report

1. I. HỆ THÔNG QUANG GHÉP KÊNH DWDM

2. 1. Giới thiệu về hệ thống DWDM
• Mạng DWDM (Dense
Wavelength Division
Multiplexing) là một
công nghệ truyền thông
quang học tiên tiến, được
sử dụng rộng rãi trong
ngành viễn thông để tăng
cường khả năng truyền
dẫn thông tin trên các
mạng quang.

3. 1. Giới thiệu về hệ thống DWDM
• Mạng DWDM có khả năng truyền các tín hiệu có bước sóng
khác nhau trong cùng một sợi quang, với khả năng bao phủ
khoảng cách cực dài từ hàng trăm đến hàng nghìn km. Nó
được đặc trưng bởi hiệu suất truyền khoảng cách siêu dài và
khả năng truyền nhiều bước sóng trong một sợi quang.

4. 1. Giới thiệu về hệ thống DWDM
Sơ đồ mạng cáp quang biển trên toàn thế giới

5. 1. Giới thiệu về hệ thống DWDM
• DWDM sử dụng công nghệ ghép kênh phân chia bước sóng
dày đặc để truyền đồng thời nhiều bước sóng tín hiệu khác
nhau qua một sợi quang. Các dải bước sóng thường được chia
thành băng tần C và băng tần L, với khoảng cách bước sóng
chặt chẽ, cho phép truyền đồng thời một lượng lớn luồng dữ
liệu qua một sợi quang và đạt được băng thông cao.

6. 1. Giới thiệu về hệ thống DWDM
• DWDM có thể chứa nhiều kênh hơn WDM.
• Nếu mỗi kênh mang 100Gbps dữ liệu, thì với 160 kênh trên
mỗi sợi cáp quang.
• DWDM có thể có dung lượng lên đến 1.6Tbps dữ liệu trên
mỗi sợi cáp quang.

7. 2. BỘ KHUẾCH ĐẠI QUANG - EDFA
• Bộ khuếch đại quang EDFA là một lựa chọn thích hợp hơn
cho phương pháp khuếch đại tín hiệu cho các hệ thống
DWDM, do độ nhiễu thấp và không nhạy với phân cực tín
hiệu.
• EDFA (Bộ khuếch đại sợi pha tạp Erbium) cho hệ thống
WDM.
• Đóng vai trò là một phần tích hợp của truyền dữ liệu đường
dài.
• Có thể khuếch đại tín hiệu quang trực tiếp mà không cần phải
chuyển đổi tín hiệu thành tín hiệu điện trước khi khuếch đại.

8. 2. BỘ KHUẾCH ĐẠI QUANG - EDFA
Bộ khuếch đại EDFA là gì?
• Là bộ khuếch đại quang được triển khai nhiều nhất trong hệ
thống WDM
• Sử dụng sợi quang thủy tinh pha tạp Erbium làm môi trường
khuếch đại quang để tăng cường tín hiệu trực tiếp.
• Môi trường thu được sợi pha tạp erbium khuếch đại ánh sáng
ở các bước sóng nằm trong vùng lân cận 1550nm, các bước
sóng quang bị suy giảm tối thiểu trong các sợi quang.
• EDFA hoạt động tốt nhất trong phạm vi 1530 đến 1565nm, có
độ nhiễu thấp, có thể khuếch đại đồng thời nhiều bước sóng,
làm cho nó trở thành bộ khuếch đại sợi được lựa chọn cho
hầu hết các ứng dụng trong truyền thông quang học.

9. 2. BỘ KHUẾCH ĐẠI QUANG - EDFA
Ba loại bộ khuếch đại EDFA cho kết nối DWDM
• Bộ khuếch đại tăng áp.
• Bộ khuếch đại nội tuyến.
• Bộ tiền khuếch đại.

