Thiết lập mô hình đo thử hệ thống truyền dẫn quang băng rộng trên phần mềm optisystem

MỤC LỤC
BẢN TÓM TẮT................................................................................................................................. 4
DANH MỤC BẢNG .......................................................................................................................... 6
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................................................... 7
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................... 11
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................................................ 12
MỞ ĐẦU.......................................................................................................................................... 13
1. Lý do chọn đề tài ...................................................................................................................... 13
2. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................................... 13
3. Mục tiêu đề tài.......................................................................................................................... 13
4. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................................................... 14
5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................................ 14
6. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................................................... 14
7. Nội dung và bố cục của đề tài .................................................................................................. 14
8. Kết luận .................................................................................................................................... 15
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG .......................................... 16
1.1.

Sơ lược về lịch sử hình thành và phát triển của hệ thống thông tin quang. ..................... 16

1.2.

Giới thiệu các đặc điểm cơ bản của một hệ thống thông tin quang hiện nay. .................. 18

1.2.1.

Sơ đồ khối cơ bản của hệ thống truyền dẫn quang................................................... 18

1.2.2.

Chức năng của các phần tử trong hệ thống truyền dẫn quang.................................. 19

1.2.3.

Các thành phần cơ bản của WDM............................................................................ 22

1.2.4.

Ưu điểm của hệ thống thông tin quang .................................................................... 23

1.2.5.

Nhược điểm của hệ thống thông tin quang .............................................................. 24

CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM OPTISYSTEM .............................................................. 25
2.1.

Tổng quan về optisystem ................................................................................................. 25

2.1.1.

Optisystem ............................................................................................................... 25

2.1.2.

Khả năng kết hợp với các công cụ phần mềm khác của Optiwave .......................... 25

2.1.3.

Mô phỏng phân cấp với các hệ thống con (subsystem)............................................ 25

2.1.4.

Ngôn ngữ Scipt mạnh............................................................................................... 25

2.2.

Các đặc tính cơ bản của Optisystem ................................................................................ 25

2.2.1.

Các công cụ hiển thị ................................................................................................. 25

2.2.2.

Thiết kế nhiều lớp (multiple layout)......................................................................... 26


2.2.3.

Trang báo cáo (report page) ..................................................................................... 26

2.2.4.

Quét tham số và tối ưu hóa (parameter sweeps and optimizations) ......................... 27

2.3.

Component Library .......................................................................................................... 27

2.4.

Các bước thiết kế một project trên Optisystem ................................................................ 28

2.4.1.

Mở một Project có sẵn ............................................................................................ 28

2.4.2.

Tạo một Project mới ................................................................................................. 28

2.4.3.

Thiết lập các tham số toàn cục (global parameters) của Project ............................ 29

2.4.4.

Hiển thị và thay đổi tham số của các phần tử trong Project.................................... 30

2.4.5.

Chạy mô phỏng ........................................................................................................ 31

2.4.6.

Thực hiện quét tham số (Parameter Sweep) ............................................................ 32

CHƯƠNG 3. MÔ PHỎNG CÁC PHÉP ĐO THỬ TRÊN TUYẾN TRUYỀN DẪN QUANG ...... 37
3.1.

Thiết kế và mô phỏng hệ thống truyền dẫn quang ........................................................... 37

3.1.1.

Thông số thiết lập hệ thống ...................................................................................... 37

3.1.2.

Sơ đồ hệ thống mạng truyền dẫn quang ................................................................... 38

3.1.3.

Tiến hành mô phỏng và kết quả mô phỏng .............................................................. 38

3.1.4.

Các yếu tố ảnh hưởng đến tín hiệu truyền dẫn ......................................................... 40

3.2.

Thiết kế mạng và mô phỏng mạng WDM ........................................................................ 42

3.2.1.

Các thông số thiết lập mang truyền dẫn đơn hướng WDM...................................... 43

3.2.2.

Sơ đồ hệ thống.......................................................................................................... 44

3.2.3.

Kết quả mô phỏng .................................................................................................... 46

3.2.4.

Các yếu tố ảnh hưởng đến tuyến truyền dẫn quang .................................................. 51

3.3.

3.2.4.1.

Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ bit của kênh đại diện đầu tiên ........................ 51

3.2.4.2.

Khảo sát ảnh hưởng của công suất phát Po....................................................... 52

3.2.4.3.

Khảo sát ảnh hưởng của cự ly truyền dẫn L ..................................................... 52

3.2.4.4.

Khảo sát ảnh hưởng của photodiode ................................................................ 53

Thiết kế bộ thu, bộ phát, bộ khuếch đại ........................................................................... 54

3.3.1.

Tổng quan về hệ thống ............................................................................................. 54

3.3.2.

Tiến hành mô phỏng, so sánh số liệu ....................................................................... 55

3.4.

Thiết kế hệ thống mạng theo chuẩn GPON...................................................................... 58

3.4.1.

Các thông số thiết lập mạng GPON ......................................................................... 58

3.4.2.

Sơ đồ hệ thống mạng GPON .................................................................................... 61

3.4.3.

Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng mạng quang ........................................................ 63

3.4.3.1.

Tỉ số lỗi bit – BER ........................................................................................... 63


3.4.3.2.

Hệ số chất lượng tín hiệu Q.............................................................................. 65

3.4.3.3.

Đồ thị mắt......................................................................................................... 65

3.4.3.4.

Mối quan hệ giữa tỉ lệ lỗi bit – BER với đồ thị mắt ......................................... 66

3.4.4.

3.5.

Phân tích các yếu tổ ảnh hưởng đến mạng quang ................................................... 66

3.4.4.1.

Đo kiểm các thông số cơ bản của mạng ........................................................... 66

3.4.4.2.

Ảnh hưởng của khoảng cách ............................................................................ 69

3.4.4.3.

Ảnh hưởng của hệ số tỉ lệ chia Splitter ............................................................ 71

3.4.4.4.

Ảnh hưởng của công suất phát ......................................................................... 73

3.4.4.5.

Kết luận ............................................................................................................ 75

Thiết kế mạng truyền dẫn RoF ......................................................................................... 75

3.5.1.

Các thông số thiết lập mạng truyền dẫn RoF ........................................................... 76

3.5.2.

Sơ đồ hệ thống.......................................................................................................... 76

3.5.3.

Kết quả mô phỏng .................................................................................................... 79

3.5.4.

Các yếu tố ảnh hưởng đến tuyến truyền RoF .......................................................... 82

3.5.4.1.

Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ bit của kênh đại diện đầu tiên ........................ 82

3.5.4.2.

