Nghiên cứu nâng cao dung lượng thông tin quang nội tỉnh.PDF

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

VÕ VĂN KHÁNH

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO DUNG LƯỢNG
THÔNG TIN QUANG NỘI TỈNH
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử
Mã số:

8520203

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

Đà Nẵng – Năm 2019


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN TẤN HƯNG
TS. Nguyễn Quang Như Quỳnh
Phản biện 1: .............................................................................

TS. Ngô Văn Sỹ
Phản biện 2: .............................................................................

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật điện tử họp tại Trường Đại học Bách khoa
vào ngày 12 tháng 05 năm 2019

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
 Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng, tại trường Đại học Bách
khoa - ĐHĐN.
 Thư viện Khoa Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Bách khoa
– ĐHĐN.


1
MỞ ĐẦU
1. Giới thiệu
Lưu lượng dữ liệu trong các mạng thông tin đang tăng lên nhanh
chóng do sự phát triển không ngừng của các dịch vụ băng rộng như video
chất lượng cao hay điện toán đám mây (cloud computing) trong các trung
tâm dữ liệu (datacenter); bên cạnh đó sự phát triển không ngừng về dung
lượng truyền tải của mạng Internet băng rộng và mạng di động 3G, 4G,
5G. Theo thống kê, lưu lượng dữ liệu mạng Internet băng rộng tăng 50%
mỗi năm. Hiện nay, các nhà mạng thường cung cấp và phát triển các dịch
vụ cơ bản như sau:
- Dịch vụ di động 2G, 3G, 4G.
- Dịch vụ kênh thuê khách hàng doanh nghiệp, bao gồm L2VPN
point-to-point/point-to-multipoint(P2P/VPLS), L3VPN.
- Dịch vụ internet tốc độ cao (FTTH, ADSL).
- Dich vụ IPTV.
- Dịch vụ Video-On-Demand (VoD).
Để cung cấp các kênh hạ tầng phục vụ cho kết nối các dịch vụ ở trên thì
trong nội tỉnh các nhà mạng thường triển khai hệ thộng truyền dẫn Metro
Ethernet. Đây là công nghệ với các ưu điểm mà có thể giúp các nhà cung cấp
và khai thác dịch vụ mạng giải quyết được vấn đề của hệ thống truyền dẫn
SONET/SDH.
Nhưng với sự bùng nổ của về nhu cầu lưu lương, và kết nối băng rộng

mà cụ thể là triển khai mạng 5G trong tương lai sắp tới. Xu hướng này đặt ra
yêu cầu băng thông vô cùng lớn đến mạng truyền dẫn cáp quang, đặc biệt là
mạng thông tin quang nội tỉnh (Metropolitan optical network). Vì vậy, việc
nghiên cứu một giải pháp để giúp nâng cao dung lượng thông tin quang nội
tỉnh để tránh nghẽn và đáp ứng yêu cầu của các dịch vụ cho khách hàng trong
tương lai đồng thời tận dụng các cơ sở hạ tầng cũ của nhà cung cấp dịch vụ
là cấp thiết ở hiện tại.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Đề xuất được một số giải pháp nâng cao dung lượng hệ thống
thông tin quang nội tỉnh.


2
Áp dụng mô phỏng nâng cao dung lượng cho một hệ thống
thông tin quang sử dụng các thông số của mạng quang thực tế.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
a. Đối tượng nghiên cứu
Mạng thông tin quang nội tỉnh.
Các kỹ thuật ghép kênh trong sợi quang.
Các bộ tách ghép tín hiệu quang.
Hệ thống thu phát điều chế cường độ/tách sóng trực tiếp
(IM/DD: Intensity Modulation/Direct Detection).
Hệ thống thu phát tín hiệu quang coherence.
Các định dạng điều chế nhiều mức M-QAM như QPSK,
16QAM.
b. Phạm vi nghiên cứu
Mạng thông tin quang nội tỉnh.
Mạng và hệ thống thông tin quang ghép kênh theo bước sóng
WDM.
c. Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu các mô hình hệ thống truyền dẫn nội tỉnh cụ thể là
hệ thống Metro của của các nhà mạng ở Việt Nam đã và đang
được triển khai trên các tỉnh.
- Nghiên cứu các phương pháp để nâng cao dung lượng hệ thống
truyền dẫn hiện tại.
Sử dụng phần mềm mô phỏng chuyên dụng để mô phỏng, kiểm
tra, đánh giá.
d. Bố cục trình bày
- Chương 1: Tổng quan về mạng truyền dẫn Metro và các mô
hình triển thực tế.
- Chương 2: Bộ thu Coherence và phương pháp điều chế tín hiệu.
- Chương 3: Công nghệ DWDM và cơ sở ghép kênh theo bước
sóng.
- Chương 4: Mô phỏng phương pháp nâng cao dung lượng quang
nội tỉnh.
-


