TRNG I HC VINH KHOA IN T VIN THễNG ===== ===== đồ án tốt nghiệp đại học Đề tài: nghiên cứu ảnh hởng hiệu ứng điều chế pha chéo lên hệ thống wdm Ngi hng dõn : ThS Phạm mạnh toàn Sinh viờn thc hiờn : trần võ hiếu Lp : 49K - ĐTVT Mó s sinh viờn : 0851080329 NGH AN - 01/2013 B GIO DC V O TO TRNG I HC VINH CNG HềA X HễI CH NGHA VIT NAM c lp - T - Hnh phỳc NHIM V N TT NGHIP H v tờn sinh viờn: Trn Vừ Hiu S hiu sinh viờn: 0851080329 Ngnh: in t - Vin thụng Khoỏ: 49 u ỏn: Cỏc s liu v d liu ban u: Ni dung cỏc phn thuyt minh v tớnh toỏn: Cỏc bn v, th (ghi rừ cỏc loi v kớch thc bn v): H tờn ging viờn hng dn: ThS Phm Mnh Ton Ngy giao nhim v ỏn: / /20 Ngy hon thnh ỏn: / /20 TRNG B MễN Ngy thỏng nm 2013 NGI HNG DN Sinh viờn ó hon thnh v np ỏn tt nghip ngy thỏng nm 2013 CN B PHN BIN B GIO DC V O TO TRNG I HC VINH - BN NHN XẫT N TT NGHIP H v tờn sinh viờn: Trn Vừ Hiu S hiu sinh viờn: 0851080329 Ngnh: in t - Vin thụng Khoỏ: 49 Ging viờn hng dn: ThS Phm Mnh Ton Cỏn b phn bin: Ni dung thit k tt nghip: Nhn xột ca cỏn b phn bin: Ngy thỏng nm Cỏn b phn bin (Ký, ghi rừ h v tờn) MC LC Trang LI NểI U i TểM TT N iii DANH MC CC CH VIT TT .vi CHNG I TNG QUAN V H THNG TRUYN DN WDM 1.1 Gii thiu chng 1.2 Nguyờn lý c bn v WDM .1 Hỡnh 1.1: S nguyờn lý ghộp kờnh theo bc súng 1.2.2 S tng quỏt h thng WDM Hỡnh 1.2: S h thng WDM s dng hai si Hỡnh 1.3: S h thng WDM s dng mt si Hỡnh 1.4: Tỏch kờnh s dng lng kớnh Hỡnh 1.5: Tỏch /ghộp cỏc bc súng bng cỏch t nhiu x Hỡnh 1.6: Bc súng cú tỏn sc bng khụng, v sn ti tỏn sc khụng, S0 20 Hỡnh 1.7: Tỏn sc thay i nh mt hm theo bc súng vi mt vt liu cho trc 21 Hỡnh 2.1: Minh ho mt lỏ chn Kerr 36 Hỡnh 2.2: Tp thay i theo hm ca gúc phõn cc u vo vi cỏc nh cụng sut khỏc 41 Hỡnh 2.3: Mc truyn ca si lng chit cú di L=LB 43 Hỡnh 2.4: Dng xung v ph ca cỏc xung bm v dũ, nột t l v trớ xung u vo [6] 48 Hỡnh 2.5: Nộn xung XPM vựng tỏn sc thng 50 2.4 Quan h gia khong cỏch kờnh v tỏn sc vi XPM 51 2.4.1 Khong cỏch kờnh 52 Hỡnh 2.6: Kt ni si quang ca mng LEANET dựng thớ nghim (a) v s thớ nghim (b) [7] 52 Hỡnh 2.7: S ph thuc ca mộo XPM vo khong cỏch kờnh [7] .54 2.4.2 Tỏn sc si quang .54 Hỡnh 2.8: S ca thớ nghim [8] .55 2.5 Kt lun 56 CHNG III NH HNG CA XPM LấN CHT LNG H THNG WDM .57 3.2 nh hng ca XPM lờn cht lng h thng WDM tng quỏt 57 3.2.1 Gii hn khong cỏch truyn dn .57 Hỡnh 3.1: Mộo xung XPM 58 Hỡnh 3.2: S thớ nghim nghiờn cu XPM [8] 58 Hỡnh 3.3: XPM v SPM vi cỏc kờnh c iu ch ti 2,5 Gb/s, si DSF, cú tr ban u khỏc [8] 59 Hỡnh 3.4: Mộo XPM cho kờnh dũ (a) si DSF, (b) si SSMF [8] 59 Hỡnh 3.5: Cụng sut gim sau cỏc chng thay i thay i s lng chng [9] 61 Hỡnh 3.6: Ph ca kờnh sau 12 chng bự trc thớ nghim (a) v mụ phng (b) [9] 62 3.2.2 Mộo cng XPM 63 3.2.3 Gim h s phm cht Q 69 Hỡnh 3.7: H s Q theo tỏn sc d 70 Hỡnh 3.8: S ph thuc ca WM vo s lng kờnh 71 3.2.4 Xuyờn kờnh gia cỏc kờnh cú tc bit khỏc XPM 72 Hỡnh 3.9: Xuyờn kờnh theo bng tn in thu .73 Hỡnh 3.10: Xuyờn kờnh theo bng tn in thu .74 Hỡnh 3.11: Xuyờn kờnh XPM ph thuc vo tỏn sc 74 3.2.5 nh hng ca XPM lờn h thng WDM c qun lý v tỏn sc 75 Hỡnh 3.12: Hm truyn t ca si SMF theo cỏc s bự tỏn sc khỏc 76 Hỡnh 3.13: Mộo XPM theo cỏc t l bự tỏn sc khỏc vi s bự trc .77 Hỡnh 3.14 Mộo XPM vi cỏc t l bự tỏn sc khỏc vi s bự sau 77 Hỡnh 3.15: Hai cu hỡnh bự tỏn sc khỏc cho kt qu khỏc 78 Hỡnh 3.16: nh hng ca XPM thay i theo s chng m 78 Hỡnh 3.17: nh hng ca t l bự h thng nm chng .78 3.3 Mt s gii phỏp khc phc nh hng ca XPM h thng WDM 