Báo cáo nghiên cứu khoa học: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TỐI ƯU CHO TUYẾN THÔNG TIN SỢI QUANG WDM SỬ DỤNG EDFA

Bài báo xây dựng thuật toán, tính toán mô phỏng nhằm xác định các thông số tối ưu như công suất của nguồn phát, hệ số khuếch đại và vị trí đặt bộ khuếch đại EDFA trên tuyến thông tin sợi quang đa kênh ghép kênh theo bước sóng (WDM) có khoảng cách truyền dẫn 250km sử dụng khuếch đại quang sợi EDFA sao cho tỉ số tín hiệu trên nhiễu quang OSNR tại đầu máy thu lớn nhất. Sau đó, xây dựng bảng kết quả và vẽ đồ thị cho phép xác định ngay các thông số tối...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: "XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TỐI ƯU CHO TUYẾN THÔNG TIN SỢI QUANG WDM SỬ DỤNG EDFA" XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TỐI ƯU CHO TUYẾN THÔNG TIN SỢI QUANG WDM SỬ DỤNG EDFA DETERMINATION OF THE OPTIMAL PARAMETERS IN WDM OPTIC FIBER COMMUNICATION LINK USING EDFA NGUYỄN VĂN TUẤN Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng TRẦN NHẬT LINH Trung tâm Dịch vụ Viễn thông khu vực 3 - GPC Đà Nẵng TÓM T ẮT Bài báo xây dựng thuật toán, tính toán mô phỏng nhằm xác định các thông số tối ưu như công suất của nguồn phát, hệ số khuếch đại và vị trí đặt bộ khuếch đại EDFA trên tuyến thông tin sợi quang đa kênh ghép kênh theo bước sóng (WDM) có khoảng cách truyền dẫn 250km sử dụng khuếch đại quang sợi EDFA sao cho tỉ số tín hiệu trên nhiễu quang OSNR tại đầu máy thu lớn nhất. Sau đó, xây dựng bảng kết quả v à v ẽ đồ thị cho phép xác định ngay các thông số tối ưu tương ứng với các khoảng cách truyền dẫn khác nhau từ 100km đến 250km. Kết quả này có thể được sử dụng hiệu quả trong công tác thiết kế tuyến v à khai thác mạng. ABSTRACT In this paper, we built the algorithm, simulated fiber optic communication link using WDM and EDFA for determination optimal parameters such as power of optical source, gain of EDFA and its location on the link in order to achieve the maximum of OSNR at the receiver. We then calculated and found out the set of optimal parameters corresponding to the different distances (from 100km to 250km) and presented the results through tables and the graphs. The results can be applied effectively in designing fiber optic communication link as well as in exploitation its operation. 1. Giới thiệu Công nghệ ghép kênh quang phân chia theo bước sóng WDM kết hợp với bộ khuếchđại quang sợi EDFA cho phép tăng dung lượng truyền dẫn lên đáng kể mà không cần sử dụngthêm sợi quang, nên được sử dụng hiệu quả và rộng rãi trên thế giới và được ứng dụng bướcđầu ở Việt Nam. Thông thường, khoảng cách giữa các thành phố không quá 250km, nênphạm vi của bài báo là khảo sát tuyến WDM có đặt một EDFA với khoảng cách truyền dẫn250km. Bài toán được đưa ra là đặt EDFA ở vị trí nào trên tuyến để tỉ số tín hiệu trên nhiễuquang OSNR tại máy thu đạt giá trị cực đại? Đặt ngay sau máy phát và bộ ghép kênh MUX(gọi là phương án BA), đặt trước máy thu và bộ giải ghép kênh DEMUX (gọi là PA) hay đặttrên đường truyền (gọi là LA). Nội dung của bài báo nhằm giải quyết bài toán nêu trên, đồngthời xác định các thông số tối ưu khác như công suất của nguồn phát, hệ số khuếch đại EDFAtương ứng với các khoảng cách truyền dẫn khác nhau từ 100km đến 250km. 2. Nội dung Sơ đồ khối tuyến WDM điển hình có đặt EDFA ở 3 vị trí khác nhau được biểu diễnnhư hình sau: Sîi dÉn quang 1 1 TX 1 RX1 DEMUX MUX 1,.. n 1,..n n PA BA LA RXn TX n n Hình 1. Sơ đồ khối tuyến WDM điển hình có EDFA Trong đó: TX1...TXn, RX1...RXn, lần lượt là các máy phát quang và máy thu quang.MUX, DEMUX là bộ ghép và giải ghép bước sóng. 1... n: là các bước sóng của các kênhđược ghép theo WDM. Vì tuyến truyền dẫn đang xét chỉ sử dụng một bộ khuếch đại EDFA trên đường truyềnnên có 3 trường hợp đặt bộ khuếch đại EDFA là đặt ngay sau bộ ghép kênh (BA), đặt trênđường truyền (LA) và đặt ngay trước bộ giải ghép kênh (PA) như hình 1. Ta xét trường hợptổng quát là đặt bộ EDFA trên đường truyền (LA) cách máy phát một khoảng L1 và máy thumột khoảng L2 (với L1=L1(1)+L2(1); L2=L1(2)+L2(2) ), khi đó BA và LA là 2 trường hợp đặc biệt:BA tương ứng với L1 = 0, L2 = L và PA tương ứng với L1 = L, L2 = 0. Sơ đồ khối của tuyến truyền dẫn quang xét đối với từng kênh thông tin được biểu diễnnhư hình 2 sau đây: Pin (fh) Psig(fh) B0 LA Máy Máy Ph¸t Thu G quang quang L1(1), L2(1) L1(2), L2(2) Hình 2. Các thành phần chính trong tuyến WDM khi xét một kênh thông tin riêng lẻ Tỉ số OSNR của một kênh thông tin h bất kỳ trong hệ thống WDM được xác định theobiểu thức: Psig ( f h ) (1) OSNR ( f h )  Pnoise ( f h )trong đó OSNR(fh ), Psig(fh),Pnoise(fh) lần lượt là t ỉ số tín hiệu trên nhiễu quang, công suất tínhiệu hữu ích và công suất các loại nhiễu gây ra trên kênh h tại đầu vào máy thu quang. Tr ...