3
4. Cấu trúc của luận văn
Chương 1: Tổng quan về mạng truyền dẫn Metro và các mô hình
thực tế
Chương 1 sẽ giới thiệu về mạng truyền dẫn nội tỉnh truyền thống và
xu hướng phát triển của mạng Metro. Sau đó sẽ đi sâu vào các mô hình kiến
trúc của mạng Metro, quá trình hình thành và các giao thức được sử dụng
trong mạng. Chương 1 còn giới thiệu về mô hình Metro của các nhà cung
cấp thiết bị và được áp dụng thực tế ở Việt Nam như của Cisco và Nokia
Simens.
Chương 2: Bộ thu Coherence và phương pháp điều chế tín hiệu
Ở chương 2 này sẽ giới thiệu về bộ thu coherence và phương pháp

điều chế tiên tiến DP-QPSK. Đây là nền tảng quan trọng để nâng cao dung
lượng truyền dẫn sợi quang. Chương 2 sẽ giới thiệu chi tiết về nguyên lý hoạt
động và các loại bộ thu coherence và kỹ thuật điều chế DP-QPSK.
Chương 3: Công nghệ DWDM và công nghệ ghép kênh theo bước
sóng
Trong mạng truyền dẫn quang dung lượng cao công nghệ DWDM
với các ưu điểm vượt bật đã dần trở thành phổ biến và sử dụng rộng rãi trong
mạng. Chương 3 sẽ trình bày nguyên lý của ghép kênh DWDM và các thành
phần cơ bản có trong mạng ghép kênh DWDM.
Chương 4: Mô phỏng phương pháp nâng cao dung lượng thông tin
quang nội tỉnh
Dựa trên nền tảng lý thuyết đã trình bày ở các chương trước, chương
4 sẽ thực hiện mô phỏng hệ thống thông tin quang nội tỉnh với tốc độ cao cụ
thể là 100 Gb và 400 GB, trong nội dung bài luận văn sẽ thực hiện với 3 bài
mô phỏng sát với mô hình được triển khai thực tế cụ thể là khảo sát về công
suất phát, khảo sát cự ly truyền dẫn và khảo sát về độ dài mỗi span.


4
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUYỀN DẪN METRO VÀ CÁC MÔ HÌNH
THỰC TẾ
1.1 Giới thiệu chương
1.2 Mô hình mạng truyền dẫn nội tỉnh truyền thống

Hình 1.1: Mô hình mạng truyền dẫn nội tỉnh truyền thống của tỉnh Bình
Định
1.2 Khái niệm Metro Ethernet Network
1.2.1 Sự hình thành và phát triển của mạng Metro
Metro là phần đầu tiên mà khách hàng và doanh nghiệp kết nối tới

mạng WAN. Những thực thể mà Metro bao gồm là khu dân cư (Residental),
khách hàng doanh nghiệp lớn (Les – Large Enterprises), SOHO (Small
Office/Home Office), các doanh nghiệp vừa và nhỏ (SMBs – Small Medium
– size Bussiness)…


5

Hình 1.2: Các thành phần cấu thành mạng Metro
1.2.2 Động lực thúc đẩy và xu hướng
1.2.2.1 Động lực thúc đẩy
1.2.2.2. Xu hướng phát triển
1.3. Các công nghệ Metro
1.3.1. Ethernet over SONET/SDH
1.3.2 Truyền tải Ethernet( Ethernet Transport)
1.4. Các mô hình mạng Metro các nhà mạng Việt Nam triển khai
1.4.1. Mô hình Metro Cisco
1.4.2. Mô hình Metro của Nokia Siemens
1.5 Kết luận chương
Trong phạm vi chương 1 đã giới thiệu một cách ngắn gọn nhất lịch
sử hình thành và phát triển của mạng Metro. Bên cạnh đó đã giới thiệu được
một số công nghệ tiêu biểu được sử dụng nhiều trong mạng Metro cũng như
các dịch vụ được khai thác và triển khai trên nền mạng Metro một cách chung
nhất.
Chương 1 cũng đã giới thiệu các mô hình triển khai mạng Metro thực
tế của các vendor được sử dụng bởi các nhà cung cấp dịch vụ mạng ở Việt
Nam hiện nay.


