Báo cáo nghiên cứu khoa học: GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG TÍN HIỆU TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG XUYÊN BIỂN GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG (WDM)

Bài báo này đề nghị giải pháp nâng cao chất lượng hệ thống thông tin quang xuyên biển ghép kênh theo bước sóng (WDM) bằng cách chia hệ thống thành nhiều phân đoạn, mỗi phân đoạn gồm 2 bộ khuếch đại EDFA và đặt thêm bộ khuếch đại Raman tại ngõ vào EDFA thứ nhất, tạo thành bộ khuếch đại ghép lai HFA. Trên cơ sở đó, xây dựng lưu đồ thuật toán, ứng dụng vào việc tính toán tuyến WDM cụ thể. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: " GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG TÍN HIỆU TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG XUYÊN BIỂN GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG (WDM)" TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(31).2009 GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG TÍN HIỆU TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG XUYÊN BIỂN GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG (WDM) SOLUTION FOR ENHANCING SIGNAL QUALITY IN WDM FIBER OPTIC COMMUNICATION SYSTEMS UNDERSEA Nguyễn Văn Tuấn Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng Hoàng Thị Phương Anh Công ty Thông tin di động khu vực III TÓM TẮT Bài báo này đề nghị giải pháp nâng cao chất lượng hệ thống thông tin quang xuyênbiển ghép kênh theo bước sóng (WDM) bằng cách chia hệ thống thành nhiều phân đoạn, mỗiphân đoạn gồm 2 bộ khuếch đại EDFA và đặt thêm bộ khuếch đại Raman tại ngõ vào EDFAthứ nhất, tạo thành bộ khuếch đại ghép lai HFA. Trên cơ sở đó, xây dựng lưu đồ thuật toán,ứng dụng vào việc tính toán tuyến WDM cụ thể. Đó là phân đoạn 9, từ Sesimbra đếnPenmarch, thuộc hệ thống cáp quang biển SEA-ME-WE3 thông tin liên lạc với trên 39 nước màViệt nam tham gia vào tại trạm cập bờ Hoà Hải Đà Nẵng. Sau đó, xây dựng bảng kết quả tínhtoán tối ưu các thông số như công suất tín hiệu quang từng kênh đưa vào tuyến, công suấtbơm Raman, độ khuếch đại của 2 EDFA và OSNR tương ứng với số lượng kênh khác nhau.Kết quả này có thể được sử dụng hiệu quả trong công tác thiết kế tuyến nhằm nâng cao dunglượng mà vẫn đảm bảo chất lượng tín hiệu truyền dẫn. ABSTRACT In this paper, we propose the solution for enhancing signal quality in WDM Fiber OpticCommunication Systems undersea by dividing them into many segments where there twoEDFAs in each segment and one Raman Amplifier located at the input of first EDFA. Then,algorithm chart is built and applied to calculate and simulate one concreate WDM segment.That is 9th one, from Sesimbra to Penmarch belonged to undersea SEA-ME-WE3 system whichconnect Vietnam communication Center at Hoa hai station, Danang city. After that, we createtables of optimized parameters including signal power per channel launched to fiber, pumppower of Raman Amplifier and Gain of 2 EDFAs in order to achieve the maximum of OSNR atOptic Receiver’s input corresponding to the different channels. The results can be appliedeffectively in designing fiber optic communication links to improve their capacity and signalquality.1. Đặt vấn đề Hệ thống cáp quang xuyên biển hiện nay sử dụng công nghệ ghép kênh theobước sóng có các bộ khuếch đại quang sợi EDFA mắc chuỗi. Trong tương lai gần, nhucầu thông tin liên lạc tăng cao thì số kênh ngày càng tăng, dung lượng ngày càng lớncho tỉ số tín hiệu quang trên nhiễu (OSNR) giảm xuống, chất lượng tín hiệu không đạt 1 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(31).2009yêu cầu. Giải pháp hiệu quả cho vấn đề này là đặt thêm các bộ khuếch đại Raman, tạothành bộ khuếch đại ghép lai HFA trên đường truyền. Lý do là vì không phải bỏ hoặclắp đặt thêm các EDFA mà chỉ cần đặt thêm các bộ Raman vào vị trí thích hợp trongcác trạm lặp có sẵn. Bộ khuếch đại Raman được đặt trước bộ khuếch đại EDFA, đóngvai trò như một bộ tiền khuếch đại nhiễu thấp. Nó không yêu cầu mức tín hiệu vào caonên giảm được hiệu ứng phi tuyến. Đồng thời tín hiệu vào bộ EDFA cũng không giảmxuống ở mức quá thấp do có khuếch đại Raman nâng mức công suất tín hiệu vào củaEDFA, làm cho OSNR cuối tuyến được cải thiện[1], [2]. Tuy nhiên, sự kếp hợp giữaRaman và EDFA cũng tạo ra nhiều loại nhiễu rất phức tạp. Do đó, để đạt được các ưuđiểm trên bộ khuếch đại HFA cần phải được nghiên cứu xem xét đầy đủ các yếu tố ảnhhưởng đến nó. Bài toán đặt ra là cần phải xác định các thông số của các bộ khuếch đại để pháthuy ưu điểm của bộ HFA nhằm nâng cao chất lượng tín hiệu truyền dẫn trong hệ thống.2. Cấu hình tuyến và tỉ số tín hiệu trên nhiễu OSNR tại đầu vào máy thu Cấu hình HFA được trình bày như trong hình 1, gồm 2 bộ EDFA và 1 bộ khuếchđại Raman (RA). Trong đó RA đóng vai trò tiền khuếch đại cho bộ EDFA1 nên độkhuếch đại của EDFA1 sẽ nhỏ, độ khuếch đại của EDFA2 giữ nguyên. Xét tuyến truyềndẫn có chiều dài tổng cộng là L (km), số trạm lặp trên tuyến là N (số bộ EDFA bằng N).Tuyến được chia thành M = N+1 phân đoạn, có chiều trung bình mỗi phân đoạn là La. N phân đoạn EDFA1 EDFA2 WDM WDM Tx ...