79 3.3.1 Dựng b trit XPM 79 Hỡnh 3.18: Thớ nghim vi 10 kờnh cú v khụng cú XS [11] .80 Hỡnh 3.19: Suy gim nhy cho kờnh .81 Hỡnh 3.20: So sỏnh suy gim cú v khụng cú XS 82 3.3.2 Cỏc s bự tỏn sc thớch hp 82 Hỡnh 3.21: Xuyờn kờnh thay i theo bự tỏn sc 83 Hỡnh 3.22: H s mx tớch lu sau cỏc chng 84 Hỡnh 3.23: H s mx tng theo khong cỏch 84 Hỡnh 3.24: Dng súng sau chng 85 3.4 Kt lun .85 KT LUN 86 TI LIU THAM KHO .87 LI NểI U Trc nhu cu thụng tin ngy cng tng v tớnh a dng v cht lng dch v ca ngi dựng Mng th h sau NGN (Next Generation Network) ang l xu hng phỏt trin ca vin thụng trờn th gii Trong cu trỳc NGN, mng truyn ti lu lng l khõu quan trng nht cú nhim v truyn thụng sut lu lng ln trờn mng, ú mng truyn dn c xem l huyt mch chớnh Mng truyn ti quang vi cụng ngh ghộp kờnh quang WDM (Wavelength Division Multiplex) cú nhng u im vt tri c xem l nn tng cho mng NGN Trờn thc t, cụng ngh ghộp kờnh quang WDM c ỏnh giỏ l mt cụng ngh ó chớn mui v cú nhiu tin b thit k mng vin thụng Cụng ngh WDM ó v ang cung cp cho mng li dung lng 20Gb/s, 40Gb/s, 80Gb/s, 240Gb/s vi nhiu kờnh quang truyn ng thi trờn mt si, tc mi kờnh l 2,5Gb/s, 10Gv/s ỏp ng nhu cu dung lng ngy cng tng hin nay, xu hng ca cỏc h thng thụng tin quang l hng ti tc v khong cỏch khụng lp ln hn, cng nh tng s lng kờnh bc súng trờn mt si quang Tuy nhiờn tin n cỏc gii hn ln v tc nh vy thỡ mt s c tớnh ca mụi trng truyn dn tr nờn cng quan trng Hn ch suy hao gõy khụng cũn l vi cỏc h thng truyn dn WDM vi s xut hin ca cỏc b khuch i EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) nhng cỏc hiu ng phi tuyn mụi trng si quang l mt ln thỏch thc cỏc nh thit k Trong ú, iu ch pha chộo XPM (Cross Phase Modulation) l hiu ng phi tuyn cú nh hng ln nht n cht lng h thng WDM ti Nghiờn cu nh hng ca hiu ng iu ch pha chộo lờn h thng WDM trung nghiờn tỡm hiu v nhng hn ch v cỏc gii phỏp khc phc m XPM gõy i vi mt h thng truyn dn WDM tng quỏt, gm chng: Chng I Tng quan v h thng truyn dn WDM Chng II iu ch pha chộo XPM Chng III nh hng ca XPM lờn cht lng h thng WDM Do hn ch nng lc nờn ỏn khụng trỏnh c nhng sai sút Em rt mong nhn c ý kin úng gúp ca quý thy, cụ v cỏc bn b sung v hon thin ỏn i Em xin trõn trng cm n ging viờn hng dn - Ths PHM MNH TON, ngi ó ht sc tn tỡnh ch bo, b sung kin thc cho em, giỳp em hon thnh tt ỏn Trõn trng cm n cỏc cỏc thy cụ Khoa in T Vin thụng ó to iu kin giỳp trong sut thi gian hc v hon thnh chng trỡnh o to Ngh An, thỏng 01 nm 2013 Sinh viờn Trn Vừ Hiu ii vi iu ny l cỏc h thng WDM lai ghộp cú cỏc tc bit khỏc xen k, chng hn nh cỏc kờnh 1, 3, cú tc bit cao v cỏc kờnh 2, 4, cú tc bit thp Cỏc mc xuyờn kờnh XPM c cỏc kờnh tc cao v cỏc kờnh tc thp u tng t nh v khụng cao hn mc xuyờn kờnh h thng cú tc bit thp Tuy nhiờn, khong cỏch kờnh l quỏ thp, xuyờn kờnh XPM t kờnh n kờnh cú th ln hn xuyờn kờnh t kờnh cú tc bit thp Tng t nh hỡnh 3.9, hỡnh 3.10 biu din cỏc mc xuyờn kờnh ó chun hoỏ theo bng tn in mt h thng dựng NZDSF nm chng, 100km trờn mt chng Tỏn sc si quang l 2,9 ps/nm/km v cụng sut quang a vo mi chng l 8,5 dBm Ti õy cú s khỏc bit nh cỏc mc xuyờn kờnh gia h thng 10 Gb/s v h thng 40 Gb/s Nguyờn nhõn l h thng cú tỏn sc tớch lu cao hn, hm truyn t cụng sut XPM t nh ti tn s thp hn v cỏc thnh phn tn s cao b suy hao mnh Hỡnh 3.11 biu din xuyờn kờnh ó chun hoỏ theo tỏn sc si quang cho cựng h thng hỡnh 3.10 Cỏc bng tn thu nh ó bit trờn trng hp xuyờn kờnh xu nht xy ti tỏn sc thp vi tc bit cao hn ỏng chỳ ý h thng 10 