6

CHƯƠNG II
BỘ THU COHERENCE VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU
2.1. Giới thiệu
Để đáp ứng được yêu cầu xử lý thông tin tốc độ cao thay cho hệ
thống truyền dẫn thông tin quang điều chế cường độ, tách sóng trực tiếp
IM/DD (Intensity Modulation with Direct Detection), sự phát triển gần đây
trong xử lý tín hiệu số (DSP) cho phép xử dụng các bộ thu kỹ thuật số
Coherence. Một bộ thu Coherence cơ bản là sự kết hợp trạng thái quang học
và điện tử, tách sóng Coherence về mặt lý thuyết là nguyên lý tách sóng tối
ưu nhất và một bộ thu thực hiện lượng suy giảm truyền dẫn tuyến tính thực
tế.
2.2. Coherence và bộ tách sóng trực tiếp
Hai loại của cấu trúc bộ thu được sử dụng để tách tín hiệu quang là:
bộ tách trực tiếp và bộ tách Coherence (heterodyne hoặc homodyne)
Trong bộ tách Coherence, một vùng dao động nội được thêm vào
vùng quang thu được và cộng với tín hiệu tách được bởi một photodetector.
Kết quả tín hiệu được xử lý tiếp ở băng tần cơ sở (base band) (tách
homodyne) hay ở một tần số trung gian (tách heterodyne).
2.3. Nguyên lý hoạt động hệ thống thông tin quang Coherence
Trong hệ thống Coherence, ánh sáng được quan niệm như dạng sóng
điện từ trường tại tần số siêu cao (vài trăm ngàn GHz), và được xử lý như
một sóng mang vô tuyến nghĩa là có thể điều chế biên độ, tần số hoặc điều
chế pha.

Hình 2.2: Mô hình hệ thống truyền dẫn Coherence
2.4. Kỹ thuật điều chế DP-QPSK
2.4.1. Điều chế tín hiệu DP-QPSK
Dạng điều chế này sử dụng ghép kênh phân cực, mang trên mỗi pha
phân cực một tín hiệu QPSK. Đầu tiên nó sẽ nhận tín hiệu điện trong trường

7
điện. Nếu dữ liệu vào chỉ trên một đường, chúng sẽ tách dữ liệu trước và đưa
ra 4 nhánh tín hiệu điện để thực hiện phép sai phân tiền mã hóa. Nếu đầu vào
là sáng ánh sáng liên tục, nó sẽ tách ra bởi bộ PBS thành 2 chùm, được gọi
là phân cực trực giao với công suất ngang bằng nhau. Hai ánh sáng phân cực
trực giao là đầu vào tới một bộ điều biến IQ để được điều chế và chúng sẽ
lấy ra 2 tín hiệu QPSK. Cuối cùng, hai tín hiệu QPSK phân cực trực giao đưa
qua một bộ ghép chùm phân cực PBC để tổng hợp thành một chùm ánh sáng
tín hiệu DP-QPSK.
2.4.2. Giải điều chế tín hiệu DP-QPSK
Kỹ thuật tách sóng Coherence được sử dụng trong giải điều chế tín
hiệu quang DP-QPSK. Tín hiệu ánh sáng laser giao động nội sau khi tách
bằng nhau sẽ đi vào hai bộ trộn nguồn sáng Coherence lệch pha 90º. Tín hiệu
ánh sáng lấy qua bộ tách chùm phân cực và được tách thành hai đường phân
cực trực giao của tín hiệu quang đi vào hai bộ trộn lệch pha 90º để giao thoa
với ánh sáng của tín hiệu dao động tương ứng. Ánh sáng được tạo ra bởi bộ
trộn cân bằng sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu tương tự sau khi cân bằng
thu diode quang. Các tín hiệu đưa qua một khối lấy mẫu lượng tử hóa ADC
tốc độ cao và được chuyển đổi thành tín hiệu số, và thực hiện khôi phục dữ
liệu trong bộ xử lý tín hiệu số.
2.4.3 Bộ phát và bộ thu DP-QPSK
2.5 Kết luận chương
Trong chương này đã tập trung đi phân tích các đặc điểm về mô hình
thông tin quang coherence. Vấn đề xử lý tín hiệu số trên hệ thống thông tin
quang coherence cũng là một vấn đề được quan tâm, nhờ có xử lý kỹ thuật
số mà việc xử lý pha và sự phân cực trở nên dễ dàng hơn. Đồng thời cũng đã
trình bày về cơ sở lý thuyết của phương pháp điều chế DP-QPSK
Ở chương tiếp theo sẽ giới thiệu về kỹ thuật ghép kênh theo bước
sóng và công nghệ ghép kênh tiên tiến DWDM.