Khảo sát ảnh hưởng của công suất phát Po....................................................... 82

3.5.4.3.

Khảo sát ảnh hưởng của cự ly truyền dẫn L ..................................................... 83

3.5.4.4.

Khảo sát ảnh hưởng của photodiode ................................................................ 83


BẢN TÓM TẮT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN
THIẾT LẬP MÔ HÌNH ĐO THỬ HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN QUANG BĂNG
RỘNG TRÊN PHẦN MỀM OPTISYSTEM.
Mã số:SV2016-36
1.

Vấn đề nghiên cứu (vấn đề, tính cấp thiết)

Hiện nay, các phần mềm mô phỏng hệ thống thông tin quang có ý nghĩa đặc biệt quan
trọng đối với ngành điện tử viễn thông nói riêng và các ngành kỹ thuật khác nói chung.
Nó cho phép người sử dụng tiến hành các thao tác mô phỏng một quy trình đã có trong
thực tế hoặc thiết kế một quy trình mới nhờ có thư viện dữ liệu phong phú và chính
xác với từng loại tham số kênh tuyến khác nhau. Một trong số đó là phần mềm mô
phỏng OptiSystem – một phần mềm mô phỏng hệ thống thông tin quang. Phần mềm
này có khả năng thiết kế, đo kiểm tra và thực hiện tối ưu hóa rất nhiều loại tuyến thông
tin quang, dựa trên khả năng mô hình hóa các hệ thống thông tin quang trong thực tế.
2.

Mục đích nghiên cứu/mục tiêu nghiên cứu

Mục đích nghiên cứu: Thúc đẩy phong trào thực hiện nghiên cứu khoa học trong sinh
viên, tạo môi trường học thuật để sinh viên phát huy khả năng tự học, tự nghiên cứu.
Giúp sinh viên vận dụng những kiến thức lý thuyết đã học vào thực tiễn.
Mục tiêu nghiên cứu: Thực hiện việc mô phỏng hoạt động của các hệ thống truyền
dẫn quang. Thực hiện các phép đo thử trong hệ thống truyền dẫn quang như đo công
suất, đo suy hao, đo chất lượng hệ thống truyền dẫn bằng phần mềm Optisystem.
3.

Nhiệm vụ/nội dung nghiên cứu/câu hỏi nghiên cứu

Tìm hiểu các sơ đồ, phương pháp mô phỏng thích hợp đồng thời phân tích, đánh giá:
Các kết quả đo đạt bằng phần mềm Optisystem với kết quả thực nghiệm đã được học.
Giải quyết câu hỏi lớn: “Giữa kết quả mô phỏng và kết quả đo đạt thực nghiệm có
trùng khớp hay không? Nếu không hoàn toàn trùng khớp thì sai lệch có đáng kể hay
không? Làm thế nào để tối ưu hoá hai thông số đặc trưng Q và BER trong một hệ
thống? Từ đó, đưa ra các nhận xét và kết luận cho một hệ thống cụ thể.

4


4.

Phương pháp nghiên cứu:
 Nghiên cứu lý thuyết về hệ thống truyền dẫn quang để phân tích các đặc tính
của hệ thống.
 Đo thử và ghi nhận các kết quả
 Phân tích đánh giá hệ thống

5.

Kết quả nghiên cứu (ý nghĩa của các kết quả) và các sản phẩm (Bài báo khoa
học, phần mềm máy tính, quy trình công nghệ, mẫu, sáng chế…)(nếu có)
 Đóng góp vào danh mục tài liệu phục vụ công tác nghiên cứu thực tiễn và giảng
dạy, học tập tại Trường Đại học Sài Gòn.
 Là công cụ bổ trợ cho môn học Thông tin quang.

5


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Bảng phân chia các băng sóng vô tuyến
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của công suất.
Bảng 3.2.Ảnh hưởng của cự ly truyền dẫn.
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của tốc độ bit.
Bảng 3.4. Bảng so sánh ảnh hưởng của tốc độ bit đến hệ thống.
Bảng 3.5. Bảng so sánh ảnh hưởng của công suất phát đến hệ thống.
Bảng 3.6. Bảng so sánh ảnh hưởng của cự ly truyền dẫn đến hệ thống.
Bảng 3.7.Bảng so sánh ảnh hưởng của Photodiode đến hệ thống
Bảng 3.8. So sánh ảnh hưởng của cự ly truyền dẫn
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của độ lợi đến hệ thống.
Bảng 3.10. Bảng so sánh ảnh hưởng của tốc độ bit đến hệ thống
Bảng 3.11. Bảng so sánh ảnh hưởng của công suất phát đến hệ thống
Bảng 3.12. Bảng so sánh ảnh hưởng của cự ly truyền dẫn đến hệ thống
Bảng 3.13. Bảng so sánh ảnh hưởng của Photodiode đến hệ thống

6


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 a. Truyền dẫn với sợi quang đơn hướng.
Hình 1.1 b. Truyền dẫn với sợi quang song hướng.
Hình 1.2. Sơ đồ cấu trúc hệ thống chuyển tiếp thông tin quang.
Hình 1.3. Truyền lan ánh sáng từ môi trường 1 sang môi trường 2.
Hình 1.4. Mô hình phân cực sóng ánh sáng truyền trong sợi quang.
Hình 1.5. Đồ thị phân chia phổ sóng điện từ theo tần số hoặc bước sóng.
Hình 1.6. Sơ đồ mức năng lượng nguyên tử.
Hình 1.7. Hình Hệ thống WDM cơ bản.
Hình 2.1. Cửa số Project layout.
Hình 2.2. Đặt phần tử vào Main layout.
Hình 2.3. Kích hoạt kết nối tự động.
Hình 2.4. Hủy bỏ chế độ kết nối tự động.
Hình 2.5. Hộp thoại Layout parameters.
Hình 2.6. File menu.
Hình 2.7. Hộp thoại OptiSystem Calculations.
Hình 2.8. Ví dụ kết quả hiển thị trên thiết bị phân tích phổ.
Hình 2.9. Hộp thoại Total Parameter Iteration.
Hình 2.10. Truy nhập qua Layout - Set Total Sweep Iterations.
Hình 2.11. Hộp thoại Current Sweep Iteration.
Hình 2.12. Set Current Iteration drop-down box.
Hình 2.13. Sweep mode.
Hình 2.14. Tham số của phần tử - Tham số ở chế độ Sweep mode.
Hình 2.15. Các giá trị tham số cần quét của phần tử trên thiết kế.
Hình 2.16. Các bước để hiển thị kết quả mô phỏng quét tham số.
Hình 3.1. Thiết lập các thông số cho hệ thống.