Gb/s, trng hp xuyờn kờnh xu nht xy vi D=2,5 ps/nm/km v ú tỏn sc tớch lu tng cng ca h thng l 1250 ps/nm, ging nh gii hn tỏn sc cho h thng 10 Gb/s khụng c bự Hỡnh 3.9: Xuyờn kờnh theo bng tn in thu 73 Hỡnh 3.10: Xuyờn kờnh theo bng tn in thu Cn phi ch rng, n gin hoỏ, c hỡnh 3.9 v hỡnh 3.10, cỏc cụng sut quang ca tớn hiu c chn la ging cho cỏc h thng cú tc bit khỏc nhau.Tuy nhiờn, thc t thng yờu cu mc cụng sut cao hn i vi h thng cú tc bit cao Vic tng quỏt hoỏ cỏc kt qu ny trng hp cú cỏc mc cụng sut quang tớn hiu khỏc t c dựng s ph thuc tuyn tớnh ca xuyờn kờnh XPM vo mc cụng sut a vo Hỡnh 3.11: Xuyờn kờnh XPM ph thuc vo tỏn sc Mc dự xuyờn kờnh XPM thng c coi l ch nghiờm trng si quang tỏn sc thp, hỡnh 3.11 li ch rừ rng cỏc h thng khụng bự tỏn sc, trc 74 gii hn tỏn sc ca h thng thỡ tỏn sc cao to nhiu xuyờn kờnh hn Núi cỏch khỏc, cỏc h thng quang c bự tỏn sc, tỏn sc ni cao hn giỳp lm gim iu ch pha XPM v tỏn sc h thng tớch lu thp lm gim bin i nhiu pha thnh nhiu cng 3.2.5 nh hng ca XPM lờn h thng WDM c qun lý v tỏn sc Vi cỏc h thng c qun lý v tỏn sc, XPM cng cú nhng nh hng nht nh Tuy nhiờn, XPM ph thuc khỏ nhiu vo tỏn sc si quang nờn vi cỏc s qun lý tỏn sc khỏc nhau, nh hng ca XPM l khỏc Cú mt mụ hỡnh nghiờn cu v mt lý thuyt [9] nh hng ca XPM n cht lng h thng WDM qua phõn tớch hm truyn t b lc cng XPM gõy Hm truyn t ny cỏc s qun lý tỏn sc khỏc l khỏc T nghiờn cu lý thuyt, mt s kt qu ó c tớnh toỏn, kim chng li lý thuyt v m hng khc phc nh hng ca XPM bng qun lý tỏn sc thớch hp Mụ hỡnh lý thuyt ny xem xột tia bm mnh v tia dũ tng i yu h thng gm hai phn si quang cú tỏn sc khỏc D v D2 vi cỏc chiu di tng ng L1 v L2 Tia dũ l CW cũn tia bm l tớn hiu quang c iu ch cú biờn bin i chm theo thi gian Cụng sut kờnh bm thay i l P p(z,t) v bin i Fourier Pp(z,) Tớnh n c suy hao ca kờnh bm v walk-off gia kờnh bm v kờnh dũ, cú th b qua SPM ca tia bm v nhng dao ng cng ca kờnh bm kờnh dũ gõy Cỏc phộp bin i ó dn n kt qu l mt cụng thc hm truyn t b lc cung ph thuc vo cỏc tham s nh h s phi tuyn, suy hao, walk-off, tỏn sc si quang, chiu di si Cụng thc ny cho phộp ỏnh giỏ nh hng ca XPM t mt kờnh lờn mt kờnh khỏc, m thờm mt cỏch tớnh nh hng ca XPM t nhiu kờnh tỏc ng lờn mt kờnh c th bng cỏch xp chng nh hng ca tng kờnh riờng l Cng t lý thuyt ny, cỏc kt qu tớnh toỏn c a nhiu trng hp c bit nghiờn cu nh hng ca qun lý tỏn sc n cỏc hiu ng XPM Cỏc tham s c chn tớnh toỏn l bc súng dũ 1550 nm khong cỏch kờnh 0,4 nm, h s suy hao 0,2 dB/km, h s phi tuyn 1,31x10-3m2/W Di tn c hn ch cũn 0-50 GHz vỡ cho n hin ti thỡ cỏc tc bit cỏc h thng l di 40 Gb/s Ta tham kho cỏc kt qu ny thy c trc quan nh hng ca XPM i vi cỏc h thng qun lý tỏn sc khỏc l khỏc 75 Hỡnh 3.12: Hm truyn t ca si SMF theo cỏc s bự tỏn sc khỏc Trong hỡnh 3.12 l hm truyn t ca 80 km si SMF (D=16 ps/nm/km) khụng bự v cú bự (trc v sau) Hm truyn cho thy c im b lc thụng cao Hỡnh 3.13 v hỡnh 3.14 l cỏc hm truyn t vi cỏc t l bự tỏn sc khỏc cỏc h thng c bự trc v bự sau Hỡnh 3.15 so sỏnh hai cu hỡnh tỏn sc khỏc ca cỏc h thng c bự tỏn sc hon ton 80 km si DSF cú tỏn sc -2 ps/nm/km c bự hon ton bng si SMF cú tỏn sc 16 ps/nm/km; 80 km si SMF cú tỏn sc 16 ps/nm/km c bự hon ton bng si DCF cú tỏn sc 96 ps/nm/km Cú th thy rng tỏn sc ni ca si SMF ln m nh hng ca XPM b loi b, ú SMF l la chn ti u i vi cỏc h thng WDM tc cao Trong cỏc h thng a chng, nh hng ca XPM tớch lu ti im cui ca h thng Hỡnh 3.16 khng nh iu ny Trong mi chng, si SMF c bự hon ton bi si DCF