thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang wdm sử dụng phần mềm optisystem

Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 1

MC LC
MC LC 1
Danh mc hình v 4
LU 7
NG QUAN V H THNG THÔNG TIN QUANG WDM 8
1.1. Gii thiu chung 8
1.2.  khi tng quát 8
1.3 Phân loi h thng WDM 9
1.4 Các phn t n trong h thng WDM 10
1.4.1 B phát quang 10
1.4.2 B thu quang 12
1.4.3 Si quang 13
1.4.4. B c song: ( OMUX/ODEMUX) 14
1.4.5. B xen / r c sóng: ( OADM) 15
1.4.6. B ni chéo quang: (OXC) 17
1.4.7. B khui quang: (OA - Optical Amplifier): 18
1.4.8. B chuyc song 19
1.5. Các tham s n cc sóng 20
1.5.1 Suy hao xen 20
1.5.2. Xuyên kênh 20
1.5.3.  rng kênh 22
1.5.4. ng ca các hiu ng phi tuyn 23
1.6. Cu trúc mng truyn ti quang 24
1.6.1. Cu trúc mng Ring 24
1.6.2. Cu trúc mng Mesh 24

1.6.3. Cu trúc mng hình sao 25
1.6.4. Cu trúc mng Mesh và Ring hai lp 26
1.7 m ca h thng WDM 27
1.8 B khui quang EDFA 27
1.8.1 Các cu trúc EDFA 27
Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 2

1.8.2 Lý thuyt khui trong EDFA 29
1.8.3 Yêu ci vi ngu 31
1.8.4 Ph khui 33
1.8.5. Các tính cht ca EDFA 34
1.8.6. Nhiu trong b khui 36
m ca EDFA 38
 MÔ PHNG TUYN THÔNG TIN QUANG WDM BNG PHN
MM OPTISYSTEM 39
2.1. Tng quan v phn mm Optisystem 39
2.1.1. Li ích 39
2.1.2. ng dng 40
m và ch 40
2.2.1. Cu tn (Component Library) 40
2.2.2. Tích hp vi các công c phn mm Optiwave 41
2.2.3. Các công c hin th 42
2.3. Tóm tt hng dn s dng phn mm optisystem 42
2.3.1. Yêu cu chung 42
ng dn s dng phn mm optisystem 45
2.3.3 To mt d án mi 50

2.3.4. Hin th i tham s ca các phn t trong d án 52
2.3.5. Chy mô phng 58
2.4. Mô hình mô phng 66
2.4.1 Yêu cầu thiết kế 66
2.4.2 Mô pht k 68
2.4.2.1 Tuyến phát quang: chọn cửa sổ truyền 1550nm EDFA ở băng C 68
2.4.2.2 Tuyến truyền dẫn quang 71
2.4.4.3 Tuyến thu của hệ thống WDM 74
2.4.3 Kt qu mô phng theo yêu cu thit k 75
2.4.4. Kt qu mô phi các tham s  t BER=10
-12
79
Tài Liu Tham Kho 83

Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 3


GVD
Group velocity dispersion
Nhóm h s tán sc
OADM
Optical add/drop multiplexer
B xen rt quang
BER
Bit error rate
T li bit

OTN
Optical transport network
Mng truyn ti quang
DCF
Dispersion sompensating fiber
Si bù tán sc
DEMUX
Demultipplexer
B tách kênh
SNR
Signal to noise ratio
T s tín hiu trên nhiu
EDFA
Erbium doped fiber amplifier
Khu i quang si quang trn
Erbium
FWM
Four wave mixing
Hiu ng trn bn sóng
LASER
Light amplication by stimulated
emission of radiation
Khu i ánh sáng nh bc x
kích thích
MUX
Multiplexer
B ghép kênh
NF
Noise figure
Nn nhiu

SBS
Stimulated brillouin scattering
Tán x do kích thích Brillouin
CATV
Cable television
Cáp tivi
OLT
Optical line terminal
B u cung quang
OSC
Optical supervisory channel
ng quang
EDF
Erbium doped fiber
S    t him
Erbium
OXC
Optical cross connector
B kt ni chéo quang
PMD
Polarisation mode dispersion
H s tán sc phân cc mode
APS
Automatic protection switching
Chuyn mch bo v t ng
PON
Pass optical network
Mng quang th ng
WDM
Wavelength devision Multiplexing

