Qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq
wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwe
rtyuiopasdfghjklzxcvbnmqwerty
uiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui
opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiop
asdfghjklzxcvbnmqwertyuiopas
dfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdf
ghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfgh
jklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjkl
zxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzx
cvbnmqw
ertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwert
yuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyu
iopasdfghjklzxcvbnmqwertyuio
pasdfghjklzxcvbnmrtyuiopasdfg
hjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghj
klzyuiopasdfghjklzxcvbnmqwert
yuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyu
iopasdfghjklzxcvbnmqwertyuio
pasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopa
B THÔNG TIN V TRUYN THÔNG
TRƯNG CAO ĐNG CÔNG NGH THÔNG TIN
HU NGH VIT HN
KHOA CÔNG NGH THÔNG TIN NG DNG
= = = o0o = = =
ĐỒ ÁN MÔN HC
THÔNG TIN QUANG
Đ TI: THIẾT KẾ MẠNG FTTH CHO 6.000 THUÊ BAO Ở
ĐA BN HUYN TRIU PHONG TỈNH QUẢNG TR
ĐÀ NẴNG 06 - 2011
Sinh viên thực hiện: Lê Quang Ghin

quang cho toàn bộ trường để đáp ứng cho việc học tập cho sinh viên trong trường.
2. Ý nghĩa thực tiễn.
Cáp quang sẽ dần dần thay thế các đôi dây dẫn kim loại: cồng kềnh và tốt kém.
Bằng nhiều phương pháp chôn dưới đất, treo và mắc theo các cột điện lực xâm nhập
đến từng gia đình, đến từng thôn, xã, phố, phường Nó sẽ xuyên trái đất vượt đại
dương kết nối vào mạng thông tin quốc tế, truyền dẫn đa dịch vụ viễn thông phục vụ
cho loài người hội nhập trên con đường phát triển kinh tế thương mại, nghiên cứu khoa
học, giáo dục, văn hoá, đời sống và phục vụ mọi yêu cầu cho con người trong thời đại
thông tin hện nay và là yếu tố chủ yếu cho sự phát triển kỹ thuật ở thế kỷ này.
3 | SV: Lê Quang Ghin
20 June 2014 Đồ án thiết kế tuyến cáp quang
3. Kế hoạch thực hiện đề tài.
Thời gian Công việc Kết quả đạt được
Đánh
giá
của
GV
Tuần 1
(20/06 –
01/07)
Sưu tầm tài liệu và
viết đề cương
Đề cương sơ bộ về
thiết kế sợ quang.
Tuần 2
(02/07 –
08/07)
Tìm hiểu phần
mềm OptiSystem và
tham khảo tài liệu liên

các dữ liệu thu được
Tuần 6
(08/05 –
13/08)
Hoàn chỉnh thiết kế
tuyến cáp quang và tài
liệu cần thiết
Hoàn chỉnh đồ án,
slide, bài báo cáo
Tuần 7
(14/08 –
ngày thi)
Bảo vệ đồ án Đạt được !

4 | SV: Lê Quang Ghin
20 June 2014 Đồ án thiết kế tuyến cáp quang
Mục lục:
DANH MC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MC HÌNH VẺ
DANH MC BẢNG BIỂU
Phần 1 :lý thuyết:
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN V HỆ THỐNG THÔNG TIN SỢI QUANG
1.1. Lý do chọn đề tài, ý nghĩa thực tiển……………………………… 2
1.2. Hệ thống truyền dẫn sợi quang……………………………………. 6
CHƯƠNG II: CÁC THNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN SỢI
QUANG
2.1. Hệ thống truyền dẫn quang 7
2.2. Mô hình thiết kế………………………………………………… … 7
2.3. Sợi quang và cáp quang………………………………………… …8
2.3.1 Đ’c tính của sợi quang……………………………………… 8