v suy hao c bự bng b khuch i quang Nh thy trờn hỡnh, nh hng ca XPM cng ln s chng tng lờn Trong hỡnh 3.17, cỏc s bự thiu v bự tha c nghiờn cu mt h thng WDM nm chng Cú th thy rng, trỏi ngc vi h thng mt chng, bự thiu v bự tha u lm gim nh hng ca XPM h thng a chng 76 Hỡnh 3.13: Mộo XPM theo cỏc t l bự tỏn sc khỏc vi s bự trc Hỡnh 3.14 Mộo XPM vi cỏc t l bự tỏn sc khỏc vi s bự sau Núi túm li, h thng WDM c qun lý tỏn sc, nh hng ca XPM th hin nh mt b lc cng vi c im l mt b lc thụng cao, cú ngha l XPM l mt hiu ng phi tuyn cú tớnh tri cỏc h thng WDM tc cao Cỏc kt qu trờn õy rt hu ớch tỡm bin phỏp hn ch nh hng ca XPM, s c trỡnh by phn sau 77 Hỡnh 3.15: Hai cu hỡnh bự tỏn sc khỏc cho kt qu khỏc Hỡnh 3.16: nh hng ca XPM thay i theo s chng m Hỡnh 3.17: nh hng ca t l bự h thng nm chng 78 3.3 Mt s gii phỏp khc phc nh hng ca XPM h thng WDM Qua cỏc phn trờn ta ó thy nh hng ca XPM lờn cht lng h thng WDM khc phc nhng nh hng ny, nhiu thớ nghim cng ó c tin hnh bi nhiu nh nghiờn cu v cho nhng kt qu kh quan Mt s bin phỏp c tỡm thc s hiu qu v cú th ỏp dng thc t nõng cao cht lng h thng Phn ny trỡnh by mt s bin phỏp nh dựng b trit XPM, s dng cỏc s bự tỏn sc hp lý 3.3.1 Dựng b trit XPM Phn ny gii thiu vic dựng b trit XPM mt h thng c th [11] hn ch nh hng ca XPM i vi cỏc kt ni si quang a chng K thut trit XPM ny gm vic a cỏc tr thi gian thớch hp gia cỏc kờnh k bờn mt b lp, thỳc y quỏ trỡnh phỏ hu úng gúp tng cng t cỏc chng khỏc vo XPM tng th Mt thit b th ng n gin, gi l b trit XPM (XS) da trờn mt lot cỏc cỏch t Bragg bng hp si quang (IFBG) Khi cỏc XS c chốn tun hon vo mt kt ni NZDSF 5x100 km, cỏc kờnh cú khong cỏch 100 GHz ti tc 10 Gb/s cho thy ch b suy gim dB, ú o c t l li sn 10 -7 Ngoi ra, nh cỏc b trit XPM, dung sai vi tỏn sc d cng tng lờn ba ln thit k mt b trit XPM, thớ nghim [11] xem xột mt h thng truyn dn c qun lý tỏn sc cú M kờnh cỏch v gm cú N chng Khi mi cp kờnh liờn tc tri qua giỏ tr ti u ging ca tr thi gian gia cỏc kờnh ti im u mi chng thỡ s suy yu XPM gõy cho cỏc cp kờnh ny l ti thiu tr tD cú th xỏc nh t mụ hỡnh ỏnh giỏ nhiu cng XPM b thu 79 Hỡnh 3.18: Thớ nghim vi 10 kờnh cú v khụng cú XS [11] Trong s cho hỡnh 3.18, b trit XPM (XS) bao gm mt circulator v mt lot cỏch t IFBG h thng M kờnh WDM, mi kờnh k (2kM) c phn x ti mt v trớ bờn si quang, b tr khong thi gian tD t kờnh k-1 ti phn bt u mi chng tip theo Tuy nhiờn, cỏc h thng thc t, si quang cú tỏn sc c tớch lu DT() to m tr xuyờn kờnh DT() m khụng th bự hon ton bng tr DC() to bi modul bự cú tỏn sc tớch lu DC() Gia kờnh k-1 v kờnh k, XS dn n mt tr na l t s ( k ) = t D ( DT (k ) + DC ( k ) (3.17) Khong cỏch tng i m ti ú cỏc gng tng ng c mụ t l l k = c.t s (k ) /( 2n) vi c l tc ỏnh sỏng, n l chit sut ca si quang t hiu qu ti a, tD cn c iu khin bi cỏc XS thờm vo mi b lp, dc theo kt ni nh hỡnh 3.18 Cn chỳ ý rng s ph thuc vo bc súng cụng thc (3.17), sn tỏn sc, gii thớch ti mt s tỏn sc lý tng, n gin li khụng th thay th XS hn ch nhng nh hng ca XPM i vi s lng kờnh ln Hỡnh 3.18 cho thy thit k vi thit b thớ nghim cho 10 kờnh, tr tD t c lng khong 80ps ó t c mt di c lng [-20ps, +20 ps] S xờ dch mt di nh vy cng thớch hp vi cỏc yờu cu v lý thuyt, quỏ trỡnh trit tiờu XPM din mnh m Vic t cỏc cỏch t IFBG mang tớnh tng i ph thuc vo kờnh l sn tỏn sc ca si quang.Qua mt vớ d gm XS cú di cm, bng tn dB trung bỡnh ca cỏc b lc IFBG l 0,4 nm vi ton b 10 kờnh, dn n mt bng tn 0,26 nm tng ng bn n v c sp xp nh c mụ t thớ nghim Cỏc XS c o