Ghép kênh c sóng
SMF
Single mode fiber
S
TDM
Time division multiplexing
B ghép kênh phân chia theo thi
gian
SPM
Self phase modulation
Hiu ng t u ch dch pha



Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 4

Danh mc hình v
Hình 1.1: Sơ đồ chức năng hệ thống WDM 6
Hình 1.2: Hệ thống ghép bước sóng đơn hướng và song hướng 6
Hình 1.3 : Sơ đồ bộ điều chế ngoài 8
Hình 1.4 : Sơ đồ khối bên thu 9
Hình 1.5 : Cấu trúc tổng quát sợi quang 10
Hình 1.6. Sơ đồ khối bộ ghép/ tách kênh bước sóng 11
Hình 1.7 Cấu trúc song song 12
Hình 1.8 : Cấu trúc song song theo băng 12
Hình 1.9 : Cấu trúc nối tiếp 13

Hình 1.10 : Cấu trúc xen rớt theo băng sóng 13
Hình 1.11 : Sơ đồ kết nối OXC 14
Hình 1.12 : Khuếch đại quang OLA 15
Hình 1.13: Xuyên kênh ở bộ giải ghép 18
Hình 1.14: Xuyên kênh ở bộ ghép hỗn hợp 18
Hình 1.15 : Cấu trúc mạng Ring 21
Hình 1.16 : Cấu trúc mạng Mesh 21
Hình 1.17 : Cấu trúc mạng hình sao đơn 22
Hình 1.18: Cấu trúc mạng hình sao kép 22
Hình 1.19 : Cấu trúc mạng hình Ring hai lớp 23
Hình 1.20: Cấu trúc tổng quát của một bộ khuếch đại EDFA 24

Hình 1.21: Mặt cắt ngang của một loại sợi quang pha ion Erbium 25
Hình 1.22: Giản đồ phân bố năng lượng của ion Er3+ trong sợi silica 26

Hình 1.23 Phổ hấp thụ 27
Hình 1.24: Quá trình khuếch đại tín hiệu 28
Hình 1.25: Cấu hình bộ khuếch đại EDFA được bơm kép [11]. 30




Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 5

Hình 1.26 Cấu hình của một bộ khuếch băng L 31
Hình 1.27: Đồ thị biểu diễn công suất ra bão hoà. 33

Hình 1.28 (a) Hệ số nhiễu FN và (b) Độ lợi của EDFA 34
Hình 2.1: Thành phần trình diễn 42
Hình 2.2: Thư viện các phần tử 42
Hình 2.3: Giao diện thư viện 44
Hình 2.4. Giao diện người sử dụng 44
Hình 2.5: Project Browser 45
Hình 2.6: Description 45
Hình 2.7: Status bar 46
Hình 2.8: Menu bar 46
Hình 2.9: Pan window 46
Hình 2.10: Tool bars 47
Hình2.11. Cửa số Project layout 47
Hình 2.12. Đặt phần tử vào Main layout 48
Hình 2.13: Kích hoạt kết nối tự động 48
Hình 2.14:Hủy bỏ chế độ kết nối tự động 48
Hình 2.15 :màn hình Parameters 49
Hình 2.16 :Chọn trường thay đổi tốc độ bít 50
Hình 2.17 : Nhập tốc độ bít muốn thay đổi 51
Hình2.18 : Thiết lập cửa sổ thời gian thực 52
Hình 2.19 : Thay đổi công suất phát quang 53
Hình 2.20: Giao diện màn hình chạy mô phỏng 55
Hình 2.21 : Chạy chương trình 56
Hình 2.22: Đo tỉ số BER của kênh 57
Hình 2.23 : Kết quả mô phỏng 58
Hình 2.24: Thiết lập tham số quyét 59
Hình 2.25: Chuyển đổi số lần quét. 60
Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn

Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 6

Hình 2.26: Hộp thoại chuyển sang chế độ quét cho tham số 61
Hình 2.27: Chọn chế độ của tham số 61
Hình 2.28:. Các bước để hiển thị kết quả mô phỏng quét tham số 63
Hình 2.29: Thiết lập tham số toàn cục 65
Hình 2.30: Nguồn Laser phát CW Laser 66
Hình 2.31: Bộ tạo xung RZ 66
Hình 2.32. Bộ tạo chuỗi bít 66
Hình 2.33: Bộ điều chế Mach-Zehnder 67
Hình 2.34: Bộ ghép kênh MUX 4×1. 67
Hình 2.35: Tuyến phát quang 68
Hình 2.36. Tuyến truyền dẫn quang 68
Hình 2.37. Bộ lặp 69
Hình 2.38. Thông số sợi bù tán sắc DCF 70
Hình 2.39. Tuyến thu WDM 71
Hình 2.40. Thiết bị đo BER 71
Hình 2.41. Tuyến WDM thiết kế theo yêu cầu 72
Hình 2.42. Quang phổ tín hiệu phát 73
Hình 2.43. Quang phổ tín hiệu đầu thu kênh thứ 3. 73
Hình 2.44. Tổng công suất phát 74
Hình 2.45. Công suất thu của kênh 4. 74
Hình 2.46. Hiển thị mắt quang 75
Hình 2.47. BER của kênh thứ nhất là 10
-13
75
Hình 2.48. Thay đổi công suất Laser phát 76
Hình 2.49. Hệ số suy hao sợi quang thay đổi 76
Hình 2.50. BER của kênh thứ nhất đạt 10

-12
77
Hình 2.51. BER đạt 10
-12
khi thay đổi một số tham số 77


Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 7

LU
Vi s phát trin vô cùng mnh m ca công ngh thông tin nói chung và k
thut vin thông nói riêng. Nhu cu dch v vin thông phát trin rt nhanh to ra áp
li vng thông tin. Cùng vi s phát trin ca k
thut chuyn mch, k thut truyn dc nhng thành tu
to lc bit là k thut truyn dng cáp si
c s dng rng rãi trên mng ving
truyn dng mà không có mng truyn dn nào có th thay th c.
Các h thng thông tin quang v     ng, c ly xa, không nh
ng ca nhiu và kh o mt cao ,phù hp vi các tuyn thông tin xuyên lc
ng trc và có tin trong vic thc hin các cha mng
ni ht vi các cu trúc linh hong mi loi hình dch v hin t
lai. Ta có th thy mng thông tin quang hin nay vn còn mt s hn ch v cht
ng truyn dp, khong cách truyn dn ngn, vì th yêu cu
t ra là ph ng truyn cho ch  thông tin quang
hin nay. Gi  c sóng WDM,
nó cho phép ghép nhic sóng trên cùng mt s 

ng truyn mà không ci quang.
Vt k h thng thông tin quang WDM có
s dng khu   ng quan v h thng
thông tin quang WDM có s dng khui EDFA , xây dng mô hình mô phng h
tht k.
c gi li ci thy giáo Th.s Cao Hng
, ng d nhóm em trong thi gian qua.
M gng rt nhi còn hn ch nên s không tránh
khi nhng thiu xót. Rt mong nhc nhng ý kia thy, các bn
 bài tp cc hoàn thi.
Chúng Em xin chân thành cảm ơn!


Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 8

I : TNG QUAN V H THNG THÔNG TIN QUANG WDM
1.1. Gii thiu chung
c sóng WDM (Wavelength Devision Multiplexing) là công
ngh t sng thi truyn dn nhic sóng tín hi
 u phát, nhiu tín hic t hp li (ghép
 truyt si quang.  u thu, tín hiu t hc phân gii
ra (tách kênh), khôi phc li tín hiu gc ru cui khác nhau.
1.2.  khi tng quát
Phát tín hiu: Trong h thng WDM, nguc dùng là laser.
Hin t   t s loi ngu    u ch  c sóng
c sóng (Multiwavelength Laser) Yêu ci vi

