Xây dựng phương án thiết kế hệ thống thông tin quang WDM có sử dụng khuếch đại quang EDFA với các yêu cầu thiết kế như sau

BÁO CÁO BÀI TẬP
LỚN
MÔN THÔNG TIN TRUYỀN TẢI QUANG
NHÓM 1 – LỚP D09VT4

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: THS. Cao Hồng Sơn


Lớp D09VT4 – Nhóm 1

MỤC LỤC

I.

NỘI DUNG YÊU CẦU
2


Lớp D09VT4 – Nhóm 1

Xây dựng phương án thiết kế hệ thống thông tin quang WDM có
sử dụng khuếch đại quang EDFA với các yêu cầu thiết kế như sau:
Tốc độ bit: 2.5 Gbit/s
Cự ly truyền dẫn: 200km
Số lượng kênh bước sóng: 4 kênh
Một số gợi ý khi thiết kế:
- Loại sợi: Sợi quang đơn mode chuẩn (G.652)
- Nguồn phát: Laser, điều chế ngoài
- Bộ thu: Sử dụng PIN kết hợp với bộ lọc thông thấp Bessel
-

II.

KẾT QUẢ BÀI TẬP

1. Tuyến phát quang: Chọn cửa sổ truyền 1550nm EDFA ở băng C

3


Lớp D09VT4 – Nhóm 1

Mỗi kênh quang bao gồm nguồn phát quang Lazer CW lazer, bộ phát xung RZ
pulse generator, bộ phát bit điện Pseudo-Random bit Sequence Generator, bộ
điều chế Mach-Zehnder.
Tuyến phát kênh 1

Hình 1.1 Tuyến phát kênh 1
Tuyến phát quang gồm 4 kênh được tích hợp thông qua bộ ghép kênh quang
MUX.
Thông số bộ MUX

Hình 1.2 Các kênh của bộ MUX
Thiết lập tham số toàn cục
Tốc độ bít

2.5 Gbps
4


Lớp D09VT4 – Nhóm 1

Chiều dài chuỗi
Số mẫu trong một bit

128 bits
64

Toàn tuyến phát 4 kênh quang.

Hình 1.3 Toàn tuyến phát 4 kênh quang.
2. Tuyến truyền dẫn quang

5


Lớp D09VT4 – Nhóm 1

Hình 2.1 Tuyến truyền quang có cự ly 200km

Hình 2.2 Thông số đường truyền
Sợi quang sử dụng G.652 có các tham số tại cửa sổ truyền dẫn 1550nm:


Suy hao sợi

:0.2dB/km



Độ tán sắc

:16.75 ps/nm.km

Tuyến quang có chiều dài 200km nên chia tuyến quang thành 2 phần và sử dụng
một bộ khuếch đại EDFA. Chiều dài mỗi đoạn là L=100km
L=100km thì suy hao của sợi là 100x0.2=20 dB.
Sử dụng 1 bộ khuếch đại EDFA có độ lợi là 20 dB và NF=4dB.

6


Lớp D09VT4 – Nhóm 1

Hình 2.3 Thông số bộ khuếch đại EDFA
3. Tuyến thu quang
Tuyến thu quang gồm PIN, bộ lọc bessel

Hình 3.1 Tuyến thu kênh 1

7


Lớp D09VT4 – Nhóm 1

Hình 3.2 Tuyến thu 4 kênh quang
4. Kết quả mô phỏng theo yêu cầu thiết kế
Sau đây là các kết quả mô phỏng được thực hiện với công suất Laser = 4dBm

8

Lớp D09VT4 – Nhóm 1

Hình 4.1 Toàn bộ kênh truyền.
Quang phổ phát

Hình 4.1 Phổ tín hiệu kênh 1

9


Lớp D09VT4 – Nhóm 1

Quang phổ tín hiệu

Hình 4.2 Phổ tín hiệu của 4 kênh

10


Lớp D09VT4 – Nhóm 1

Phổ tín hiệu thu

Hình 4.3 Phổ tín hiệu thu được của kênh 1
Công suất tín hiệu phát

Hình 4.4 Công suất tín hiệu phát kênh 1

11

Lớp D09VT4 – Nhóm 1

Công suất tín hiệu thu

Hình 4.5 Công suất tín hiệu thu kênh 1
Tỷ lệ lỗi bit BER


Mắt quang và BER

Hình 4.6 BER kênh 1

12


Lớp D09VT4 – Nhóm 1

Kết quả mô phỏng các tham số để đạt BER=10-12
Thay đổi công suất phát

Hình 5.1 Thay đổi công suất phát là 2.5 dbm

13


Lớp D09VT4 – Nhóm 1

Hình 5.2 Kết quả mô phỏng với công suất CW Lazer =2.5 dBm

14


Lớp D09VT4 – Nhóm 1

Thay đổ hệ số suy hao sợi quang:

Hình 5.3 Thay đổi hệ số suy hao sợi quang = 0.208 dB/km (Pt=4dBm)

15


Lớp D09VT4 – Nhóm 1

Hình 5.4 Kết quả thay đổi hệ số suy hao sợi quang

16


Lớp D09VT4 – Nhóm 1

Thay đổi đáp ứng của PIN

Hình 5.5 Thay đổi đáp ứng của PIN R=0.35 A/W (Pt=4 dBm)

17


Lớp D09VT4 – Nhóm 1

Hình 5.6 Kết quả khi thay đổi đáp ứng PIN

18


Lớp D09VT4 – Nhóm 1

Thiết lập sweep:

Hình 5.7 Tham số quét

19


Lớp D09VT4 – Nhóm 1

Biểu đồ công suất phát kênh và min BER:

Hình 5.8 Biểu đồ công suất phát kênh và min BER

20