truyn dn 10x10 Gb/s qua nm chng, mi chng 100km biu din hỡnh 3.17b B phỏt bao gm 10 laser DFB cú cỏc bc súng nm h thng ITU 100 GHz t 1552 n 1559 nm Cỏc kờnh chn v l i qua hai b iu ch cng c iu khin bi b to chui PRBS 31-1 v 223-1, c kt hp vi phõn cc song song, l trng hp xu nht cho XPM, v c khuch i t c cụng suõt 5dBm/kờnh Kt ni gm nm chng, mi chng 100 km si 80 NZDSF cú tỏn sc trung bỡnh 2,8 ps/nm/km ti bc súng 1550 nm, sn tỏn sc 0,065 ps/nm/km v din tớch hiu dng 53 m Suy hao ca chng c chnh n giỏ tr thc t 25 dB bng b suy hao, c bự suy hao bng cỏc b khuch i hai tng kt hp mt XS v mt si DCF, cú tỏn sc tớch lu 309 ps/nm Cỏc kờnh trung tõm c mi DCF bự chớnh xỏc cho lng tỏn sc chng phớa trc nhng ti b thu li khụng cú si DCF no Sau lan truyn, tớn hiu c a n mt b tin khuch i quang, hai b lc 0,4 nm v mt b thu in 10 Gb/s Hỡnh 3.19: Suy gim nhy cho kờnh Trong hỡnh 3.19 biu din suy gim nhy ti BER=10 -10 cho kờnh th S suy gim ny tng nhanh theo khong cỏch khụng cú XS, dn n BER sn l 10-7 sau nm chng Ngc li, cỏc XS c thờm vo mt cỏch tun hon thỡ s suy gim ch cũn 1,2 dB mc dự cú nhiu b khuch i v cỏc hiu ng lan truyn cũn, v cú th nhỡn thy trc quan qua hỡnh 3.19 i vi kờnh cũn li cng cú th kt lun tng t Tỏc dng ca cỏc XS i vi cỏc kờnh ngoi biờn ớt nhy hn cỏc kờnh ny chu nh hng ca XPM ớt hn 81 Hỡnh 3.20: So sỏnh suy gim cú v khụng cú XS Thay i tỏn sc d kt ni ó cho thy li ớch rt ln t cỏc XS vỡ tỏn sc d l mt tham s ỏnh giỏ nh hng ca XPM lm c iu ú, mt phn thớch hp ca si DCF hoc si G.652 ó c chốn thờm vo trc b thu Suy gim cho kờnh sau nm chng c biu din hỡnh 3.20 l mt hm ca tỏn sc d cú v khụng cú cỏc XS Theo nh mong i t lý thuyt, tỏn sc d gn nh bng khụng thỡ cỏc XS gn nh khụng cú tỏc dng n cht lng v t l li sn khụng ging nh trờn Thc s cu hỡnh ny, XPM khụng bin i thnh nhiu cng cú hi Tuy nhiờn, theo sn tỏn sc si quang, cu hỡnh dung sai XPM ny ch cú th cú c vi cỏc h thng WDM cú s lng kờnh nh v s suy gim khụng th di dB Ngc li, tỏn sc d tng lờn n 366 ps/nm (khụng cú DCF b thu) hoc cao hn thỡ nu khụng cú XS s khụng th cú truyn dn khụng li, truyn ch tỏn sc d thng cú XS cú th ci thin ỏng k s suy gim h thng, n dB Cui cựng, di tỏn sc d ti suy gim dB, sau tỏch nhiu ln hn gp ba ln so vi khụng cú XS iu ny cú ngha l cú th cú dung sai ln hn nhiu cho si NZDSF c bự khụng y Thớ nghim [11] ó cho thy mt bin phỏp hiu qu hn ch nh hng ca XPM, khụng ch lm tng cht lng v khong cỏch truyn dn ca cỏc h thng WDM in hỡnh m cũn ci thin rt ln dung sai ca h thng i vi tỏn sc d, m ng cho nhng kh nng ln hn 3.3.2 Cỏc s bự tỏn sc thớch hp Nhiu thớ nghim c trớch dn trờn ó cho thy bự tỏn sc l bin phỏp hiu qu khc phc nhng hn ch m XPM gõy Trong ti liu [10] ó trỡnh by xuyờn kờnh XPM cỏc h thng si quang cú th gim bng cỏch bự tỏn sc Ngoi ra, im t b bự tỏn sc cng rt quan trng Lng bự tỏn sc nh nht yờu cu l b bự c t trc b thu Ti im ny, b bự s bự xuyờn kờnh XPM to ton b cỏc chng Lng bự tỏn sc ti u gim xuyờn kờnh XPM l khong 50% tỏn sc h thng Mc dự s bự tng hp ny yờu cu lng bự tỏn sc nh nht nhng khụng t c cht lng h thng tt nht 82 Hỡnh 3.21: Xuyờn kờnh thay i theo bự tỏn sc Hỡnh 3.21 biu din cỏc mc xuyờn kờnh cụng sut chun hoỏ theo t l bự tỏn sc mt h thng 10 Gb/s sỏu chng, mi chng 100 km NZDSF Tỏn sc si quang truyn dn l 2,9 ps/nm/km v cụng sut quang i vo mi chng l 8,5 dBm Cỏc hiu ng phi tuyn cỏc si quang dựng bự tỏn sc c b qua n gin hoỏ Cỏc s bự tỏn sc khỏc c so sỏnh hỡnh ny ng (1) l bự tỏn sc tng chng, ú xuyờn kờnh XPM to mi