8
CHƯƠNG III
CÔNG NGHỆ DWDM VÀ CƠ SỞ GHÉP KÊNH THEO BƯỚC
SÓNG
3.1 Giới thiệu chương
Để thấy được vai trò quan trọng của công nghệ này đối với việc phát
triển mạng, trong chương này chúng ta sẽ xem xét những nét chung nhất về
công nghệ DWDM so với các công nghệ truyền dẫn khác.
3.2 Nguyên lý cơ bản của ghép kênh theo bước sóng
Nguyên lý cơ bản của ghép bước sóng quang có thể minh họa như
hình 3.1. Giả sử có các nguồn phát quang làm việc ở bước sóng λ1, λ2, … λn .
Các tín hiệu quang làm việc ở các bước sóng khác nhau sẽ được ghép vào
một sợi quang. Các tín hiệu có bước sóng khác nhau sẽ được ghép lại ở phía
phát nhờ bộ ghép kênh, bộ ghép bước sóng phải đảm bảo có suy hao nhỏ và
tín hiệu sau khi ghép sẽ truyền dọc theo sợi để đến phía thu. Các bộ tách sóng
quang khác nhau ở phía đầu thu sẽ nhận lại các luồng tín hiệu với các bước
sóng riêng rẽ này sau khi chúng qua bộ giải ghép bước sóng.

Hình 3.1: Mô tả tuyến thông tin quang ghép bước sóng
Đặc điểm nổi bật của hệ thống ghép kênh theo bước sóng là sử dụng
hữu hiệu nguồn tài nguyên băng thông rộng trong khu vực tổn hao thấp của
sợi quang đơn mode, nâng cao dung lượng của hệ thống, đồng thời hạ giá
thành của kênh dịch vụ xuống mức thấp nhất.
Độ rộng kênh
Độ dịch tần
25 GHz
± 5 GHz
50 GHz

± 10 GHz
100 GHz
± 20 GHz
200 GHz
± 50 GHz
Bảng 3.1: Độ rộng phổ của kênh


9
3.3 Các thành phần của hệ thống thông tin quang DWDM
3.3.1 Máy phát/thu quang
Các máy phát quang cung cấp các tín hiệu quang nguồn để được
ghép kênh vào hệ thống DWDM. Nhiều máy phát quang khác nhau được sử
dụng để phát nhiều kênh thông tin quang (tín hiệu quang) sẽ được ghép với
nhau trong hệ thống DWDM.
3.3.2 Bộ ghép/tách kênh (Mux/Demux)
Các bộ ghép/tách kênh (Mux / Demux) là các thiết bị thụ động. Tín
hiệu thành phần được ghép kênh và tách trên miền tín hiệu quang, không
phải trên miền tín hiệu điện, do đó không cần nguồn điện cung cấp để hoạt
động.

