THÔNG TIN QUANG GVHD: NGUYN V ANH QUANG

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 = = =


 !"#$%&'()*+

,&-.&'/0&-#1&2-345&6&'37&-
'8*"&'.&'9:';&2-345&<&=&'
7<&->3&-
?02@A
B@CDE@FE
SVTH: NGUYN VĂN BÌNH - MAI ĐĂNG TRUNG Trang 1
THÔNG TIN QUANG GVHD: NGUYN V ANH QUANG
?GHI
Với sự phát triển vô cùng mạnh mẽ của công nghệ thông tin nói chung và
kỹ thuật viễn thông nói riêng. Nhu cầu dịch vụ viễn thông phát triển rất nhanh
tạo ra áp lực ngày càng cao đối với tăng dung lượng thông tin. Cùng với sự
phát triển của kỹ thuật chuyển mạch, kỹ thuật truyền dẫn cũng không ngừng
đạt được những thành tựu to lớn, đặc biệt là kỹ thuật truyền dẫn trên môi trường
cáp sợi quang. Tương lai cáp sợi quang được sử dụng rộng rãi trên mạng viễn
thông và được coi như là một môi trường truyền dẫn lý tưởng mà không có một
môi trường truyền dẫn nào có thể thay thế được. Các hệ thống thông tin quang
với ưu điểm băng thông rộng, cự ly xa, không ảnh hưởng của nhiễu và khả năng
bảo mật cao,phù hợp với các tuyến thông tin xuyên lục địa đường trục và có
tiềm năng to lớn trong việc thực hiện các chức năng của mạng nội hạt với các
cấu trúc linh hoạt và đáp ứng mọi loại hình dịch vụ hiện tại và tương lai.
Chúng em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới 'J4-K!-345&6

WDM Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bước sóng
OTN Optical Transmission Network Mạng truyền dẫn quang
MUX Multiplexer Ghép kênh
DEMUX Demutiplexer Tách kênh
SBS Supplementary and Bearer Service Kiểu dịch vụ mang và bổ sung
CMP Continuous Presence Multipoint Đa điểm liên tục
DCF Dispersion Compensation Fibers Sợi bù tán sắc

SVTH: NGUYN VĂN BÌNH - MAI ĐĂNG TRUNG Trang 3
THÔNG TIN QUANG GVHD: NGUYN V ANH QUANG
LMPQ
LMRS

TUF2VWXYZ[\]^T_
`abL
SVTH: NGUYN VĂN BÌNH - MAI ĐĂNG TRUNG Trang 4
THÔNG TIN QUANG GVHD: NGUYN V ANH QUANG
c 0';3:'3&-
FcF['K&;*
WDM ( Wavelength Division Multiplexing) ghép kênh theo bước sóng là kỹ thuật dùng trong
hệ thống đa kênh của miền quang. Cho phép truyền nhiều bước sóng khác nhau trên cùng một
sợi quang.
FcEd:$e*
 Tận dụng tài nguyên dải tần rất rộng của sợi quang
 Có khả năng truyền dẫn nhiều tín hiệu
 Giảm nhu cầu xử lý tốc độ cao cho một số kinh kiện quang – điện
 Kênh truyền dẫn IP
 Có khả năng truyền hai chiều trên cùng một sợi quang
 Cấu hình có tính linh hoạt, tính kinh tế và độ tin cậy cao
FcEcFT3$e*

Rx1
RxN
D
E
M
U
X
Truyền
t/h trên
sợi quang
EDFA
EDFA
Khuếch
đại tín
hiệu
Khuếch
đại tín
hiệu
Ghép tín
hiệu
Tách tín
hiệu
Phát tín
hiệu
Thu tín
hiệu
THÔNG TIN QUANG GVHD: NGUYN V ANH QUANG
• Tách tín hiệu là sự phân chia luồng ánh sáng tổng hợp thành các tín hiệu ánh sáng riêng rẽ
tại mŠi cổng đầu ra của bộ tách.
Hiện nay đã có các bộ ghép/ tách tín hiệu WDM như: bộ lọc màng mỏng điện môi,