chng cú th c bự chớnh xỏc nờn bự 100% thỡ gim xuyờn kờnh XPM rt hiu qu ng (2) l t b bự tỏn sc sau mi hai chng, ú giỏ tr bự tỏn sc ch cú th c ti u hoỏ cho chng u tiờn hoc chng th hai nhng khụng th ti u cho c hai chng Mc xuyờn kờnh XPM d cao hn trng hp trc Tng t nh th, ng (3) hỡnh 3.21 l t b bự tỏn sc sau mi ba chng cũn ng (4) l t mt b bự tng hp ti trc b thu Rừ rng l gim s lng cỏc b bự tỏn sc, mc xuyờn kờnh XPM d cao hn v giỏ tr bự tỏn sc ti u gn hn n 50% giỏ tr tỏn sc ca h thng Chớnh vỡ iu ny, cỏc h thng cú suy yu nghiờm trng xuyờn kờnh thỡ cn phi bự tỏn sc mi chng Tuy nhiờn, iu ny s lm tng s lng b bự tỏn sc ng ngha vi vic tng chi phớ Trong ti liu [10], bự tỏn sc thiu (undercompensation) c chng minh l cú nh hng ỏng k n mộo XPM XPM phỏt sinh v phõn b dc chiu di si SSMF dn n mộo cng ti b thu, c trng hp c bự tỏn sc hon ton Bự thiu cú hiu qu khỏ cao vic gim mộo cng XPM 83 ti b thu Hỡnh 3.22 biu din cỏc tớch ly mộo cng XPM c tớnh toỏn cho h thng [10] Hỡnh 3.22: H s mx tớch lu sau cỏc chng Mt cu hỡnh bm - dũ cng c dựng c trng húa mộo XPM, vi kờnh bm iu ch cng , lm mộo mt kờnh dũ CW, khong cỏch kờnh 0,4 nm Cỏc xung bm cú rng 400 ps v thi gian lờn - xung 10-90% l 56 ps H s c trng cho XPM l m x Cú th thy hỡnh 3.22 rng m x tớch ly theo thi gian mi chng, tỏn sc ca si quang SSMF bin i PM-IM B bự phớa sau gim tỏn sc õm o ngc bin i PM-IM Tuy nhiờn cũn tn ti iu ch cng d Giỏ tr m x t cc tiu ti mt s khong cỏch trc im cui mi chng v vỡ th, lng iu ch cng ti b thu cú th ti thiu húa nh bự thiu ti chng cui cựng Dựng mụ phng [10] ó cú c kt qu l bự thiu gim mx t 0,41 xung cũn 0,16 sau 10 chng Hỡnh 3.23: H s mx tng theo khong cỏch Thớ nghim cng c tin hnh vi cu hỡnh bm-dũ dựng vũng quang khộp kớn tun hon, cụng sut kờnh 13 dBm v iu ch vi cựng dng xung Hỡnh 3.23 84 cho thy mx tng theo khong cỏch truyn dn trng hp tỏn sc dng hoc õm cú D = 340 ps/nm ti b thu Cú th thy rng tỏn sc dng lm gim m x mt cỏch hiu qu Dng súng dũ tng ng cho hỡnh 3.24 sau sỏu chng Hỡnh 3.24: Dng súng sau chng 3.4 Kt lun Chng l phn ni dung chớnh ca ti Trong chng ny ó gii thiu nhiu nghiờn cu v lý thuyt cng nh thc nghim ó c tin hnh trờn th gii trỡnh by v nhng nh hng ca XPM n cht lng h thng WDM Nhng hiu ng XPM gõy nh mộo dng xung, bin i PM-IM, nhiu, jitter nh thi ó hn ch gii hn truyn dn ca h thng truyn dn WDM v lm gim h s phm cht Q, gõy mộo tớn hiu Sau tỡm hiu nhng nh hng ca XPM n cht lng h thng WDM, chng cũn a mt s bin phỏp khc phc nhng hn ch trờn bng cỏch dựng b trit XPM hoc s dng cỏc s tỏn sc thớch hp Do XPM cng ph thuc vo nhiu tham s nh cụng sut quang tớn hiu, tỏn sc si quang, tc bit, khong cỏch kờnh nờn chc chn cũn nhiu bin phỏp ci thin cht lng h thng ang c nghiờn cu v s c ỏp dng tng lai 85 KT LUN Cỏc h thng truyn dn WDM ó v ang c phỏt trin rng khp, l gii phỏp ti u cho cỏc mng truyn ti tc cao v a dng v loi hỡnh dch v Nghiờn cu tỡm hiu v nhng hn ch ca cỏc h thng WDM l mt cn thit i vi cỏc nh thit k mng vin thụng nhm ti u hoỏ cht lng mng truyn dn ỏn ca em nghiờn cu v nh hng ca XPM - l hiu ng cú nh hng nghiờm trng nht n cht lng h thng truyn dn WDM Kin thc em thu nhn c sau quỏ trỡnh thc hin ỏn l: - Nm vng cu trỳc, thnh phn, cỏc tham s nh hng ti h thng WDM - Hiu c tng tn bn cht hin tng XPM cỏc nh hng XPM gõy i vi súng quang lan truyn si quang trờn h thng WDM - Tỡm hiu mt s bin phỏp khc phc kh thi nhm hn ch nh hng ca XPM,nõng cao cht lng h thng Bờn cnh ú, vic nghiờn cu mt cụng ngh mng vin thụng ang c