Hình 3.8: Ghép và tách kênh trong một hệ thống DWDM đơn hướng
3.3.3 Bộ xen/rớt quang (Add/Drop)
Sơ đồ khối như hình hưới thể hiện hoạt động của OADM:

Hình 3.9: Mô tả hoạt động bộ xen/rớt quang – OADM
Bộ OADM được thiết kế để chỉ xen hoặc rớt tín hiệu quang với một
bước sóng cụ thể (được biểu thị bước sóng λ4 ở hình 3.9).
Một tín hiệu tổng hợp đi đến bộ OADM sẽ được chia thành hai thành
phần, xen/rớt và truyền qua (add/drop và pass through). OADM chỉ xen rớt

bước sóng λ4. Các bước sóng còn lại còn lại truyền qua OADM.


10
3.3.4 Bộ khuếch đại tín hiệu quang (Optical Amplifier)
Các bộ khuếch đại quang học (OA) dùng để khuyếch đại trực tiếp
tín hiệu quang truyền qua sợi quang mà không phải chuyển tín hiệu về miền
điện để tái tạo tín hiệu.
Hệ thống DWDM sử dụng 02 loại khuyếch đại quang là EDFA và
RAMAN phân tán.

Hình 3.11: Mô tả hoạt động bộ khuếch đại quang
3.3.5 Bộ thu phát tín hiệu quang (Transponder)
3.4 Mô tả hoạt động của hệ thống DWDM trong thực tế
3.5 Kết luận chương
Chương 3 đã trình bày về tổng quan của hệ thống thông tin quang
DWDM. Với các thành phần chính để cấu thành hệ thống và các mô hình
được triển khai trong thực tế.
Ở chương tiếp theo sẽ trình bày mô phỏng về mô hình truyền dẫn
nội tỉnh với dung lượng mỗi kênh lần lượt là 100 Gbps và 400 Gbps.


11
CHƯƠNG IV
MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO DUNG LƯỢNG
THÔNG TIN QUANG NỘI TỈNH
4.1 Giới thiệu chương
Với các nền tảng lý thuyết đã được trình bày ở các chương trước,
trong chương 4 này, tôi thực hiện thiết kế và khảo sát hệ thống thông tin sợi
quang sử dụng ghép kênh DWDM, điều chế tiên tiến DP-QPSK truyền tải

với tốc độ cao cụ thể là 100Gb và 400 Gb trên 1 kênh. Hệ thống được mô
phỏng và khảo sát dựa trên phần mềm OptiSystem.
4.2 Thiết kế hệ thống
Tôi tiến hành xây dựng mô hình hệ thống thông tin quang trong nội
tỉnh, dung lượng lớn để khảo sát. Đầu vào tôi sẽ ghép 10 kênh với tần số từ
193.2 đến 194.1, trên đường truyền sẽ thêm một bộ mux/demux đóng vai trò
như bộ add/drop tín hiệu sau đó sẽ thay đổi các thông số để khảo sát toàn
tuyến về công suất, chiều dài toàn tuyến và chiều dài từng span, cụ thể như
sau:
- Trường hợp 1: Xây dựng tuyến truyền dẫn nội tỉnh và tiến hành
khảo sát công suất khi cho công suất chạy từ -6dbm đến 3dbm.

Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống khảo sát khi thay đổi công suất phát
- Trường hợp 2: Xây dựng tuyến truyền dẫn nội tỉnh và tiến hành
khảo sát chiều dài toàn tuyến với 10 vòng loop tương đương với 10 điểm
add/drop tổng chiều dài lần lượt thay đổi từ 20km đến 200km.


12

Hình 4.2: Sơ đồ hệ thống khảo sát khi thay đổi chiều dài toàn tuyến
- Trường hợp 3: Xây dựng tuyến truyền dẫn nội tỉnh và tiến
hành khảo sát khi thay đổi độ dài của span (tương đương với
thay đổi độ dài điểm add/drop) lần lượt là 10km đến 50km.

Hình 4.3: Sơ đồ hệ thống khảo sát khi thay đổi chiều dài span
Trước khi tiến hành khảo sát với ghép bước sóng mật độ cao tôi tiến
hành ghép với 4 bước sóng và thu được phổ từng chặn của tín hiệu như hình
4.4.