20 June 2014 Đồ án thiết kế tuyến cáp quang
Từ Tiếng Anh Tiếng Việt
APON ATM over Passive Optical ATM trên mạng quang thụ động
Network
ADSL Asymmetric Digital Subscriber Đường thuê bao số bất đối xứng
Line
BPON Broadband Passive Optical Mạng quang thụ động băng rộng
Network
BER Bit Error Ratio Tỉ lệ lỗi bít
FTTH Fibre to the Home Mạng quang đến hộ gia đình
GPON Gigabit-capable Passive Optical Mạng quang thụ động gigabit
Network
NRZ Non Return to Zero Mã đường dây NRZ
OAM Operation, Administration and Vận hành, quản lý và bảo dưỡng
Maintenance
ODN Optical Distribution Network Mạng phân phối quang
OLT Optical Line Termination Thiết bị kết cuối đường dây
ONU Optical Network Unit Thiết bị kết cuối mạng quang
PON Passive Optical Network Mạng quang thụ động
P2MP Point-to-multipoint Điểm – đa điểm
P2P Point-to-point Điểm – điểm
VPN Vitual Private Network
WDM-PON Wavelength division mutiplexer Mạng quang thụ động
passive optical network phân chia theo bước sóng
DANH MỤC HÌNH VẼ
7 | SV: Lê Quang Ghin
20 June 2014 Đồ án thiết kế tuyến cáp quang
Hình 1.1 Cấu hình của hệ thống thông tin quang
Hình 2.1 Sơ đồ thông tin sợi quang
Hình 2.2 Sơ đồ thông tin sợi quang trường Việt Hàn
9 | SV: Lê Quang Ghin
Mã
hóa
Giải
Mã
Phát
Thu
Sợi
quang
Thiết
bị phát

quang
Sợi
quang
Bộ
L’p
Thiết bị
thu
quang
Hình 1.1 Cấu hình của hệ thống thông tin quang.
20 June 2014 Đồ án thiết kế tuyến cáp quangHiện nay, các hệ thống thông tin quang đã được ứng dụng rộng rãi trên thế giới,
chúng đáp ứng được cả các tín hiệu tương tự cũng như tín hiệu số, chúng cho phép
truyền dẫn tất cả các tín hiệu dịch vụ băng hẹp và băng rộng, đáp ứng đầy đủ mọi yêu
cầu của mạng số hóa đa dịch vụ (ISDN). Số lượng cáp quang được lắp đ’t trên thế giới

2.3.1 đặc tính của sợi quang
Sợi quang là một thành phần quan trọng trong mạng nó tạo sự kết nối giữa các thiết bị.
Hai thông số cơ bản của sợi quang là suy hao và tán sắc tuy nhiên sợi quang ứng dụng
trong mạng PON thì chỉ cần quan tâm đến suy hao không quan tâm đến tán sắc bởi
khoảng cách truyền tối đa chỉ là 20 km và tán sắc thì ảnh hưởng không đáng kể. Do đó
người ta sử dụng sợi quang ở đây là sợi quang có suy hao nhỏ chủ yếu là sử dụng sợi
quang theo chuẩn G.652 (theo khuyến nghị G.982).
2.3.2. Suy giảm tính hiệu trong sợi quang
Hình 2.3 Đặc tuyến suy hao của sợi quang
Nhìn vào đ’c tuyến suy hao của sợi quang ở hình 2.1 ta thấy ở bước sóng 1310 nm thì
suy hao sợi quang ở khoảng 0.4 dB/km và ở bước sóng 1490 nm thì suy hao sợi quang ở
khoảng 0.3 dB/km. Các loại cáp quang sử dụng trong mạng PON:
• Cáp gốc (cáp phân bổ từ OLT đến splitter): thường là loose-tube – loại cáp này
thì được khuyến nghị ứng dụng ở hầu hết mạng PON.
12 | SV: Lê Quang Ghin
20 June 2014 Đồ án thiết kế tuyến cáp quang
• Cáp phối (cáp phân bổ từ splitter đến dây drop): có thể sử dụng cáp loose-tube
ho’c ribbon.
• Dây drop (kéo đến thuê bao).
Suy hao tín hiệu trong sợi quang có thể do ghép nối giữa nguồn phát quang với sợi quang,
giữa sợi quang với sợi quang và giữa sợi quang với đầu thu quang, bên cạnh đó quá trình
sợi bị uốn cong quá giới hạn cho phép cũng tạo ra suy hao. Các suy hao này là suy hao
ngoài bản chất của sợi, do đó có thể làm giảm chúng bằng nhiều biện pháp khác nhau.
Tuy nhiên, vấn đề chính ở đây ta xét đến suy hao do bản chất bên trong của sợi quang.