ngun phát laser là ph rng ph hc sóng phát ra nh, mc công
su rng ph rng chirp phi nm trong
gii hn cho phép.
Ghép/tách tín hiu: Ghép tín hiu WDM là s kt hp mt s ngun sáng khác
nhau thành mt lung tín hiu ánh sáng tng h truyn dn qua si quang.
Tách tín hiu WDM là s phân chia lung ánh sáng tng hu
ánh sáng riêng r ti mi cu ra b tách. Hin t tách/ghép tín
hi lc màng mn môi, cách t Bragg si, cách t nhiu x,
linh kin quang t hp AWG, b lc Fabry-n các b tách/ghép
WDM, ta phi xét các tham s ng cách gi rn
cc sóng trung tâm ca kênh, mc xuyên âm gia các
u ca kênh, suy hao xen, suy hao phn x u
gu xa
Truyn dn tín hiu: Quá trình truyn dn tín hiu trong si quang chu s nh
ng ca nhiu yu t: suy hao si quang, tán sc, các hiu ng phi tuyn, v
n khui tín hiu Mi v k u ph thuc rt nhiu vào
yu t si quang (loi si quang, chng si ).
Khui tín hiu: H thng WDM hin ti ch yu s dng b khui
quang si EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier). Tuy nhiên b khu i
Raman hi    c s dng trên thc t. Có ba ch  khu i:
Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 9

khui công sut, khung và tin khui. Khi dùng b khuch
i EDFA cho h thng WDM phm bo các yêu cu sau:
- Ð li khui vi tt c c sóng (mc chênh
lch không quá 1 dB).

- S i s c sóng làm vic gây ng
n mc công suu ra ca các kênh.
- Có kh n s chênh lch mc công su u chnh
li các h s khui nhm bc tuyn khui là bng phng
i vi tt c các kênh.
Thu tín hiu: Thu tín hiu trong các h th dng các b tách
 thng: PIN, APD.

 ch thng WDM
1.3 Phân loi h thng WDM

Hình 1.2: H thng
Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 10

H thng WDM v n chia làm hai loi: h th
minh ho trên hình 1.2. H thng ch truyn theo mt chiu trên si quang. Do
v truyn thông tin gim cn hai si quang. H thng,
c li, truyn hai chiu trên mt si quang nên ch cn 1 s có th i
thông tin gim.
C hai h thu có nhm riêng. Gi s rng công ngh hin ti
ch cho phép truyc sóng trên mt si quang, so sánh hai h thng ta thy:
- Xét v ng, h thng có kh ng cao gp
i h thc li, s si quang cn dùng gi h
thng.
- Khi s c t cáp xy ra, h thng không c chuyn mch
bo v t ng APS (Automatic Protection-Switching) vì c u ca liên ku có

kh n bit s c mt cách tc thi.
- Ðng v khía cnh thit k mng, h thng song ng khó thit k i
xét thêm các yu t  xuyên nhiu do có nhit si
 m b nh tuyn và phân b c sóng sao cho hai chiu trên si quang
không dùng chung mc sóng.
- Các b khui trong h thng có cu trúc phc t
h th  ng. Tuy nhiên, do s c sóng khu  i trong h thng song
ng gim ½ theo mi chiu nên  h thng, các b khuyi s cho
công sut quang ngõ ra li  h thng.
1.4 Các phn t n trong h thng WDM
1.4.1 B phát quang
 Các ngun s dng trong h thng thông tin cáp si quang có th là
Diode Laser (LD) hoc Diode phát quang (LED).
           i
ánh sáng nh bc x kích thích.Hong ca Laser da trên hai hing chính là :
Hing bc x kích thích và hing cng ca sóng ánh sáng khi lan truyn
trong Laser.
 Tín hiu quang phát ra t LD hoc LED có các tham s bing vi
bii ca tín hin vào. Tín hin vào có th phát  dng s ho.
Thit b phát quang s thc hin bii tín hin vào thành tín hing
bng cách bii dòng vào qua các ngun phát quc sóng ánh sáng ca ngun
phát quang ph thuc ch yu vào vt liu ch to phn t
Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 11

n 900 nm, InGaAsP phát ra bn
1600 nm.

 S dng b u bi gim chirp, t u bin cao và tnh
dng tín hiu quang khác nhau (NRZ, RZ, CS-m bo tín hiu quang
 rng ph hp ti bc sóng chính xác theo tiêu chun.
 u ch ngoài


Hình 1.3  b u ch ngoài
 Yêu cu vi ngun quang:
- Độ chính xác của bước sóng phát: 

        


- Độ rộng đường phổ hẹp
           

      



- Dòng ngưỡng thấp


Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 12

- Khả năng điều chỉnh được bước sóng



- Tính tuyến tính

- Nhiễu thấp


1.4.2 B thu quang

tihiu

 nh
t t truy
phép.
B thu quang trong h thng WDM



 khi bên thu






Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 13

1.4.3 Si quang
 Cu to si quang
ng dng hing phn x toàn phn, sc ch tn gm có hai lp:
- Lp trong cùng có dng hình tr ng kính d = 2a, làm bng thy tinh có
chit suc gi là lõi (core) si.
- Lp th    ng hình tr     c gi là lp bc
ng kính D = 2b, làm bng thy tinh hoc plastic, có chit sut n2
< n1.