khuếch đại quang hai chiều.
Hình 2: Hệ thống ghép kênh đơn-song hướng
Cả hai hệ thống đều có những ưu nhược điểm riêng. Giả sử rˆng công nghệ hiện tại
ch† cho phép truyền N bước sóng trên một sợi quang, so sánh hai hệ thống ta thấy:
SVTH: NGUYN VĂN BÌNH - MAI ĐĂNG TRUNG Trang 6
THÔNG TIN QUANG GVHD: NGUYN V ANH QUANG
− Xét về dung lượng, hệ thống đơn hướng có khả năng cung cấp dung lượng cao
gấp đôi so với hệ thống song hướng. Ngược lại, số sợi quang cần dùng gấp đôi so với hệ
thống song hướng.
− Khi sự cố đứt cáp xảy ra, hệ thống song hướng không cần đến cơ chế chuyển
mạch bảo vệ tự động APS (Automatic Protection-Switching) vì cả hai đầu của liên kết đều có
khả năng nhận biết sự cố một cách tức thời.
− Đứng về khía cạnh thiết kế mạng, hệ thống đơn hướng khó thiết kế hơn vì còn
phải xét thêm các yếu tố như: vấn đề xuyên nhiễu do có nhiều bước sóng hơn trên một sợi
quang, đảm bảo định tuyến và phân bố bước sóng sao cho hai chiều trên sợi quang không
dùng chung một bước sóng.
Các bộ khuếch đại trong hệ thống song hướng thường có cấu trúc phức tạp hơn trong hệ thống
đơn hướng. Tuy nhiên, do số bước sóng khuếch đại trong hệ thống song hướng giảm ½ theo
mŠi chiều nên ở hệ thống song hướng, các bộ khuếch đại sẽ cho công suất quang ngõ ra lớn
hơn so với ở hệ thống đơn hướng.
c -34.&q'!p$r&-
Hình 3. Nguyên lý ghép kênh theo bước sóng
Nguyên lý cơ bản của ghép kênh theo bước sóng là ghép tất cả các bước sóng khác nhau
của một nguồn phát quang vào cùng một sợi dẫn quang nhờ bộ ghép kênh MUX và truyền
dẫn các bước sóng này trên cùng sợi quang. Khi đến đầu thu, bộ tách kênh quang sẽ phân tách
để nhậ lại các bước sóng đó.
c K:'ost>!&-';'i&-bL
AcFr-'lmK:'%&';3!3>+
Bộ ghép/tách tín hiệu (Coupler) là thiết bị quang dùng để kết hợp các tín hiệu truyền đến
từ các sợi quang khác nhau. Nếu Coupler ch† cho phép ánh sáng truyền qua nó theo một

Nguyên lý hoạt động của bộ MUX/DEMUX cũng tương tự như bộ Coupler. Tuy nhiên, bộ
coupler/splitter thực hiện ghép tách tín hiệu có cùng bước sóng, còn bộ MUX/DEMUX thực
hiện ghép tách tín hiệu ở các bước sóng khác nhau.
Acxr:'34e&*p:'v37&-
Theo chức năng, bộ chuyển mạch đơn sẽ cho phép/hoặc không cho phép tín hiệu ánh sáng
đi qua. Chuyển mạch chuyển tiếp 1x2 hướng tín hiệu ánh sáng từ sợi quang thứ nhất sang sợi
quang thứ hai hoặc sang sợi quang thứ ba. Bộ chuyển mạch chuyển tiếp 2x2 có thể kết nối hai
sợi quang này với hai sợi quang khác.
AcCr:'34e&$ys/0:"8&-
Bộ chuyển đổi bước sóng là thiết bị chuyển đổi tín hiệu có bước sóng này ở đầu vào ra
thành tín hiệu có bước sóng khác ở đầu ra.
Có bốn phương pháp chế tạo bộ chuyển đổi bước sóng: phương pháp quang-điện, phương
pháp cửa quang, phương pháp giao thoa và phương pháp trộn bước sóng.
TUE2z^N[NWX
bL^FCcw{@P|}~`UB
I. `g$h('i:j7';'i&-
SVTH: NGUYN VĂN BÌNH - MAI ĐĂNG TRUNG Trang 8
THÔNG TIN QUANG GVHD: NGUYN V ANH QUANG
Hình 4. Sơ đồ khối hệ thống
Hình 5. Sơ đồ quận Ngũ Hành Sơn
cF •'=&''o(o';'i&->34n&#1&v37&-
- Chiều dài tuyến là 25Km
- Với số lượng 16.470 hộ gia đình chia đều trên hai tuyến đường:
Đường Trường Sa với số lượng ít hộ gia đình nên ta đặt một bộ chia 1:100 cho cả
tuyến đường.
SVTH: NGUYN VĂN BÌNH - MAI ĐĂNG TRUNG Trang 9
THÔNG TIN QUANG GVHD: NGUYN V ANH QUANG
Đường Lê Văn Hiến kéo dài đến Trần Đại Nghĩa và chia ra hai đoạn nhỏ là đường
Mai Đăng Chơn và Nguyễn Duy Trinh nên ta đặt ba bộ chia 1 :100 cho cả tuyến.
cE %&'!K&"34'7!>.&34o&