7


Hình 3.2. Sơ đồ hệ thống mạng truyền dẫn quang.

Hình 3.3. Giá trị công suất ngõ ra tại đầu phát và thu.
Hình 3.4. Thông số ở bộ Ber Analyzer.
Hình 3.5. Những đồ thị thu được.
Hình 3.6. Sơ đồ khối hệ thống truyền dẫn quang WDM.
Hình 3.7. Mô hình hệ thống thiết kế.
Hình 3.8. Sơ đồ mô phỏng truyền dẫn WDM.
Hình 3.9. Thiết lập thông số mô phỏng mạng truyền dẫn WDM.
Hình 3.10. Thiết lập các thông số toàn cục.
Hình 3.11. Công suất đo tại đầu ra khi Pphát = -17dBm.
Hình 3.12.Công suất đo tại đầu thu khi Pphát = -17dBm, tại khoảng cách 100km.
Hình 3.13. Kết quả đo tại đầu thu.
Hình 3.14. Phổ tín hiệu tại đầu thu tuyến truyền dẫn.
Hình 3.15. Đồ thị Q-Factor tại đầu thu tuyến truyền dẫn.
Hình 3.16. Đồ thị Min BER tại đầu thu tuyến truyền dẫn
Hình 3.17. Đồ thị mắt tại đầu thu tuyến truyền dẫn.
Hình 3.18. So sánh ảnh hưởng của Photodiode đến hệ thống.
Hình 3.19. Sơ đồ thiết kế bộ thu, bộ phát, bộ khuếch đại.
Hình 3.20.(a) Công suất tại đầu phát. (b) Công suất tại đầu thu.

Hình 3.21. Thông số ở bộ BER Analyze.
Hình 3.22. (a) Đồ thị Q Factor. (b) Đồ thị Min BER. (c) Biểu đồ phổ tín hiệu tại đầu
vào máy thu. (d) Đồ thị Eye.
Hình 3.23. Thiết lập các thông số cho đường download.
Hình 3.24. Thiết lập các thông số cho đường upload.
Hình 3.25. Thiết lập các thông số toàn mạng.
Hình 3.26. Sơ đồ kết nối mạng theo chuẩn GPON.
Hình 3.27. Cấu trúc khối ONU.
8

Hình 3.28. Mối liên quan giữ tín hiệu nhận được và hàm phân bố xác suất.
Hình 3.29. Mối quan hệ giữa hệ số phẩm chất Q và tỉ lệ lỗi bit BER.
Hình 3.30. Hệ số Q tính theo biên độ.
Hình 3.31. Công suất đo tại đầu ra của OLT khi Pphát = 2 dBm.
Hình 3.32. Công suất đo tại đầu vào của ONU/ONT1 khi Pphát = 2 dBm.
Hình 3.33. Kết quả đo tại người sử dụng 1 trong bài toán 1.
Hình 3.34. Đồ thị Min BER tại người sử dụng 1 trong bài toán 1.
Hình 3.35. Đồ thị mắt tại người sử dụng 1 trong bài toán 1.
Hình 3.36. Đồ thị hệ số chất lượng Q tại người sử dụng 1 trong bài toán 1.
Hình 3.37. Kết quả đo tại người sử dụng 1 trong bài toán 2 với L = 10 km.
Hình 3.38. Đồ thị Min BER tại người sử dụng 1 trong bài toán 2.
Hình 3.39. Đồ thị mắt tại người sử dụng 1 trong bài toán 2.
Hình 3.40. Đồ thị hệ số phẩm chất Q tại người sử dụng 1 trong bài toán 2.
Hình 3.41. Kết quả đo tại người sử dụng 1 trong bài toán 3 với bộ chia 1:16.
Hình 3.42. Đồ thị Min BER tại người sử dụng 1 trong bài toán 3.
Hình 3.43. Đồ thị mắt tại người sử dụng 1 trong bài toán 3.
Hình 3.44. Đồ thị hệ số phẩm chất Q tại người sử dụng 1 trong bài toán 3.
Hình 3.45. Công suất đo được tại đầu vào của bộ ONU/ONT1 với bộ chia 1:16.
Hình 3.46. Công suất đo được tại đầu ra của bộ OLT khi Pphát = 5 dBm.
Hình 3.47. Công suất đo được tại đầu vào của bộ ONU1 khi Pphát = 5 dBm.
Hình 3.48. Kết quả đo được tại người sử dụng 1 trong bài toán 4 với Pphát = 5 dBm.
Hình 3.49. Đồ thị Min BER tại người sử dụng 1 trong bài toán 4.
Hình 3.50. Đồ thị mắt tại người sử dụng 1 trong bài toán 4.
Hình 3.51. Đồ thị hệ số phẩm chất Q tại người sử dụng 1 trong bài toán 4.
Hình 3.52. Sơ đồ hệ thống truyền dẫn RoF.
Hình 3.53. Mô hình hệ thống thiết kế.
Hình 3.54. Sơ đồ mô phỏng mạng truyền dẫn RoF.
9

Hình 3.55. Thiết lập thông số mô phỏng mạng truyền dẫn RoF.
Hình 3.56. Thiết lập các thông số toàn cục.
Hình 3.57. Công suất đo tại đầu ra khi Pphát = 5 dBm.
Hình 3.58. Công suất đo tại đầu thu khi Pphát = 5 dBm, tại khoảng cách 100km.
Hình 3.59. Kết quả đo tại đầu thu.
Hình 3.60. Phổ tín hiệu tại đầu phát tuyến truyền dẫn.
Hình 3.61. Phổ tín hiệu tại đầu thu tuyến truyền dẫn.
Hình 3.62. Đồ thị Q-Factor tại đầu thu tuyến truyền dẫn.
Hình 3.63. Đồ thị Power tại đầu thu tuyến truyền dẫn.
Hình 3.64. Đồ thị Amplitude tại đầu thu tuyến truyền dẫn.
Hình 3.65. Đồ thị BER pattern tại đầu thu tuyến truyền dẫn.
Hình 3.66. So sánh ảnh hưởng của Photodiode đến hệ thống.