Hình 1.5 : Cu trúc tng quát si quang
 Phân loi si quang
 Phân loi theo chit sut:
- Si quang chit sut bc SI (Step-Index)
- Si quang chit sut bii GI (Graded-Index)
 Phân loi theo mode
- S-Mode)
- S-Mode)
 Si quang G652
Là sc s dng ph bin trên mi vin thông nhic hin
nay. Nó có th làm vic  2 ca s:
-  ca s 1310nm: G652 có tán sc nh nht (xp x 
i ln.
-  ca s 1550nm: G652 có suy hao truyn dn nh nht và h s tán si
ln (xp x 20ps/nm.km)
 Si quang G655
Là mt chun v s bi ITU-m sau:
- Si quang G655 thích hp cho h thng truyn dn.

Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 14

- Si quang G655 thích hp cho h thng truyn dng
cao.
-  tán sa si G655 tránh vic trn lc sóng quang.
- Vùng hiu dng cao ca si G655 (vn nh i SMF) làm gim thiu các hiu
ng phi tuyn.
- Erbium Doped Fiber Amplifier (EDFA) khui các tín hiu quang trong ca s
ng cho loi si quang NZDS (non-zero dispersion-shifted).
1.4.4. B c song: ( OMUX/ODEMUX)
  c sóng, cùng vi v kt ni chéo quang, là
thit b quan trng nht cu thành nên h thng WDM. Khi dùng kt hp vi b kt ni
chéo quang OXC s hình thành nên mng truyn ti quang, có kh n tng
thi và trong sut mi loi hình dch v, mà công ngh hing ti.B tách/
ghép kênh thc hin ghép tách tín hiu  c sóng khác nhau.
 B c mô t theo nhng thông s sau:
- Suy hao xen
- S ng kênh x lý
- c sóng trung tâm
- 
- Giá tr ln nht ca suy hao xen
-  suy hao chen gia các kênh
(a)   khi b ghép
c sóng (MUX)
(b)   khi b tách
c sóng (DEMUX)

(c) Các tham s c
a b MUX/ DEMUX




  khi b c sóng
 Ghép t to b ng cao:
- Ghép tng ni ti
- Ghép mt tng
Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 15

- Ghép tng theo t
- Ghép tn l
1.4.5. B xen / r c sóng: ( OADM)
 Khái nim :
- OADM (     c dùng trong các mng
 và các mng dài vì nó cho hiu qu kinh t c bii
vi cu hình mng tuyn tính, cu hình mng vòng.
- c c xen/ rt mt s c sóng,các kc sóng
còn lc c
 Các cu trúc cho OADM :
- Cu trúc song song : tt c các kênh tín hic gi
mt s c cu hình rt, các kênh còn li ct cách
thích hp.

Hình 1.7 Cu trúc song song
- C :to thành bng cách thit k theo
tng modun cho cu trúc song song

Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 16

Hình 1.8 : C

- Cu trúc ni tip : Mc thc hin rt và xen t tp hp các kênh

Hình 1.9 : Cu trúc ni tip
- Cu trúc xen r   : trong cu trúc này mt nhóm c nh kênh
c sóng thc hin xen/ rt ti mi nút mc thit lp thc hin
xen/rt là các kênh liên tip nhau trong m c lc bi mt b lc có
 
gic sóng riêng l

Hình 1.10 : Cu trúc xen r





Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn

Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 17



1.4.6. B ni chéo quang: (OXC)
  : OXC là thit b ng yêu cu v kh ng trong vic
cung ng dch vng kh c s t bin ca
các dch v n


Hình 1.11  kt ni OXC
 Các yêu ci vi OXC :
- Cung cp dch v
- Bo v
- Trong sui vi t truyn dn bit
- Giám sát chng truyn dn
- Chuyc sóng
- Ghép và nhóm tín hiu







Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2

WDM sử dụng phần mềm Optisystem 18




1.4.7. B khui quang: (OA - Optical Amplifier):



Hình 1.12: Khuch i quang OLA
 Trên th
khu   m l       ng dây pha t

c hii trc tiu quang.
 Li ích:
+ Thay th các b lt tin trong h thng b gii hn bi suy hao
 nhy ca b thu
+ Nâng cao mc công sut phát
 c lp v t   nh dng tín hiu, khu i tín hi  
WDM ng thi


OADM

thu
Laser

Rama
n
Laser








O
SC

λ
O
SC


1
,
2


W

Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 19

+ Nâng cn
 c tính ca 1 s b khung
+ H 
cao.





Phân loi :
+ Vào : ging nh laser bán dc phân cc dng
+ B khui quang si pha tt him: khui xy ra trong si
quang pha tt him, ph bin là b EDFA

1.4.8. B chuyc song
 B chuyc sóng là thit b chuyi tín hic sóng này 
u vào ra thành tín hic sóng khác  i vi h thng WDM, b chuyn
c sóng cho nhiu ng dng hu ích khác nhau :
 Tín hiu có th   ng v c sóng không thích hp khi truyn trong
WDM
 B chuy   c trang b trong các cu hình nút mng WDM giúp s
dng tài c sóng hiu qu 
  to b chuyc sóng:
n
a quang

c sóng

Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn

Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 20

1.5. Các tham s n cc sóng
1.5.1 Suy hao xen
ng công sut tn hao trong tuyn truyn dm
ghép ni các thit b WDM vi si và suy hao do bn thân các thit b ghép gây ra. Vì
vy, trong thc t thit k phi tính cho vài dB  mc biu din
qua công thc sau (xét b MUX-DEMUX mô t  hình 2.7).


i
là suy hao tc sóng 
i
khi thit b c ghép xen vào tuyn truyn
dn. Các tham s c các nhà ch to cho bii vi tng kênh quang ca thit b.
- I
i
(
i
), O
i
(
i
ng là tín hic sóng 
i
a th i ca b
ghép.
- I

i
(
i
), O
i
(
i
ng là tín hic sóng 
i
a th i ca b
tách.
1.5.2. Xuyên kênh
Xuyên kênh là s có mt ca mt kênh này trong kênh k cn nhiu và
gim t s tín hiu nhiu c
Trong h thng ghép kênh quang, xuyên kênh xut hin do:
- Các vin ph ca mt a b tách kênh và b lc ca kênh
u ch bi mt tín hiu, s u ch công sut trong
các vin ph cu ch công sui kênh k cn.
- Xut phát t nhng giá tr hu hn thc t v  chn l cách ly ca các b
lc.
- Tính phi tuyn trong si quang  mc công sut cao trong các h th
 ca nó là tán x Raman, là hiu ng tán x kích thích phi tuyn làm cho công sut
 
 
(2.2)
)(
log10
(2.1)
)(
log10

DEMUXdB
I
O
L
MUXdB
I
O
L
ii
i
i
ii
i
i






Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 21

quang  mn tán x và công suc sóng khác
y.
Trong mt b tách kênh s không có s dò công sut tín hiu t kênh th c
sóng 

i
c sóng khác vc sóng 
i
c t luôn tn
ti mt mm chng truyn dn ca mt thit b. Kh
 tách các c din gii bc tính
b
Trong b gii ghép thì U
i
(
k
ng tín hiu không mong mun  c sóng 
k
b
dò  ca ra th  có tín hiu  c sóng 
i
, hình 2.8a.






Trong các thit b tách hn hi xuyên âm kênh là xuyên
u gu xa.

 
dB
I
U
D
ki
ki
ii 






)(
)(
log10)(




MUX
Si
quang

I(
i
) I(
k

)

O
i
(
i
) U
i
(
k
)
Hình 1.13: Xuyên kênh  b gii ghép
U
i
(
k
)+U
i
(
j
)
I(
i
) I(
k
)
I
i
(
i

)
O
i
(
j
)
Si quang
Hình 1.14: Xuyên kênh  b ghép hn hp
Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 22