2.3.3 Cáp sợi quang
Thực tế, để đưa cáp quang vào sử dụng thì các sợi cần phải được kết hợp lại
thành cáp với các cấu trúc phù hợp với từng môi trường lắp đ’t. Do phụ thuộc vào môi
trường lắp đ’t nên cáp quang có rất nhiều loại: cáp chôn trực tiếp dưới đất, cáp treo trong
cống, cáp treo ngoài trời, cáp đ’t trong nhà, cáp thả biển

dẫn i rất mỏng. Để thiết bị hoạt động thì cần phải cấp một thiên áp ngược để vùng bên
trong rút hết các loại hạt mang. Khi có ánh sáng đi vào Photođiốt PIN thì sẽ xảy ra quá
trình như sau. Nếu một photon trong chùm ánh sáng tới mang một năng lượng h lớn
hơn ho’c ngang bằng với năng lượng dải cấm của lớp vật liệu bán dẫn trong Photođiốt thì
14 | SV: Lê Quang Ghin
20 June 2014 Đồ án thiết kế tuyến cáp quang
photon có thể kích thích điện tử từ vùng hoá trị sang vùng dẫn.Quá trình này sẽ phát ra
các c’p điện tử, lỗ trống. Thông thường, bộ tách sóng quang được thiết kế sao cho các hạt
mang này chủ yếu được phát ra tại vùng nghèo là nơi mà hầu hết các ánh sáng tới bị hấp
thụ (hình 3.2). Sự có m’t của trường điện cao trong vùng nghèo làm cho các hạt mang
tách nhau ra và thu nhận qua tiếp giáp có thiên áp ngược. Điều này làm tăng luồng dòng
ở mạch ngoài, với một luồng dòng điện sẽ ứng với nhiều c’p mang được phát ra và dòng
này gọi là dòng photon.
2.5.2 Photođiốt thác ADP
Để tăng độ nhạy điốt quang người ta ứng dụng hệ thống giống như hiệu ứng nhân
điện tử trong các bộ nhân quang điện.
Photođiốt thác ký hiệu APD (Avalanche photodiote) có đ’c tính tốt hơn đối với
tín hiệu nhỏ. Sau khi biến đổi các photon thành các điện tử thì nó khuếch đại ngay dòng
photo ở bên trong nó trước khi dòng này đi vào mạch khuếch đại tiếp sau và điều này
làm tăng mức tín hiệu dẫn tới độ nhạy máy thu tăng lên đáng kể. Để thu được hiệu ứng
nhân bên trong thì các hạt mang phải được tăng dần năng lượng tới mức đủ lớn để ion
hoá các điện tử xung quanh do va chạm với chúng. Các điện tử xung quanh này được đẩy
từ vùng hoá trị tới vùng dẫn rồi tạo ra các c’p điện tử- lỗ trống mới sẵn sàng dẫn điện.
Các hạt mang mới này tạo ra tiếp tục được gia tốc nhờ điện trường cao và lại có thể phát
ra các c’p điện tử- lỗ trống mới khác. Hiệu ứng này gọi là hiệu ứng thác.
Hình 2.5 Cấu trúc Photođiốt thác và trường điện trong vùng trôi
15 | SV: Lê Quang Ghin
20 June 2014 Đồ án thiết kế tuyến cáp quang
2.6 OLT
OLT cung cấp giao diện quang về phía mạng phối quang ODN và cung cấp ít nhất một

2.9.2 Quỹ thời gian lên.
Quỹ thời gian lên nhằm đảm bảo tính kỷ thuật của tuyến. Tán sắc của tuyến xác định tốc
độ bít giới hạn ho’c băng thông có thể sử dụng được được gọi là quỹ thời gian lên của
tuyến.
Thời gian lên của tuyến t
sys
được xác định bởi công thức:
17 | SV: Lê Quang Ghin
20 June 2014 Đồ án thiết kế tuyến cáp quang
t
sys
= sqrt(t
tx
2
+ t
mod
2
+ t
CD
2
+ t
PMD
2
+ t
RX
2
)
trong đó: t
tx
: Thời gian lên của máy phát.