10


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
BER

Bit Error Rate

Tỉ số bit lỗi

CATV

Community Access Television

Truyền hình cáp

GPON

Gigabit – Passive Optical
Network

GUI

Graphical User Interface

Mạng quang thụ động tốc
độ Gigabit
Giao diện đồ họa người
dùng

MUX DEMUX

Multiplexer - Demultiplexer

Ghép kênh – Phân kênh

NRZ

Non Return to Zero

Phương thức mã hóa bit

OLT

Optical Line Termination

Thiết bị đầu cuối đài/trạm

ONT

Optical Network Terminal

Thiết bị đầu cuối mạng
quang

ONU

Optical Network Unit

Thiết bị mạng quang

OSNR

Optical Signal to Noise Ratio

Chỉ số tương đối của tín
hiệu so với nhiễu

SONET/SDH

WDM/TDM

Synchronous Optical
Networking / Synchronous
Digital Hierarchy
Wavelength Division
Multiplexing / Time Division

Multiplexing

11

Công nghệ truyền dẫn

Ghép kênh phân chia theo
bước sóng / thời gian


THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Chương 1: Sơ lược về lịch sử hình thành hệ thống truyền dẫn quang, các ưu nhược điểm
của hệ thống truyền dẫn quang. Chương này còn trình bày các kiến thức cơ bản về quang
hình học, lý thuyết về sóng điện từ nhầm làm rõ đặc tính “Lưỡng tính sóng hạt” của sóng
điện từ. Từ những kiến thức nên tảng đó, chương 1 tiếp tục phát triển thêm lý thuyết
Ghép kênh đa bước sóng WDM nhầm hỗ trợ cho việc mô phỏng của các hệ thống được
trình bày cụ thể trong chương 3.
Chương 2: Giới thiệu cụ thể về một công cụ mô phỏng, được sử dụng hết sức rông rãi
trong việc mô phỏng và đo đạc các tuyến truyền dẫn quang, phần mềm mô phỏng quang
Optisystem v7.0. Toàn bộ nội dung chương 2 sẽ trình bày về Optisystem. Các nội dung
chính gồm: Tổng quan về Optisystem và các đặc tính của nó, Component Library. Hướng
đến việc hướng dẫn xây dựng một project cụ thể.
Chương 3: Sau khi đã nắm rõ về các lý thuyết trong thông tin quang và cách sử dụng
phần mềm Optisystem. Chương này tiếp tục cụ thể hoá các trọng tâm của nghiên cứu
bằng việc xây dựng các phép đo thử trên một hệ thống truyền dẫn quang cụ thể. Các hệ
thống truyền dẫn quang đó bao gồm:
-

Thiết kế hệ thống thông tin quang từ mức phần tử đến mức hệ thống ở lớp vật lý

-

Thiết kế mạng TDM/WDM và CATV

-

Thiết kế hệ thống ROF (radio over fiber)

-

Thiết kế bộ thu, bộ phát, bộ khuếch đại quang

-

Thiết kế hệ thống mạng theo chuẩn GPON

Từ việc mô phỏng trên báo cáo còn đưa ra các nhận xét và đánh giá cụ thể cho từng hệ
thống. Thông qua việc đo đạt BER và hệ số Q sẽ cho ta cái mình tổng quan hơn về hiệu
quả sử dụng của từng hệ thống. Từ đó, giúp đưa ra phương án tối ưu để chọn lựa một hệ
thống phù hợp với nhu cầu sử dụng.

12


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong thời đại ngày nay, cùng với sự bùng nổ về nhu cầu thông tin, sự phát triển
không ngừng của các tiến bộ khoa học kỹ thuật, việc ứng dụng các phần mềm chuyên
dụng vào trong các lĩnh vực kỹ thuật khác nhau cũng đã trở nên rất phổ biến và hữu ích.
Nhờ có sự xuất hiện của các công cụ đắc lực này mà việc điều khiển, vận hành các quy

trình công nghệ ngày càng hiện đại và tối ưu hơn. Bên cạnh đó, các phần mềm chuyên
dụng này còn giúp các nhà thiết kế cũng như vận hành có thể tiến hành tính toán, thiết kế
và tối ưu các thông số của quá trình. Các hệ thống thông tin quang ngày càng trở nên
phức tạp. Để phân tích, thiết kế các hệ thống này bắt buộc phải sử dụng các công cụ mô
phỏng. Đó chính là nhờ sự ra đời của các phần mềm mô phỏng Optisystem.
Hiện nay, các phần mềm mô phỏng hệ thống thông tin quang có ý nghĩa đặc biệt
quan trọng đối với ngành điện tử viễn thông nói riêng và các ngành kỹ thuật khác nói
chung. Nó cho phép người sử dụng tiến hành các thao tác mô phỏng một quy trình đã có
trong thực tế hoặc thiết kế một quy trình mới nhờ có thư viện dữ liệu phong phú và chính
xác với từng loại tham số kênh tuyến khác nhau. Một trong số đó là phần mềm mô phỏng
OptiSystem – một phần mềm mô phỏng hệ thống thông tin quang. Phần mềm này có khả
năng thiết kế, đo kiểm tra và thực hiện tối ưu hóa rất nhiều loại tuyến thông tin quang, dựa
trên khả năng mô hình hóa các hệ thống thông tin quang trong thực tế.
Chính vì những lý do trên mà chúng tôi quyết định chọn đề tài: Thiết lập mô hình đo thử
hệ thống truyền dẫn quang băng rộng trên phần mềm Optisystem làm nội dung
nghiên cứu chính trong báo cáo Nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2017.
2. Tính cấp thiết của đề tài
Sử dụng phần mềm Optisystem để mô phỏng hoạt động các hệ thống truyền dẫn
quang, thực hiện các phép đo thử trong hệ thống truyền dẫn quang là rất quan trọng, giúp
cho người học hiểu rõ các vấn đề kỹ thuật liên quan đến hệ thống thông tin quang.
3. Mục tiêu đề tài
Thực hiện việc mô phỏng hoạt động của các hệ thống truyền dẫn quang. Thực hiện
các phép đo thử trong hệ thống truyền dẫn quang như đo công suất, đo suy hao, đo chất
lượng hệ thống truyền dẫn bằng phần mềm Optisystem.