13

a. Phổ tín hiệu qua bộ MUX
DEMUX

b. Phổ tín hiệu trước khi vào bộ

c. Phổ tín hiệu sau khi qua bộ lọc tại đầu thu
Hình 4.4: Biểu đồ phổ của tín hiệu với ghép 4 bước sóng


14
Sau đó tiến hành khẩu sát với 10 bước sóng với tín hiệu phổ như hình 4.5

b. Phổ tín hiệu qua bộ MUX
DEMUX

b. Phổ tín hiệu trước khi vào bộ

c. Phổ tín hiệu sau khi qua bộ lọc tại đầu thu
Hình 4.5: Biểu đồ phổ của tín hiệu với ghép 10 bước sóng


15
Trên các mô hình hệ thống tuyến truyền dẫn quang nội tỉnh dung
lượng lớn này, tôi sẽ tiến hành khảo sát các định dạng điều chế DP-QPSK và
thực hiện ghép 10 kênh, như vậy tổng dung lượng đường truyền là 1Tbps và
4Tbps. Các đánh giá được thực hiện dựa vào các kết quả nhận được ở phía
thu, thông qua các thông số BER và EVM.

4.2.1 Tham số khởi tạo
4.2.2 Tham số sợi quang
4.2.3 Máy phát tín hiệu điều chế DP-QPSK
4.2.4 Máy thu tín hiệu
4.2.5 Bộ điều chế tín hiệu số DSP
4.2.6 Bộ drop tín hiệu WDM
4.3 Kết quả khảo sát hệ thống truyền dẫn thông tin quan nội tỉnh sử
dụng các bước sóng điều chế DP-QPSK
4.3.1 Mô hình 1: Thay đổi công suất
4.3.1.1 Truyền tải 100Gbps/kênh

Hình 4.12: Biểu đồ khảo sát Q-factor theo công suất phát


16

5
Kênh 1

Kênh 5

Kênh 10
Hình 4.14: Biểu đồ chòm sao tín hiệu bước sóng 100Gbps điều chế DPQPSK với công suất 0dbm.
4.3.1.2 Truyền tải 400Gbps/kênh


17

Kênh 1

Kênh 5

Kênh 10
Hình 4.17: Biểu đồ chòm sao tín hiệu bước sóng 400Gbps điều chế DPQPSK với công suất 0dbm.
Với các kết quả giản đồ chòm sao và BER thu được, nhận thầy rằng:
Tín hiệu thu được của các bước sóng 100Gbps và 400Gbps điều chế DPQPSK có tỉ lệ lỗi bit rất tốt 10e-6, 10e-9, 10e-10, 10e-11, 10e-12, giản đồ
chòm sao tín hiệu ở phía thu được thể hiện rất rõ ràng. Ta thấy rằng BER ở
kênh 1(bước sóng nhỏ nhất) và kênh cuối cùng (bước sóng lớn nhất) luôn tốt
hơn so với các kênh ở giữa, có hiện tượng như vậy là do hiệu ứng phi tuyến
(trộn 4 bước sóng) tác động mạnh hơn với các kênh ở giữa so với kênh ở rìa.
Qua kết quả mô phỏng ta thấy ở công suất 0dbm kết quả thu được tại đầu
phát ở các kênh sẽ tốt đều trên các kênh và nằm trong mức cho phép của
truyền tin quang với tỉ lệ BER nhỏ hơn 10e-8 khi tăng công suất lớn hơn 0


18
thì tín hiệu đầu thu không cải thiện nhiều và nhiều phi tuyến tăng lên đáng
kể.
4.3.2 Mô hình 2: Thay đổi cự ly truyền dẫn
4.3.2.1 Truyền tải 100Gbps/kênh
Trong phạm vi mô phỏng ta cố định chiều dài tuyến là 10km (tương
đương với một điểm add/drop và tăng số vòng loop từ 5 đến 20 ứng với số
điểm add/drop là 5 đến 20 điểm và chiều dài toàn tuyến thay đổi từ 50 đến
200 km.