10. 2. BỘ KHUẾCH ĐẠI QUANG - EDFA
EDFA hoạt động như thế nào?
• EDFA bao gồm chiều dài của EDF (sợi pha tạp Erbium), laser
bơm và bộ kết hợp WDM. Bộ kết hợp WDM là để kết hợp tín
hiệu và bước sóng bơm, để chúng có thể truyền đồng thời
thông qua EDF.
• Tín hiệu quang, như tín hiệu 1550nm, đi vào bộ khuếch đại
EDFA từ đầu vào. Tín hiệu 1550nm được kết hợp với laser
bơm 980nm với thiết bị WDM. Tín hiệu và laser bơm đi qua
một chiều dài sợi pha tạp với các ion Erbium. Tín hiệu
1550nm được khuếch đại thông qua tương tác với các ion
Erbium pha tạp. Hành động này khuếch đại tín hiệu quang
yếu thành công suất cao hơn, tạo ra sự tăng cường độ tín hiệu.

11. 3. Nguyên lý hoạt động
• Khi nhận được tín hiệu, các tín hiệu khác nhau sẽ được điều
chế trên các bước sóng tương ứng, với mỗi bước sóng tương
ứng với một kênh độc lập.

12. 3. Nguyên lý hoạt động
• Sau khi điều chế hoàn tất, các tín hiệu này được kết hợp thành
một sợi quang duy nhất ở đầu phát, tạo thành tín hiệu quang
nhiều bước sóng.

13. 3. Nguyên lý hoạt động
• Khi tín hiệu quang nhiều bước sóng này được truyền qua sợi
quang đến đầu thu, nó sẽ trải qua quá trình phân kênh bước
sóng, được tách thành các bước sóng khác nhau.

14. 3. Nguyên lý hoạt động
• Các tín hiệu được tách kênh sau đó được giải điều chế,
chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện và trích xuất
các luồng dữ liệu gốc.

15. 3. Nguyên lý hoạt động
• Cuối cùng, các luồng dữ liệu từ mỗi kênh được khôi phục về
dạng ban đầu và được gửi đến thiết bị đích.

16. 4. Các thành phần của hệ thống
• Các thành phần của một thống bao gồm máy phát và hệ thống
DWDM truyền máy thu quang, Mux/DeMux DWDM (bộ kết
hợp), OADM (bộ ghép kênh thêm/thả quang), bộ khuếch đại
quang và bộ phát quang (bộ biến đổi bước sóng).

17. 5. Lợi ích của mạng DWDM
• Băng thông dung lượng cao
• Truyền dẫn đường dài
• Độ tin cậy và dự phòng cao
• Giảm chi phí
• Tính linh động và khả năng mở rộng

18. II. PHẦN MỀM OPTISYSTEM

19. 1. Giới thiệu về phần mềm DWDM
• Optisystem là một phần mềm mô phỏng hệ thống thông tin
quang. Phần mềm này có khả năng thiết kế, đo đạt, kiểm tra
và thực hiện tối ưu hóa rất nhiều loại hệ thống thông tin
quang, dựa trên khả năng mô hình hóa các hệ thống thông tin
quang trong thực tế.

20. 2. Lợi ích cụ thể
• Cung cấp cái nhìn sâu sắc toàn cầu về hiệu suất hệ thống
• Đánh giá độ nhạy của tham số hỗ trợ các thông số kỹ thuật
về dung sai thiết kế
• Trình bày trực quan các phương án và kịch bản thiết kế cho
khách hàng tiềm năng
• Cung cấp quyền truy cập đơn giản vào bộ dữ liệu đặc tính
hệ thống mở rộng
• Cung cấp khả năng quét và tối ưu hóa tham số tự động
• Tích hợp với dòng sản phẩm Optiwave

21. 3. Các ứng dụng
OptiSystem cho phép người dùng lập kế hoạch, kiểm tra và
mô phỏng (trong cả miền thời gian và tần số):
• Thiết kế mạng WDM / TDM hoặc CATV
• Thiết kế mạng vòng SONET / SDH
• Thiết kế bộ phát, kênh, bộ khuếch đại, và bộ thu thiết kế bản
đồ phân tán
• Đánh giá BER và penalty của hệ thông với các mô hình bộ
thu khác nhau
• Tính toán BER và quĩ công suất tuyến của các hệ thông có
sửng dụng khuếch đại quang.
• Thay đổi hệ thống tham số BER và tính toán khả năng liên
kết.