13


4. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu
Mục đích:

Thúc đẩy phong trào thực hiện nghiên cứu khoa học trong sinh viên, tạo môi trường học
thuật để sinh viên phát huy khả năng tự học, tự nghiên cứu. Giúp sinh viên vận dụng
những kiến thức lý thuyết đã học vào thực tiễn.
Nhiệm vụ:
- Cung cấp các kiến thức cơ bản về hệ trống truyền dẫn quang.
- Giới thiệu về công cụ mô phỏng hệ thống truyền dẫn quang Optisystem.
- Tiến hành mô phỏng và phân tích kết quả của một số tuyến truyền dẫn quang.
- Tạo nên mộ công cụ hỗ trợ cho việc giảng dạy môn học Thông tin quang ở khoa Điện tử
Viễn thông.
5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Phần mềm mô phỏng hệ thống thông tin quang Opisystem.
- Phạm vi nghiên cứu: Các hệ thống truyền dẫn quang được sử dụng rộng rãi hiện nay
như: hệ thống thông tin quang từ mức phần tử đến mức hệ thống ở lớp vật lý, mạng
TDM/WDM và CATV, hệ thống ROF (radio over fiber), bộ thu, bộ phát, bộ khuếch đại
quang, hệ thống mạng theo chuẩn GPON.
6. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết về hệ thống truyền dẫn quang để phân tích các đặc tính của hệ
thống.
- Đo thử và ghi nhận các kết quả.
- Phân tích đánh giá hệ thống.
7. Nội dung và bố cục của đề tài
Nội dung đề tài được tổ chức thành các phần chính như sau:
Phần mở đầu: Trình bày lý do và mục tiêu thiết lập mô hình đo thử hệ thống truyền dẫn
quang băng rộng trên phần mềm Optisystem.
14


Chương 1: Tổng quan về hệ thống truyền dẫn quang.
Chương 2: Giới thiệu phần mềm Optisystem.
Chương 3: Mô phỏng các phép đo thử trên tuyến truyền dẫn quang.

Chương 4: Phần kết luận và khuyến nghị.
8. Kết luận
- Phần mềm mô phỏng Optisystem giúp giải quyết việc mô phỏng tuyến truyền dẫn
quang, đo kiểm các thông số, thiết kế hệ thống một cách tối ưu nhất.
- Nội dung đề tài giúp sinh viên có thêm những kiến thức mới và bổ ích trong việc tìm
hiểu phần mềm mô phỏng OptiSystem, nắm rõ hơn về hệ thống mạng viễn thông, rèn
luyện cho sinh viên kỹ năng tư duy, sáng tạo. Cụ thể, sinh viên có thể tự mình tiến hành
mô phỏng kết hợp với các kiến thức cơ bản để điều chỉnh quá trình mô phỏng thiết kế
hệ thống truyền dẫn quang theo ý muốn. Hơn nữa, sinh viên còn được rèn luyện kỹ năng
tư duy thuật toán, khả năng thích ứng với xã hội thông tin trong tương lai để giúp ích
cho công việc sau này của bản thân. Nâng cao tính độc lập, tự chủ kiên trì, cần cù và
chăm chỉ, gây hứng thú cho sinh viên, làm cho sinh viên yêu thích môn học, tạo tiền đề
cho việc định hướng nghề nghiệp sau này.

15


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG
1.1. Sơ lược về lịch sử hình thành và phát triển của hệ thống thông tin quang.
Trong quá trình phát triển của xã hội, con người đã biết sử dụng cờ hiệu, ánh lửa để làm
dấu hiệu thông tin với nhau, con người đã dùng ánh đèn hiệu với nhiều màu sắc khác
nhau để truyền đi các thông tin theo quy định trước, theo từng khoảng cách có cự ly xa,
hệ thống thông tin bằng đèn hiệu đã có hiệu quả rất lớn trong các cuộc chiến tranh ngày
xưa.
Vào những năm 1790s, nhà khoa học Claude Chappe phụ trách nhóm kỹ sư người Pháp,
đã thiết kế và tổ chức xây dựng hệ thống truyền dẫn quang báo, cấu trúc của hệ thống
truyền dẫn được tổ chức theo nhiều đoạn, mỗi đoạn được xây dựng một cột tháp cao, có
các đèn báo hiệu treo trên đỉnh tháp, lúc đầu người ta báo hiệu thông tin theo độ cao của
đèn và sau đó thì dùng màu sắc để phân biệt các trạng thái thông tin, tin tức này được
truyền qua chặng đường 200 km trong vòng 15 phút.

Năm 1854, nhóm kỹ sư người Anh do ông John Tyndall phụ trách đã chứng minh bằng
thực nghiệm về lý thuyết ánh sáng có thể truyền qua một môi trường điện môi trong suốt
và đã chứng minh được rằng ánh sáng có thể truyền dẫn được trong các vòi nước uốn
cong dựa vào nguyên lý phản xạ toàn phần của Snell.
Năm 1934, nhóm kỹ sư người Mỹ do ông Norman R.French phụ trách đã thiết kế chế tạo
và được cấp bằng sáng chế về hệ thống truyền dẫn quang, trong đó dùng đèn để phát ra
ánh sáng có cường độ sáng biến đổi theo dạng tín hiệu tin tức, dùng tế bào quang điện để
tái tạo tín hiệu tin tức tại đầu thu và phương tiện truyền dẫn ánh sáng là ống thủy tinh
trong suốt.
Cuối thập niên 1930s, đã xuất hiện sự bùng nổ về phát triển khoa học công nghệ, nhu cầu
thông tin liên lạc của con người tăng cao, trong khi đó công nghệ truyền thông vô tuyến
còn nhiều hạn chế về chất lượng, phát minh của ông Norman R.French đã mở rộng con
đường nghiên cứu phát triển hoàn thiện hệ thống truyền dẫn quang để ứng dụng trong
thực tế, các lĩnh vực nghiên cứu chính trong thông tin quang là tập trung vào việc nghiên

16


cứu chế tạo sợi quang của nhóm Brian O’Brien, Harry Hopkins và Nariorger Kapany,
nghiên cứu chế tạo các linh kiện phát quang LED, LASER và linh kiện thu tín hiệu ánh
sáng là tế bào quang điện, photodiode PIN của nhóm Charles H.Townes, các kết quả
nghiên cứu này được tiếp tục cho đến năm 1970 hãng chế tạo thiết bị viễn thông Corning
Glass Works đã chế tạo thành công sợi quang chiếc suất nhảy bậc SI có suy hao nhỏ hơn
20 dB/Km tại bước sóng ánh sáng truyền là 633 nm và sau đó 2 năm đã chế tạo thành
công sợi quang chiếc suất giảm dần GI với độ suy hao khoảng 4dB/km tại bước sóng ánh
sáng truyền là 800nm.
Năm 1983, hãng chế tạo thiết bị viễn thông BELL của Mỹ đã hoàn thiện quy trình sản
xuất chế tạo sợi quang đơn mode SM (Single Mode), có độ suy hao thấp hơn 4dB/km tại
bước sóng ánh sáng truyền là 850nm và sau đó 5 năm công ty chế tạo thiết bị điện tử viễn
thông NEC của Nhật Bản đã thiết lập tuyến truyền dẫn quang đường dài có tốc độ truyền

