=> P
DRS
tăng
0 5 10 15
-30
-28
-26
-24
-22
-20
-18
-16
Chieu dai (km)
P ho c ong s uat nhieu D RS


Chieu dai (km)
50 100 150
Chieu dai (km)
14
Nhiễu Rayleigh kép

Pin tăng => P

DRS
tăng

P
pump
tăng => P
DRS
tăng
0 2 4 6 8 10 12 14 16
-19
-18.5
-18
-17.5
-17
-16.5
So kenh
Pho cong suat nhieu DRS


Cong suat Pin = 2dBm
Cong suat Pin = 4dBm
0 5 10 15 20 25 30 35
-19
-18.5
-18
-17.5
-17
-16.5
So kenh
Pho cong suat nhieu DRS

16 kenh - Cong suat bom = 28dBm
32 kenh - Cong suat bom = 26dBm
Vị trí kênh Vị trí kênh
15
Tuyến Hà Nội - Vinh

(L
1
+ L
2
)
(i)
= L

(L
1
D
1
+ L
2
D
2
)
(i)
= 0

L
1

= 9L
2
, D
1
= 18ps/km.nm
D
2
= -162ps/km.nm
16
P
in
= 4dBm
P
p
= 28dBm
CS nhiễu tối ưu và chưa tối ưu

CS nhiễu tối ưu < CS nhiễu chưa tối ưu
0 2 4 6 8 10 12 14 16
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
So kenh

Cong suat nhieu tai cuoi duong truyen (dB)


0 2 4 6 8 10 12 14 16
-15
-14.5
-14
-13.5
So kenh
Cong suat nhieu (dBm)


Tong nhieu khi toi uu
Tong nhieu khi chua toi uu
17
OSNR tối ưu và chưa tối ưu

OSNR tối ưu > OSNR chưa tối ưu
(~25dB) (~18dB)
0 2 4 6 8 10 12 14 16
15
20
25
30
So kenh
Ty so OSNR


OSNR toi uu
OSNR chua toi uu

Vi tri kenh
0 5 10 15 20 25 30
15
20
25
30
So kenh
Ty so OSNR


OSNR toi uu
OSNR chua toi uu
Vi tri kenh
18
Kết luận

P
in
P
p
tăng => Công suất nhiễu tăng

Số kênh thông tin tăng=>P
FWM
tăng

Độ lợi cuối tuyến tăng=>P
ASE
tăng


Chiều dài tăng => P
DRS
tăng

OSNR tỉ lệ công suất vào
Kết
luận
19
LOGO
Cảm ơn thầy cô
và các bạn đã theo dõi