22. III. THIẾT KẾ HỆ THỐNG QUANG SỬ DỤNG
PHẦN MỀM OPTISYSTEM

23. 1. Yêu cầu thiết kế
• Xây dựng phương án thiết kế hệ thống thông tin quang
DWDM có sử dụng khuếch đại quang EDFA với các yêu cầu
thiết kế như sau:
• - Tốc độ bit: 10 Gbit/s
• - Cự ly truyền dẫn: 300 km
• - Số lượng kênh bước sóng: 32 kênh

24. 2. Thiết kế tuyến phát quang

25. 2. Thiết kế tuyến phát quang

26. 2. Thiết kế tuyến phát quang

27. 2. Thiết kế tuyến phát quang

28. 3. Thiết kế tuyến truyền dẫn quang
Sợi quang sử dụng G.652 có các tham số: tại cửa sổ truyền
1550nm thì:
+ Suy hao sợi: 0.2dB
+ Độ tán sắc: 0.335 ps/nmkm
+ Độ dốc tán sắc (≤ 0.092 ps/nm^2/k): 0.075 ps/nm^2/k

29. 3. Thiết kế tuyến truyền dẫn quang
Do khoảng cách đường truyền lớn, để thuận tiện cho việc mô
phỏng, ta sử dụng bộ Sloop đóng vai trò như một bộ nhân các
vòng lặp.
Chọn chiều dài sợi G.652 là 60km, số bộ lặp là: 300km/60km =
5 bộ

30. 3. Thiết kế tuyến truyền dẫn quang
Do sợi quang có suy hao tán sắc nên trong tuyến truyền dẫn sẽ sử
dụng bộ bù tán sắc DCF.
Thông số bù tán sắc:
+ Giả sử sợi G652 có chiều dài là L1 = 50km
+ Độ tán sắc là: D1 = 16.75 ps/nm.km
+ Độ dốc tán sắc: 0.075 ps/nm^2/k
+ Chiều dài sợi bù tán sắc (DCF) là L2 = 60km – 50km = 10km
+ Thì độ bù tán sắc D2 = -D1*L1/L2 = -50*16.75/10 = -83
ps/nm.km
+ Đọ dốc tán sắc: 0.375 ps/nm^2/k

31. 3. Thiết kế tuyến truyền dẫn quang

32. 3. Thiết kế tuyến truyền dẫn quang
Khuếch đại quang EDFA: Do suy hao sợi quang nên cần sử dụng
bộ khuếch đại EDFA để bù suy hao sợi.
+ L1 = 50km thì suy hao sợi là; 50*0.2 = 10dB, độ lợi của bộ
khuếch đại EDFA là 10 dB
+ L2 = 10km thì suy hao sợi là: 10*0.2 = 5dB, độ lợi của bộ
khuếch đại EDFA là 5dB

33. 3. Thiết kế tuyến truyền dẫn quang

34. 4. Thiết kế tuyến thu

35. 5. Tổng quan hệ thống

36. 5. Kết quả mô phỏng
Quang phổ tín hiệu phía phát

37. 5. Kết quả mô phỏng
Quang phổ tín hiệu phía thu

38. 5. Kết quả mô phỏng
Công suất tín hiệu phía phát
Công suất tín hiệu phía thu

39. 5. Kết quả mô phỏng
Tỉ lệ lỗi BER
- Mắt quang

40. 5. Kết quả mô phỏng
Tỉ lệ lỗi BER
- BER của một kênh

41. IV. KẾT LUẬN

42. • DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) đóng vai trò quan trọng trong
việc đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về truyền thông và Internet. Công nghệ này
không chỉ là một cột mốc quan trọng trong lịch sử phát triển của ngành viễn thông,
mà còn là một công cụ mạnh mẽ giúp tối ưu hóa sự sử dụng tài nguyên mạng và
tăng cường hiệu suất truyền dẫn.
• Trong tương lai, việc nghiên cứu và áp dụng DWDM tiếp tục đóng vai trò quan
trọng trong việc nâng cao khả năng truyền thông của mạng và thúc đẩy sự phát triển
của các ứng dụng kỹ thuật số. Với sự tiếp tục đổi mới và tối ưu hóa, DWDM sẽ tiếp
tục đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng một hệ thống truyền thông quang
linh hoạt, mạnh mẽ và tiên tiến hơn, đáp ứng được những thách thức và cơ hội của
thế giới kỹ thuật số ngày nay và trong tương lai.

43. Cảm ơn thầy và các bạn đã chú
ý lắng nghe !