Xem mẫu

Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn MỤC LỤC MỤC LỤC...........................................................................................................................1 Danh mục hình vẽ...............................................................................................................4 LỜI NÓI ĐẦU.....................................................................................................................7 CHƢƠNG I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM ............8 1.1. Giới thiệu chung....................................................................................................8 1.2. Sơ đồ khối tổng quát.............................................................................................8 1.3 Phân loại hệ thống WDM.....................................................................................9 1.4 Các phần tử cơ bản trong hệ thống WDM.......................................................10 1.4.1 Bộ phát quang ................................................................................................10 1.4.2 Bộ thu quang..................................................................................................12 1.4.3 Sợi quang...........................................................................................................13 1.4.4. Bộ tách / ghép bước song: ( OMUX/ODEMUX).............................................14 1.4.5. Bộ xen / rẽ bước sóng: ( OADM)......................................................................15 1.4.6. Bộ nối chéo quang: (OXC) ............................................................................17 1.4.7. Bộ khuếch đại quang: (OA - Optical Amplifier):.........................................18 1.4.8. Bộ chuyển đổi bước song...............................................................................19 1.5. Các tham số cơ bản của gép kênh quang theo bƣớc sóng...............................20 1.5.1 Suy hao xen.........................................................................................................20 1.5.2. Xuyên kênh ....................................................................................................20 1.5.3. Độ rộng kênh..................................................................................................22 1.5.4. Ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến..........................................................23 1.6. Cấu trúc mạng truyền tải quang .........................................................................24 1.6.1. Cấu trúc mạng Ring...........................................................................................24 1.6.2. Cấu trúc mạng Mesh..........................................................................................24 1.6.3. Cấu trúc mạng hình sao .....................................................................................25 1.6.4. Cấu trúc mạng Mesh và Ring hai lớp................................................................26 1.7 Ƣu nhƣợc điểm của hệ thống WDM .................................................................27 1.8 Bộ khuếch đại quang EDFA ..............................................................................27 1.8.1 Các cấu trúc EDFA.............................................................................................27 Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2 WDM sử dụng phần mềm Optisystem 1 Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn 1.8.2 Lý thuyết khuếch đại trong EDFA......................................................................29 1.8.3 Yêu cầu đối với nguồn bơm................................................................................31 1.8.4 Phổ khuếch đại...................................................................................................33 1.8.5. Các tính chất của EDFA....................................................................................34 1.8.6. Nhiễu trong bộ khuếch đại.................................................................................36 1.8.7 Ưu khuyết điểm của EDFA ................................................................................38 CHƢƠNG II – MÔ PHỎNG TUYẾN THÔNG TIN QUANG WDM BẰNG PHẦN MỀM OPTISYSTEM.......................................................................................................39 2.1. Tổng quan về phần mềm Optisystem...................................................................39 2.1.1. Lợi ích................................................................................................................39 2.1.2. Ứng dụng ...........................................................................................................40 2.2. Đặc điểm và chức năng..........................................................................................40 2.2.1. Cấu tạo thư viện (Component Library)..............................................................40 2.2.2. Tích hợp với các công cụ phần mềm Optiwave ................................................41 2.2.3. Các công cụ hiển thị ..........................................................................................42 2.3. Tóm tắt hƣớng dẫn sử dụng phần mềm optisystem ...........................................42 2.3.1. Yêu cầu chung ...................................................................................................42 2.3.2 Hướng dẫn sử dụng phần mềm optisystem ......................................................45 2.3.3 Tạo một dự án mới..............................................................................................50 2.3.4. Hiển thị và thay đổi tham số của các phần tử trong dự án.................................52 2.3.5. Chạy mô phỏng..................................................................................................58 2.4. Mô hình mô phỏng.................................................................................................66 2.4.1 Yêu cầu thiết kế...................................................................................................66 2.4.2 Mô phỏng theo phương án thiết kế.....................................................................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 Kết quả mô phỏng theo yêu cầu thiết kế ............................................................75 2.4.4. Kết quả mô phỏng thay đổi các tham số để đạt BER=10-12 ..............................79 Tài Liệu Tham Khảo ..........................................................................................83 Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2 WDM sử dụng phần mềm Optisystem 2 Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn THU T NG V TỪ VIẾT T T GVD Group velocity dispersion OADM Optical add/drop multiplexer BER Bit error rate OTN Optical transport network DCF Dispersion sompensating fiber DEMUX Demultipplexer SNR Signal to noise ratio EDFA Erbium doped fiber amplifier FWM Four wave mixing Nhóm hệ số tán sắc Bộ xen rớt quang Tốc độ lỗi bit Mạng truyền tải quang Sợi bù tán sắc Bộ tách kênh Tỉ số tín hiệu trên nhiễu Khuếch đại quang sợi quang trộn Erbium Hiệu ứng trộn bốn sóng Light amplication by stimulated Khuếch đại ánh sáng nhờ bức xạ LASER emission of radiation MUX Multiplexer NF Noise figure SBS Stimulated brillouin scattering CATV Cable television OLT Optical line terminal OSC Optical supervisory channel kích thích Bộ ghép kênh Nền nhiễu Tán xạ do kích thích Brillouin Cáp tivi Bộ đầu cuối đường quang Kênh giám sát đường quang Sợi quang pha ion đất hiếm EDF Erbium doped fiber OXC Optical cross connector PMD Polarisation mode dispersion APS Automatic protection switching PON Pass optical network WDM Wavelength devision Multiplexing SMF Single mode fiber TDM Time division multiplexing SPM Self phase modulation Erbium Bộ kết nối chéo quang Hệ số tán sắc phân cực mode Chuyển mạch bảo vệ tự động Mạng quang thụ động Ghép kênh theo bước sóng Sợi đơn mode Bộ ghép kênh phân chia theo thời gian Hiệu ứng tự điều chế dịch pha Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2 WDM sử dụng phần mềm Optisystem 3 Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn Danh mục hình vẽ 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 Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2 WDM sử dụng phần mềm Optisystem 4 Bộ môn Thông tin quang 2 Th.s Cao Hồng Sơn 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 Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2 WDM sử dụng phần mềm Optisystem 5 ... - tailieumienphi.vn
nguon tai.lieu . vn