dữ liệu cao 10 Gbit/s trên chiều dài gần 100 km, kết quả này đã tạo nên sự bùng nổ mới
trong hệ thống truyền dẫn số.
Hiện nay, truyền dẫn sợi quang đã trở thành hệ thống truyền dẫn chính cho mọi mạng
viễn thông của các nước và mạng viễn thông toàn cầu, công nghệ chế tạo sợi quang và
cáp sợi quang ngày càng phát triển, sợi quang có suy hao rất thấp, có thể nhỏ hơn 0,2
dB/km ở bước sóng 1550 nm, nhiều linh kiện thu quang APD có độ nhạy cao, linh kiện
phát quang LASER có công suất phát lớn, cho phép chúng ta thiết lập được các đường
truyền dẫn cự ly xa, tốc độ truyền dữ liệu cao, kết nối vào mạng viễn thông toàn cầu. Đặc
biệt là trong những năm gần đây, công nghệ sản xuất cáp sợi quang đã hoàn thiệt, chi phí
sản xuất thấp, cho phép các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông triển khai chương trình cáp
quang hóa đến các thuê bao để cung cấp đầy đủ các dịch vụ viễn thông tích hợp và băng
thông rộng và trong tương lai không xa cáp sợi quang sẽ thay thế truyền dẫn cáp đồng
trong mạng tiếp cận thuê bao người dùng.

17


1.2. Giới thiệu các đặc điểm cơ bản của một hệ thống thông tin quang hiện nay.
1.2.1. Sơ đồ khối cơ bản của hệ thống truyền dẫn quang
Cấu trúc cơ bản của một hệ thống truyền dẫn quang trên một sợi quang theo một chiều
truyền dẫn từ điểm A đến điểm B gồm có có 3 phần tử cơ bản:
 Bộ chuyển đổi tín hiệu điện sang tín hiệu quang, ký hiệu bộ phát tín hiệu quang
E/O.
 Sợi quang.
 Bộ chuyển đổi tín hiệu ánh sáng quang sang tín hiệu điện, ký hiệu bộ thu quang
O/E.
Đường truyền dẫn quang trên mỗi sợi quang chỉ cho ánh sáng truyền theo một chiều, các
kênh thông tin liên lạc truyền tín hiệu theo hai chiều do đó trong mỗi tuyến truyền dẫn
quang cần có hai sợi quang được gọi là hệ thống truyền dẫn quang đơn hướng.
Telephone

Cáp
thuê bao Tổng đài
Pacsimile

MUX

Cáp
thuê bao

Video

Computer

Cự ly đường truyền
dẫn quang, L(km)

điện tử A

DEM

Tổng đài B

E/O

E/O

O/E

O/E

A station

B station

Telephone
Cáp
thuê bao
Pacsimile

MUX

DEM

Cáp
thuê bao

Nốt chuyển
mạch B

Nốt chuyển
mạch A
Cáp
thuê bao

Cáp
thuê bao

Video

Computer

`

`

Tổng đài thuê bao PABX

Tổng đài thuê bao PABX

Telephone

Telephone

Pacsimile

Pacsimile

Video

Video

Máy vi tính

Máy vi tính

`

`

Hình 1.1 (a) Truyền dẫn với sợi quang đơn hướng.

Trong trường hợp sử dụng 1 sợi cáp quang để truyền tín hiệu ánh sáng song song theo hai
hướng, mỗi hướng truyền ánh sáng theo một bước sóng khác nhau, được gọi là hệ thống
truyền dẫn quang song hướng.

18


Công suất
phát
Po(dBm)
MUX

DEM

E/O
O/E

Công suất
A station
Thu
PR(dBm)

Cự ly đường truyền Công suất
dẫn quang, L(km) phát
Po(dBm)
Bước sóng λ1(nm)

E/O

Bước sóng λ2(nm)

O/E

Công suất
Thu
PR(dBm)
Bộ phân hướng ánh sáng
Suy hao
Lo(dB)

MUX

DEM
B station

Hình 1.1 (b) Truyển dẫn với sợi quang song hướng.
Hình 1.1, minh họa cấu trúc cơ bản của một hệ thống truyền dẫn quang, trong đó tại đầu
phát, tín hiệu điện từ các thiết bị đầu cuối như máy điện thoại, máy Fax, máy tính cá
nhân, tổng đài nội bộ, tín hiệu trung kế của các mạng điện thoại khác, v.v, được ghép lại
thành kênh tín hiệu băng rộng để đưa đến bộ phát quang E/O. Bộ phát quang sẽ chuyển
tín hiệu điện thành tín hiệu ánh sáng có công suất phát là P0(dBm) và ghép vào sợi quang
truyền đến đầu thu, khi truyền qua sợi quang, công suất tín hiệu ánh sáng giảm dần do sự
hấp thụ ánh sáng của sợi quang, gọi là suy hao của sợi quang, ký hiệu là L0(dB). Tại đầu
thu tín hiệu ánh sáng quang được đưa vào bộ biến đổi quang điện O/E để tái tạo và khôi
phục lại tín hiệu điện như đầu phát, ánh sáng truyền trong sợi quang bị tán xạ gây ra hiện
tượng độ rộng xung tín hiệu thu bị trải rộng ra làm giảm chất lượng truyền dẫn, tham số
này được gọi là độ tán xạ, ký hiệu là Dt(s).
1.2.2. Chức năng của các phần tử trong hệ thống truyền dẫn quang
Bộ chuyển đổi tín hiệu điện-ánh sáng E/O: khối chuyển đổi tín hiệu điện sang tín hiệu
ánh sáng còn gọi là bộ phát tín hiệu quang có nhiệm vụ nhận tín hiệu điện đưa đến để

điều khiển phần tử phát quang. Phát ra các tín hiệu quang tương ứng với mức tín hiệu
điện đưa vào. Sau đó mỗi tín hiệu quang được ghép vào đường truyền sợi quang. Nguồn
quang sử dụng phổ biến nhất là LED và LASER. Công suất phát quang là P0(dBm).