= (25:3) -1 ≈ 7 (mối)
• P
mối hàn1
= 0,3 x 7= 2,1 (dB/mối)
- Suy hao phân đoạn từ Quận Ngũ Hành Sơn đến bộ chia 1:100 với khoảng cách là
18 km
n
2
= (18:3) – 1 = 5 (mối)
• P
mối hàn2
= 0,3 x 5= 1,5 (dB/mối)
- Suy hao mối hàn từ bộ chia 1:100 đến bộ chia 1:100 đường Mai Đăng Chơn với
khoảng cách là 5 km
n
3
= (5:3) -1 ≈ 1 (mối)
• P
mối hàn3
= 0,3 x 1= 0,3 (dB/mối)
- suy hao mối hàn từ bộ chia 1:100 đến bộ chia 1:100 đường Nguyễn Duy Trinh
với khoảng cách là 7 km.
n
4
= (7:3) -1 ≈ 1 (mối)
• P
mối hàn4
= 0,3 x 1= 0,3 (dB/mối)
=> Tổng suy hao mối hàn trên tuyến là.
P

hàn
+ P
bộ chia
= 7,5 + 3 + 4,2 + 80 = 94,7 (dB)
II. •'€&-';'i&-s•&-'J&*n*^Z``]
Hình 6. Mô phỏng bˆng phần mềm OPTISTYSTEM
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 ghép/tách kênh, bộ khuếch đại
 Máy thu : Photodetector PIN, máy phân tích BER, máy đo công suất, máy hiện sóng,
máy phân tích quang phổ.
III. K:4o3i‚l$o&(''o(o';'i&-'•&-&v37&-3ƒ&-6 &'
`g&D „&-
wcFc [',!"K:•&-"3…'KZ+
Thay đổi công suất phát giữ nguyên các thông số ban đầu
 Tốc độ bít Rb = 1024Mb/s
SVTH: NGUYN VĂN BÌNH - MAI ĐĂNG TRUNG Trang 11
THÔNG TIN QUANG GVHD: NGUYN V ANH QUANG
 Chiều dài tuyến = 25 km
 Hệ số khuếch đại G =4dB
 Bước sóng 1550nm
Từ đó rút ra các t† số BER, Q tương ứng
Bảng 1. Bảng so sánh Q, BER, Pt khi thay đổi công suất phát
Kết luận: Thông qua việc mô phỏng ta thấy công suất phát càng lớn thì t† lệ lŠi bit
BER càng nhỏ. Công suất từ 3->5dBm thì BER = 0 nên ta chọn công suất từ 3->5 thì
hệ thống lý tưởng.
SVTH: NGUYN VĂN BÌNH - MAI ĐĂNG TRUNG Trang 12
STT Pt(dBm) Q BER
1 -1 29.848 2.97417e-196
2 0 33.4544 7.01366e-246

wcAc [',!"K†;&'ƒ&%&';3>.&&'53
Loại
photodiod
e
photodiode PIN. photodiode APD
SVTH: NGUYN VĂN BÌNH - MAI ĐĂNG TRUNG Trang 14
THÔNG TIN QUANG GVHD: NGUYN V ANH QUANG
BER
Hình 10. 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 PIN nhận tín hiệu nhiễu ít hơn photodiode APD.
IV. [o3ƒ&
Qua học phần Thông Tin Quang do thầy Nguyễn Vũ Anh Quang em đã thiết kế và tính
toán một hệ thống thông tin quang phù hợp cho gần 16.470 thuê bao tại Quận Ngũ
Hành Sơn thành phố Đà Nẵng với các thông số: λ =1550nm; Pt=3dBm; Gain=4dB và
SVTH: NGUYN VĂN BÌNH - MAI ĐĂNG TRUNG Trang 15
THÔNG TIN QUANG GVHD: NGUYN V ANH QUANG
Rb=2.5Gb/s, sử dụng sợi đơn mode, photodiot PIN thì tuyến phù hợp với cơ sở lý
thuyết.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Vũ Anh Quang đã nhiệt tình
giúp đỡ em trong thời gian thực hiện đồ án, và các anh chị trên uỷ ban nhân dân Quận
Ngũ Hành Sơn đã cung cấp thông tin hộ gia đình và bản đồ cho em làm đồ án.
?W[R^2
1. Thông tin sợi quang , ts. Nguyễn Văn Tuấn.
2. TS. Vũ Văn San, “Hệ thống thông tin quang sử dụng kỹ thuật WDM”, tạp chí bưu
chính viễn thông số 9-1999
3. Giáo trình “Kỹ thuật thông tin quang 2” (dùng cho sinh viên hệ đào tạo đại học từ
xa)_Ths. ĐŠ Văn Việt Em.
5. Tài liệu học tập của thầy Nguyễn Vũ Anh Quang.
6. các tài liệu thu thập trên mạng, trang vntelecom.vn