trin khai rng rói giỳp e ỳc rỳt tớch lu nhiu kinh nghim quý nghiờn cu khoa hc cng nh cú nh hng tt hn, vng tin hn nhng chng ng tip theo Do hn ch v thi gian v nng lc, cú rt nhiu liờn quan m em cha a c vo ỏn Trong thi gian sp ti cú nhiu thi gian em s tip tc tỡm hiu sõu hn v ny v tỡm hiu thờm nhng thit k mng vin thụng c bit l mng ng trc ca Vit Nam Mt ln na em xin cm n ging viờn hng dn - Ths Phm Mnh Ton ó tn tỡnh hng dn giỳp em hon thnh ỏn 86 TI LIU THAM KHO [1] V Vn San, H thng thụng tin quang (Tp 1,2), Nh xut bn Bu in, H Ni 2008 [2] TS.V Vn San, TS Hong Vn Vừ K thut thụng tin quang, NXB KHKT 12/1997 [3] Hong Vn Vừ, Mng thụng tin quang th h sau, Nh xut bn Bu in, H Ni 2008 [4] Vn Vit Em, K thut thụng tin quang 2, Hc vin Cụng ngh Bu chớnh Vin thụng, H Ni 2007 [5] Hong ng Huyn, K thut thụng tin quang, Ban thụng tin k thut, Tng cc Bu in, H Ni 1993 [6] AGRAWAL, G.P, Nonlinear Fiber Optics, second Edition, chapter 7, page 238-315, Academic Press, New York,1995 [7] H.J.THIELE, R.I.KILLEY, P.BAYVEL, Investigation of XPM Distortion in Transmission Installed Fiber, IEEE Photonics Technology Letters, vol.12, No.6, 06/2000 [8] H.J.THIELE, R.I.KILLEY, P.BAYVEL, Influence of fiber dispersion on XPM pulse distortion in WDM systems, ECOC98, 09/1998, Madrid, Spain [9] V MIKHAILOV, R.I.KILLEY, J.PRAT, P.BAYVEL, Limitation to WDM Transmission Distance due to XPM Induced Spectral Broadening in Dispersion Compensated Standard Fiber System, IEEE photonics technology letters, vol.11, no.8, 8/1999 [10] RONGQIG HUI, KENNETH R DEMAREST, CHRISTOPHER T ALLEN, senior Members, IEEE, XPM in Multispan WDM Optical Fiber Systems, Journal of Lighwave Technology, Vol.17, No.6, 06/1999 [11] GIOVANNI BELLOTTI, SEBASTIEN BIGO, STEPHANE GAUCHARD, PIERRE-YVES CORTES, SIOHIE LA ROCHELLE, 10x10 Gb/s crossphase modulation suppressor using WDM narrowband fiber Bragg gratings, OFC post-deadline paper PD32, 2000 [12] Cỏc website tham kho: www.Vntelecom.org, truy cp ngy cui cựng 05/01/2013 www.Tapchibcvt.org, truy cp ngy cui cựng 05/01/2013 www.Tailieu.vn, truy nhp ngy cui cựng 05/01/2013 87 [...]... hiểu tổng quan về công nghệ WDM, trình bày nguyên lý hoạt động cơ bản của một hệ thống WDM, tìm hiểu các thành phần cơ bản trong hệ thống WDM, các tham số ảnh hưởng đến tuyến tryền dẫn sử dụng công nghệ WDM Đồ án nghiên cứu ảnh hưởng của hiệu ứng XPM, nghiên cứu một số hiện tượng do XPM hệ thống WDM Đồ án cũng đi sâu nghiên cứu những ảnh hưởng của XPM lên hệ thống truyền dẫn WDM như giới hạn khoảng cách... đồ hệ thống WDM sử dụng một sợi 1.2.3 WDM và DWDM Các hệ thống WDM được chia thành hai loại: WDM thông thường và DWDM (Dense WDM - ghép mật độ cao) Các hệ thống có trên 8 bước sóng tích cực trên một sợi quang thường được coi là DWDM còn các hệ thống có ít hơn 8 bước sóng tích cực trên một sợi quang được coi là WDM thông thường WDM theo chuẩn của ITU về thuật ngữ có nghĩa là hai (hoặc nhiều hơn) tín hiệu. .. 