19


Bộ chuyển đổi tín hiệu ánh sáng-điện O/E: khối chuyển đổi tín hiệu ánh sáng sang tín
hiệu điện còn gọi bộ thu tín hiệu quang. Khi tín hiệu quang truyền trên sợi quang đến đầu
thu thì tín hiệu quang được thu nhận có cường độ khác nhau khi tác động vào cathode của
linh kiện thu quang sẽ tạo ra dòng bức xạ điện tử, hình thành dòng tín hiệu điện như ở
đầu phát, theo nguyên lý tín hiệu quang nhận được có cường độ ánh sáng thay đổi thì
dạng tín hiệu điện khôi phục cũng có độ lớn khác nhau. Các linh kiện được sử dụng trong
bộ thu quang là tế bào quang điện, diode thu quang PIN , hoặc diode thu quang hiệu ứng
thác điện tử APD và thường được gọi chung là linh kiện tách sóng quang (photodetector).
Sợi quang: Sợi quang là sợi thủy tinh Si02 trong suốt cho phép ánh sáng truyền trong lõi
sợi và không bị khúc xạ ra bên ngoài nhờ lớp bọc, và lớp vỏ bảo vệ lõi có chiếc suất thấp
hơn lõi sợi. Đặc điểm của sợi quang là khi truyền ánh sáng qua sợi quang, công suất tín
hiệu ánh sáng bị suy giảm dần do sợi quang hấp thụ ánh sánh và độ rộng xung ánh sáng
bị rộng ra, do sự tán xạ ánh sáng trong sợi quang, do đó, cự ly truyền dẫn quang phụ
thuộc vào các tham số của bộ phát quang, bộ thu quang và suy hao, độ tán sắc của sợi
quang. Trong những tuyến truyền dẫn cự ly xa, khi tín hiệu ánh sáng truyền trên sợi
quang, công suất tín hiệu quang bị suy yếu dần do sợi quang có độ suy hao, nếu cự ly
thông tin quá dài thì tín hiệu quang này có thể không đến được đầu thu hoặc đến đầu thu
với công suất còn rất thấp, đầu thu không nhận biết được, lúc này ta phải sử dụng thêm
bộ khuếch đại chuyển tiếp tín hiệu quang hay còn gọi là trạm lặp quang. Hai thông số kỹ
thuật của sợi quang là mức suy hao của sợi quang được biểu diễn theo dạng mức suy hao
trên 1 km cáp quang, ký hiệu là L0(dB/km), thông số về độ tán xạ được xác định theo
bước sóng, trên chiều dài cự ly 1 km, ký hiệu là dt(ps.nm.km).
Trạm khuếch đại chuyển tiếp tín hiệu quang (trạm lặp quang): Trạm khuếch đại chuyển

tiếp tín hiệu quang hay còn gọi là trạm lặp tín hiệu quang, được sử dụng trong các tuyến
truyền dẫn quang cự ly xa, như hình 1.2, có hai loại trạm chuyển tiếp quang, loại thứ nhất
là chuyển tiếp quang- điện- quang, chức năng chính của trạm là thu nhận tín hiệu quang,
chuyển đổi thành tín hiệu điện, sửa dạng tín hiệu điện, khuếch đại tín hiệu điện, chuyển
20


đổi tín hiệu điện đã khuếch đại thành tín hiệu quang có công suất cao hơn và ghép tín
hiệu quang lên đường truyền dẫn sợi quang để truyền tiếp tục đến đầu thu, loại trạm lặp
thứ hai là khuếch đại trực tiếp tín hiệu quang hay còn gọi là bộ khuếch đại quang, tín hiệu
vào là ánh sáng có công suất thấp được khuếch đại trực tiếp thành tín hiệu quang có công
suất cao hơn, như vậy, tín hiệu ở ngõ vào và ngõ ra của trạm lặp đều ở dạng quang.
L1 (km)
Cáp Sợi quang
MUX
&
DEM

L2(km)
Cáp Sợi quang

E/O

E/O

E/O

E/O

O/E

O/E

O/E

O/E

A station

Hệ thống truyền dẫn
Quang đoạn 1

Repeater station C

Hệ thống truyền dẫn
Quang đoạn 2

MUX
&
DEM

B station

a. Sơ đồ cấu trúc hệ thống chuyển tiếp quang (quang-điện-quang)

MU
X
&
DEM

L1 (km)
Cáp Sợi
quang
E/O

E/O

O-A

O/E

A station

L2(km)
Cáp Sợi
quang

O-A

Hệ thống truyền dẫn
Quang đoạn 1

Repeater
station C

O/E

MU
X
&

DEM

Hệ thống truyền dẫn B station
Quang đoạn 2

b. Sơ đồ cấu trúc hệ thống khuếch đại quang trực tiếp
Hình 1.2. Sơ đồ cấu trúc hệ thống chuyển tiếp thông tin quang
Bộ ghép và phân kênh (MUX/DEMUX): Bộ ghép và phân kênh có chức năng tổ chức
ghép và phân chia tín hiệu điện của các kênh thuê bao người dùng, mỗi kênh thuê bao tùy
theo yêu cầu của người dùng có thể được gắn với một loại thiết bị đầu cuối dạng tương tự
hoặc số, tương ứng như máy điện thoại, máy Fax, máy tính cá nhân, tổng đài nội bộ, tín
hiệu trung kế của các mạng điện thoại khác, để hình thành đường tín hiệu băng thông
rộng có nhiều người dùng đồng thời. Hai hệ thống ghép kênh số thường dùng là hệ thống

21


ghép cận đồng bộ số PDH theo chuẩn Châu Âu từ E1 đến E4 và hệ thống ghép kênh đồng
bộ số SDH từ luồng STM1 đến STM16.
1.2.3. Các thành phần cơ bản của WDM

Hình 1.7 Hình Hệ thống WDM cơ bản
Phát tín hiệu: Trong hệ thống WDM, nguồn phát quang được dùng là laser. Hiện tại đã
có một số loại nguồn phát như: Laser điều chỉnh được bước sóng (Tunable Laser), Laser
đa bước sóng (Multiwavelength Laser)... Yêu cầu đối với nguồn phát laser là phải có độ
rộng phổ hẹp, bước sóng phát ra ổn định, mức công suất phát đỉnh, bước sóng trung tâm,
độ rộng phổ, độ rộng chirp phải nằm trong giới hạn cho phép.
Ghép/tách tín hiệu: Ghép tín hiệu WDM là sự kết hợp một số nguồn sáng khác nhau
thành một luồng tín hiệu ánh sáng tổng hợp để truyền dẫn qua sợi quang. Tách tín hiệu
WDM là sự phân chia luồng ánh sáng tổng hợp đó thành các tín hiệu ánh sáng riêng rẽ tại