= 0.1*8 = 0.8dB
 Sử dụng các bộ chia là 1:4, 1:4, 1:4, 1:128
=> Suy hao do bộ chia là: P
bộ chia
= 10log4 + 10log4 + 10log4 + 10log128 =
39.13dB
Vậy tổng công suất suy hao trên tuyến là:
P
suy hao
= P
sợi
+ P
bộ nối
+ P
hàn
+ P
bộ chia
= 2.8 + 7.5 + 0.8 + 39.13 = 50.23dB
4. Sử dụng phần mềm chuyên dụng optiwave để khảo sát hệ thống đã thiết kế
4.1. Mô hình thiết kế bằng phần mềm optiwave
Hình 4.1 Mô hình thiết kế bằng phần mềm optiwave
Tuyến trên gồm các thành phần chính:
 Máy phát: gồm dữ liệu điện, chuyển đổi mã NRZ, Laser, bộ điều chế ngoài
 Cáp quang: gồm sợi quang, bộ chia, bộ khuếch đại
 Máy thu : gồm bộ lọc thông, bộ lọc thông thấp, Photodiode, máy phân tích BER,
máy đo công suất, máy hiện sóng, máy phân tích quang phổ.
5. Các yếu tố xét đến khi thiết kế hệ thống thông tin quang trường Việt Hàn:
5.1. Khảo sát tốc độ dữ liệu
Thay đổi tốc độ dữ liệu, giữ nguyên các thông số ban đầu:
 Chiều dài 20 km

 Bước sóng 1550nm
Từ đó rút ra các tỉ số BER, Q, Pt tương ứng:
Bảng 5.2 Bảng so sánh Q, BER, Pt khi thay đổi công suất phát
21 | SV: Lê Quang Ghin
STT Pt(dBm) Q BER Pr(dBm)
1 -1 5.020 2.569e-007 -37.229
2 0 6.241 2.179e-010 -36.229
3 1 7.761 4.192e-015 -35.229
4 2 9.659 2.236e-022 -34.229
5 3 12.018 1.429e-033 -33.229
6 4 14.940 9.037e-051 -32.228
7 5 18.542 4.653e-066 -31.228
8 6 22.948 7.600e-117 -30.228
9 7 28.355 3.589e-177 -29.228
10 8 34.830 4.172e-266 -28.228
11 9 42.579 0 -27.228
12 10 51.531 0 -26.228
13 11 61.999 0 -25.229
14 12 73.559 0 -24.229
15 13 85.802 0 -23.229
16 14 98.547 0 -22.230
17 15 111.562 0 -21.230
18 16 123.702 0 -20.231
19 17 134.251 0 -19.232
20 18 142.583 0 -18.235
21 19 139.537 0 -13.285
20 June 2014 Đồ án thiết kế tuyến cáp quang
Pt=2 dBm Pt=6 dBm
Pt=12 dBm Pt=18 dBm
Hình 5.2: Dạng sóng của tín hiệu thu được tại máy phân tích BER trong 4 lần thay đổi Pt

5.4. Khảo sát tỷ lệ nhận tín hiệu trên nhiễu
Loại
photodiod
e
photodiode PIN. photodiode APD
BER
Hình 5.5 Kết quả khảo sát trong 2 lần thay đổi photodiot
Theo khảo sát ta thấy trên cùng một công suất, cùng một hệ thống nhưng
photodiode APD nhận tín hiệu nhiễu ít hơn photodiode PIN
4. Kết luận
Chúng ta đã thiết kế và tính toán một hệ thống thông tin quang phù hợp cho gần 8000
thuê bao tại huyện Triệu Phong tỉnh Quảng Trị với các thông số: λ =1550nm; Pt=9dBm;
Gain=10dB và Rb=1Gb/s, sử dụng sợi đơn mode, photodiot ADP thì tuyến phù hợp với
cơ sở lý thuyết.
24 | SV: Lê Quang Ghin
20 June 2014 Đồ án thiết kế tuyến cáp quang
Vì các điều kiện và kiến thức phục vụ cho việc đo đạc, kiểm tra ở huyện Triệu Phong
tỉnh Quảng Trị thực tế còn rất hạn hẹp nên việc mô phỏng bước đầu (được so sánh với
các kết quả tính toán) cho ra các kết quả khả quan đã cho thấy bài báo mang tính thực
tiễn cao và có thể áp dụng được vào thực tế. M’t khác bài toán có thể mở rộng nhiều
nhánh để tăng lên hàng trăm ngàn thuê bao, đáp ứng với nhu cầu thông tin liên lạc của
sinh viên ngày càng lớn.
TI LIỆU THAM KHẢO:
1.Đồ án tốt nghiệp đại học: thiết kế FTTH dựa trên mạng quang thụ động của
Hồng Đ’ng Ngọc Ân.
2. Tạp chí khoa học công nghệ số 4/2010.
3. Thông tin sợi quang , ts. Nguyễn Văn Tuấn.
4. Q-factor, JDSU Eningen GmbH , Germany.
5. Tài liệu học tập của thầy Nguyễn Vũ Anh Quang.
6. các tài liệu thu thập trên mạng, trang vntelecom.vn