Bảng 4.18: Biểu độ Q-factor theo chiều dài truyền dẫn

Kênh 1

Kênh 5

19

Hình 4.21: Biểu đồ chòm sao tín hiệu bước sóng 100Gbps điều chế DPQPSK với chiều dài 200km.
4.3.2.2 Truyền tải 400Gbps/kênh

Kênh 1

Kênh 5


20

Kênh 10
Hình 4.24: Biểu đồ chòm sao tín hiệu bước sóng 400Gbps điều chế DPQPSK với chiều dài 200km.
Với các kết quả giản đồ chòm sao và BER thu được, nhận thầy rằng:
Tín hiệu thu được của các bước sóng 100Gbps giản đồ chòm sao tín hiệu rất
rõ ràng tỷ lệ lỗi BER nằm trong ngưỡng cho phép khi ta thêm các điểm drop
cũng như chiều dài tuyến đến 200km. Nhưng khi ta tăng tốc độ lên 400Gbps
thì ở chiều dài 200km (20 điểm drop) thì BER rất lớn và chòm sao bị chồng
lấn ở đầu thu. Vì vậy khi thiết kế tuyến với chiều dài lớn nhiều điểm drop ta
cần có biện pháp giảm hiện tượng phi tuyến lên tín hiệu.
4.3.3 Mô hình 3: Thay đổi độ dài span (độ dài từng chặng)
Ở mô hình này tôi sẽ khảo sát với tốc độ 400Gbps, để xem xét với dung
lượng lớn thì chiều dài của từng chặng khi thay đổi sẽ ảnh hưởng như thế
nào tới hệ thống.

Hình 4.25: Khảo sát Q-factor theo độ dài từng span

21

Kênh 1

Kênh 5

Kênh 10
Hình 4.26: Biểu đồ chòm sao tín hiệu bước sóng 400Gbps điều chế DPQPSK với chiều dài từng span 20km.


22

Kênh 1

Kênh 5

Kênh 10
Hình 4.27: Biểu đồ chòm sao tín hiệu bước sóng 400Gbps điều chế DPQPSK với chiều dài từng span 50km.
Qua khảo sát ta thấy rằng với chiều dài mỗi chặng là 20km thì với
điều chế DP-QPSK, tốc độ mỗi kênh là 400Gbps tín hiệu thu được ở đầu thu
khá tốt, các chòm sao thể hiện rõ ràng. Nhưng khi chiều dài mỗi chặng 50km
với 5 vòng loop tín hiệu thu được khá xấu, không đảm bảo.


23
4.4 Kết luận chương
Kết thúc chương 4, tôi đã khảo sát được hệ thống truyền dẫn thông
tin quang với mô hình triển khai trong nội tỉnh, với tốc độ cao lên đến 1 Tbps
và 4 Tbps. Trong quá trình thiết kế, sử dụng ghép kênh theo bước sóng, điều

chế tín hiệu DP-QPSK với bộ thu Coherence để khảo sát và đánh gía trên
toàn bộ hệ thống trong từng trường hợp cụ thể sát với thực tế.
Mô hình Metro với khoảng cách ngắn, nhiều điểm drop tín hiệu, việc
tăng dung lượng hệ thông lên đến 4Tbps với việc áp dụng bộ thu kỹ thuật số
Coherence và các phương pháp điều chế DP-QPSK thì tín hiệu thu được rất
tốt thỏa mãn được yêu cầu nghiêm ngặt trong hệ thống truyền dẫn quang.
Tuy nhiên nhiều điểm drop và chiều dài mỗi điểm drop ảnh hưởng rất lớn
đến chất lượng truyền dẫn của hệ thống vì vậy cần được khảo sát thận trọng
khi thiết kế tuyến.

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
Luận văn đã cung cấp cho người đọc các khái niệm của mạng MEN,
các mô hình tiêu biểu, dịch vụ triển khai trên nền mạng MEN, đồng thời giới
thiệu các công nghệ tiên tiến trong truyền tải tín hiệu nhằm nâng cao dung
lượng truyền dẫn trong sợi quang, cụ thể là bộ thu coherence, phương pháp
điều chế tiên tiến DP-QPSK. Tôi cũng đã tiến hành mô phỏng các mô hình
truyền dẫn thông tin quang với dung lượng lớn lần lượt là 100 Gbps và 400
Gbps với các mô hình truyền dẫn thay đổi khác nhau sát với thực tế để khảo
sát sự ảnh hưởng của từng mô hình đối với toàn bộ hệ thống.
Với kết quả thu được trong việc khảo sát nâng cao dung lượng truyền
dẫn nội tỉnh có thể được mở rộng áp dụng với các mô hình truyền dẫn
backhaul như tuyến truyền dẫn Bắc Nam, các hướng truyền dẫn liên tỉnh mà
các nhà mạng đang triển khai hiện nay.