- u gn là do các kênh khác  c ghép  bên
trong thit b 
i
(
j
).
- ng truyn gây ra, ví
d I
i
(
k
) sinh ra U
i
(
j

).
1.5.3.  rng kênh
Mt v quan tri vi h thng WDM là có th s dc và
vi nào.
Hin nay trong h thng vin thông dùng sng s dc sóng
1550nm và các b khui ca b khui si pha tp
EDFA khon 30nm. Nu ta mun xp khong 16 kênh trong d
rng gi rng kênh là tiêu chun trong min
tn s c sóng.
Mi quan h gia tn s c sóng:

n tc ánh sáng 3.10
8
m/s.
 c sóng hong.
Vì v rng ca các kênh có tn s xp x 250GHz.
V rng kênh là dnh ra cho tng ngun phát quang. Dc
sóng C ca các b khui EDFA là 1530-1550nm. Nu ngun phát th nht phát x
ti 1530, thì ngun phát th hai phi phát x ti 1531,875nm và các ngun phát khác
. Nu ngu rng kênh yêu cu khong vài
chi vi ngun phát quang là diode LED yêu c rng kênh phi l
n 20 l rng ph ca loi ngun này r
22



cfc
d
df
c

f
cf






(2.4)
Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 23


1.5.4. ng ca các hiu ng phi tuyn
Trong h thông thông tin quang, các hiu ng phi tuyn s xy ra khi công sut tín
hiu trong st quá mt gii hn ca h thng WDM thì mc công sut này
thu so vi các h th
Các hiu ng phi tuyn n chng ca h thng WDM có th chia
thành hai loi là hiu ng tán x và hiu ng Kerr (khúc x).
a. Hiu ng tán x:
Bao gm các hiu ng SBS và SRS:
- Hiu ng SRS (Stimulated Raman Scrattering) là hing chiu ánh sáng vào
si quang s ng phân t trong vt liu ca su ch tín hiu
c sóng ngn trong h thng WDM suy gim tín hiu quá ln,
hn ch s kênh ca h thng.
- Hiu ng SBS (Stimulated Brillouin Scrattering) cúng có hi
ch tn và di tt nh và ch xut hin  ng sau chiu tán

x. ng càn lng công sut càng thp.
b. Hiu ng Kerr:
Gm các hiu ng SPM, XPM, FWM:
- Hiu ng SPM (Self Phase Modulation) là hi 
i, hiu sut khúc x ca si theo gây ra s bin pha ca sóng
quang. Khi kt hp vi tán sc ca si quang s dn ph tn dãn r
s a chiu dài. S bii công sut quang càng nhanh thì bii tn s
quang càng ln.
- Hiu ng XPM (Cross P thng nhic
sóng vì hiu sut khúc x bi u vào dn pha ca tín hiu b u
ch bi công sut ca kênh khác.
- Hiu ng FWM (Four Wave Mixing) xut hin khi có nhiu tín hiu quang truyn
dn hn hp trên si quang làm xut hic sóng mi gây nên xuyên nhiu làm hn
ch s c s dng. Vic ny sinh các hiu ng phi tuyn s gây các hin
Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 24

ng xuyên âm gia các kênh, suy gim mc công sut tín hiu ca tng kênh dn
suy gim t s S/N, n chng h thng.
1.6. Cu trúc mng truyn ti quang
1.6.1. Cu trúc mng Ring

Hình 1.15 : Cu trúc mng Ring
Các node ch liên kt vt lý trc tip vi hai node gn nhau
Kt ni này thun li cho vic bng, hip, s dng phn
t mng mt cách hiu qu
1.6.2. Cu trúc mng Mesh

Hình 1.16 : Cu trúc mng Mesh
Các node liên kt vt lý trc tip vi tt c node gn nó
Cung cp nhiu kh nh tuyn
C tin ct cu phc tp
Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn


Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2
WDM sử dụng phần mềm Optisystem 25

c s  tin cy cao

1.6.3. Cu trúc mng hình sao
a. Cấu trúc mạng hình sao đơn

Hình 1.17 : Cu trúc m
Chn mt node làm trung tâm tín hiu s c truy
Cu trúc mn, cho phép truyng ln
Node trung tâm phi có kh n và s lý vng ln
b. Cấu trúc mạng hình sao kép

Hình 1.18: Cu trúc mng hình sao kép
 t b u xa