190,10 THz (1552,52 nm) Hệ thống chính được đặt bên trong băng tần khuếch đại sợi quang nhưng có thể mở rộng cho các băng tần rộng hơn Các hệ thống DWDM ngày nay sử dụng khoảng cách kênh 50 GHz hoặc thậm chí là 25 GHz và có thể có đến 160 kênh Các hệ thống DWDM đắt hơn rất nhiều so với WDM vì các bộ phát laser cần phải ổn định hơn so với WDM thông thường Các hệ thống DWDM yêu cầu điều khiển nhiệt độ chính... rất hẹp Thêm vào đó, DWDM có xu hướng sử dụng trong các mức cao của hệ thống truyền thông, chẳng hạn như đường trục Internet và do đó được kết hợp với các tốc độ điều chế cao, tuy nhiên thị trường cho các thiết bị DWDM cũng có mức hiệu năng cao, tương ứng với giá thành cao Nói cách khác, các thiết bị DWDM chỉ cần với số lượng nhỏ Những đổi mới gần đây trong các hệ thống truyền tải DWDM 4 bao gồm các module... theo đơn vị ps/(nm.km) Tán sắc sắc thể của một hệ thống rất nhạy với sự tăng số lượng và độ dài của span, với sự tăng tốc độ bit Việc giảm khoảng cách kênh và tăng số lượng kênh không ảnh hưởng nghiêm trọng đến tán sắc sắc thể Các hiệu ứng của tán sắc sắc thể giảm khi 20 giảm giá trị tán sắc sắc thể tuyệt đối của sợi quang và khi bù tán sắc Đối với các hệ thống WDM sử dụng sợi quang G.652 cần phải chú... quang phải được điều chế với dòng bit mang thông tin cần truyền bằng phương pháp điều biến cường độ Quá trình điều biến phải có độ tuyến tính cao để tránh sự phát sinh các hài không cần thiết và sự méo dạng tín hiệu do điều biến qua lại, gây nhiễu cho quá trình giải điều chế ở phía thu Các gói DFB kết hợp với các bộ điều chế trên một chip làm cho cả khối có độ di tần thấp, tốc độ điều chế cao Tuy nhiên... sóng 1550 nm, thích hợp sử dụng trong các hệ thống WDM thông thường Tuy nhiên do hiệu ứng trộn bốn sóng xảy ra mạnh nên nó không được sử dụng trong các hệ thống kênh mật độ dày đặc DWDM Trong các hệ thống DWDM người ta sử dụng sợi NZ-DSF (Non-zero DSF), loại sợi này có mức tán xạ thấp tại cửa sổ thứ ba Một loại sợi mới cũng đang được phát triển cho truyền dẫn WDM là sợi HDSF (Half-Dispersion shifted... pha dọc theo sợi Hiệu ứng này cùng với sự xuất hiện của PDL và chirp của bộ phát làm méo dạng và nới rộng xung tín hiệu và ảnh hưởng đến tỉ lệ lỗi trong các hệ thống số, đồng thời có thể gây ra méo hài nghiêm trọng trong các hệ thống tương tự như các mạng CATV Dưới điều kiện chiếm ưu thế trong các mạng quang, PMD tích luỹ thống kê theo hàm căn bậc hai của khoảng cách chứ không phải là tuyến tính theo... không WDM WDM cũng được sử dụng cho các mạng cáp TV, tại đó các bước sóng khác nhau được sử dụng cho các tín hiệu luồng lên và xuống Trong các hệ thống này, các bước sóng thường được phân chia rộng, chẳng hạn tín hiệu luồng xuống tại 1310 nm trong khi tín hiệu luồng lên tại 1550 nm DWDM - WDM mật độ cao, chỉ những tín hiệu quang được ghép trong dải 1550 nm, tận dụng được khả năng khuếch đại của EDFA (hiệu. .. mặt Tỉ số tín hiệu trên tạp âm ADM APD ASE AWG vi SONET SPM SRS SSMF WDM XPM XS Synchronous Optical NETwork Self Phase Modulation Stimulated Raman Scaterring Standard Single Mode Fiber Wavelength Division Multiplex Mạng quang đồng bộ Tự điều chế pha Tán xạ Raman kích thích Sợi quang đơn mode tiêu chuẩn Ghép kênh phân chia theo bước Cross Phase Modulation XPM Suppressor sóng Điều chế pha chéo Bộ triệt ... Trong đó, điều chế pha chéo XPM (Cross Phase Modulation) hiệu ứng phi tuyến có ảnh hưởng lớn đến chất lượng hệ thống WDM Đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng hiệu ứng điều chế pha chéo lên hệ thống WDM tập... động hệ thống WDM, tìm hiểu thành phần hệ thống WDM, tham số ảnh hưởng đến tuyến tryền dẫn sử dụng công nghệ WDM Đồ án nghiên cứu ảnh hưởng hiệu ứng XPM, nghiên cứu số tượng XPM hệ thống WDM Đồ... đề tài đưa hạn chế hệ thống WDM hiệu ứng điều chế pha chéo XPM gây Những nét XPM đề cập chương 28 CHƯƠNG II ĐIỀU CHẾ PHA CHÉO XPM 2.1 Giới thiệu chương Trong phần 1.4.1.4 - hiệu ứng phi tuyến