mỗi cổng đầu ra bộ tách. Hiện tại đã có các bộ tách/ghép tín hiệu WDM như: bộ lọc
màng mỏng điện môi, cách tử Bragg sợi, cách tử nhiễu xạ, linh kiện quang tổ hợp AWG,
bộ lọc Fabry-Perot... Khi xét đến các bộ tách/ghép WDM, ta phải xét các tham số như:
khoảng cách giữa các kênh, độ rộng băng tần của các kênh bước sóng, bước sóng trung
tâm của kênh, mức xuyên âm giữa các kênh, tính đồng đều của kênh, suy hao xen, suy
hao phản xạ Bragg, xuyên âm đầu gần đầu xa...
Truyền dẫn tín hiệu: Quá trình truyền dẫn tín hiệu trong sợi quang chịu sự ảnh hưởng của
nhiều yếu tố: suy hao sợi quang, tán sắc, các hiệu ứng phi tuyến, vấn đề liên quan đến
22


khuếch đại tín hiệu ... Mỗi vấn đề kể trên đều phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố sợi quang
(loại sợi quang, chất lượng sợi...)
Khuếch đại tín hiệu: Hệ thống WDM hiện tại chủ yếu sử dụng bộ khuếch đại quang sợi
EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier). Tuy nhiên bộ khuếch đại Raman hiện nay cũng
đã được sử dụng trên thực tế. Có ba chế độ khuếch đại: khuếch đại công suất, khuếch đại
đường và tiền khuếch đại.
Thu tín hiệu: Thu tín hiệu trong các hệ thống WDM cũng sử dụng các bộ tách sóng quang
như trong hệ thống thông tin quang thông thường: PIN, APD.
1.2.4. Ưu điểm của hệ thống thông tin quang
Suy hao thấp: Suy hao ánh sáng truyền trong sợi quang thấp, suy hao ánh sáng truyền
trong sợi cáp quang thay đổi theo bước sóng, thích hợp cho các mạng truyền dẫn quang
cự ly dài.
Dải thông rộng: Sợi quang có dải thông rộng cho phép thiết lập hệ thống truyền dẫn các
luồng dữ liệu số tốc độ cao, dải thông của sợi quang có thể lên đến 100GHz và trong
tương lai có thể tăng lên hàng chục THz.
Trọng lượng nhẹ: Cáp sợi quang có kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, cho phép lắp đặt dễ
dàng hơn, giảm được nhiều các chi phí thiết kế, thi công và lắp đặt.
Chất lượng truyền tín hiệu: Tín hiệu truyền trong sợi quang là tín hiệu ánh sáng, không bị
can nhiễu sóng điện từ và điện công nghiệp nên chất lượng thông tin rất tốt, sai số lỗi bít

BER rất thấp.
Tính bảo mật: Tín hiệu truyền trong sợi quang là tín hiệu ánh sáng, sợi quang là sợi thủy
tinh, không bức xạ năng lượng điện từ, không thể trích ánh sáng để lấy trộm thông tin
bằng các phương tiện như thông tin điện, rất khó trích lấy thông tin ở dạng tín hiệu
quang.

23


1.2.5. Nhược điểm của hệ thống thông tin quang
Chế tạo phức tạp: Sợi quang sử dụng trong viễn thông được chế tạo từ thủy tinh có độ
tinh khiết cao, kích thước lõi sợi rất nhỏ nên dòn và dễ gẫy, cần phải có lớp bảo vệ đặc
biệt, kích thước sợi quang nhỏ nên việc hàn nối gặp nhiều khó khăn. Muốn hàn nối cần
có thiết bị chuyên dụng. Linh kiện phát quang, thu quang, khuếch đại tín hiệu quang đều
là dạng bức xạ ánh sáng nên khó chế tạo, việc ghép ánh sáng trong hệ thống quang cần có
công nghệ hội tụ ánh sáng hiện đại, chính xác cao.
Công suất phát quang thấp: Công suất phát quang của bộ E/O là LED hoặc LASER đều
ở mức thấp, do đó, cự ly truyền dẫn quang bị hạn chế. Muốn tăng cự ly truyền dẫn quang
thì cần sử dụng thêm bộ khuếc đại quang.
Bảo dưỡng phức tạp: Các quy trình sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị và mạng truyền dẫn
quang rất phức tạp, đòi hỏi cần phải có một đội ngũ kỹ thuật viên được đào tạo kỹ về
chuyên môn, được trang thiết bị đầy đủ các thiết bị chuyên dụng có độ chính xác cao,
trong quá trình thi công cần có thái độ làm việc thận trọng, tỉ mỹ, nếu không rất dễ gây sự
cố.

24


CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM OPTISYSTEM
2.1. Tổng quan về optisystem

2.1.1. Optisystem
Là phần mềm mô phỏng hệ thống thông tin quang. Phần mềm này có khả năng thiết kế,
đo kiểm tra và thực hiện tối ưu hóa mạng thông tin quang. Trong thực tế, dựa trên bài
toán xây dựng mô hình hóa các hệ thống thông tin. Bên cạnh đó, phần mềm này cũng cho
phép người sử dụng có thể đưa thêm các phần tử mới thiết kế bổ sung vào thư viện ứng
dụng.
2.1.2. Khả năng kết hợp với các công cụ phần mềm khác của Optiwave
Optisystem cho phép người dùng sử dụng kết hợp với các công cụ phần mềm khác của
Optiwave như OptiAmplifier, OptiBPM, OptiGrating, WDM_Phasar và OptiFiber để
thiết kế ở mức phần tử.
2.1.3. Mô phỏng phân cấp với các hệ thống con (subsystem)
Để việc mô phỏng được thực hiện một cách linh hoạt và hiệu quả, Optisystem cung cấp
mô hình mô phỏng tại các mức khác nhau, bao gồm mức hệ thống, mức hệ thống con và
mức phần tử.
2.1.4. Ngôn ngữ Scipt mạnh
Người sử dụng có thể nhập các biểu diễn số học của tham số và tạo ra các tham số toàn
cục. Các tham số toàn cục này sẽ được dùng chung cho tât cả các phần tử và hệ thống con
của hệ thống nhờ sử dụng chung ngôn ngữ VB Script.
2.2. Các đặc tính cơ bản của Optisystem
2.2.1. Các công cụ hiển thị
Optisystem có đầy đủ các thiết bị đo quang, đo điện. Cho phép hiển thị tham số, dạng,
chất lượng tín hiệu tại mọi điểm trên hệ thống.
Thiết bị đo quang:
- Phân tích phổ (Spectrum Analyzer)
25