Mô phỏng tuyến thông tin quang sử dụng ghép kênh WDM và kĩ thuật mã hóa kênh NRZ

Mô phỏng tuyến thông tin quang sử dụng ghép kênh WDM và kĩ thuật mã hóa kênh NRZ

MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG SỬ

Phân tích hệ thống:

Môi trường truyền dẫn: - SMF có độ dài 80km, suy hao 0.2dB/km, độ tán sắc

17ps/nm.km SMF1 có độ dài 30km suy hao 0.2dB/km, độ tán sắc 17ps/nm.km DCF có

độ dài 22km ( với bù tan sắc tương ứng) suy hao 0.5dB/km, độ tán sắc -85ps/nm.km

- Sử dụng 3 bộ EDFA EDFA G=10dB, EDFA1 G=11dB, EDFA2 G=8dB

Máy thu: Trước khi vào bộ tách sóng mang thì đi qua bộ giải ghép kênh để tách các kênh từ đầu phát đến ra từng kênh tương ứng nhờ vào phototodiode PIN để đưa đến bộ đo tín hiệu BER.

PTX=-2dBm, kênh 5, kênh 7

5

PTX=-2dBm, kênh 10, kênh 12

PTX=-2dBm, kênh 14, kênh 16

Bảng thống kê:

Kênh 1: 191.7 THz

PTX(dbm) PRX(dbm) BER Q-4 -20.735 1.76E-7 5.009-3.5 -20.454 2.625E-8 5.36-3 -20.139 2.09E-9 5.798-2.5 -19.823 2.3E-10 6.15-2 -19.488 1.5E-11 6.57-1.5 -19.149 7.2E-13 7.0072-1 -18.807 8.555E-15 7.603-0.5 -18.434 4.644E-16 7.969

0 -18.042 3.595E-18 8.5470.5 -17.677 3.69E-20 9.059

1 -17.272 7.595E-22 9.4721.5 -16.861 6.683E-25 10.18

2 -16.434 7.03E-27 10.612.5 -16.001 5.13E-30 11.266

3 -15.603 4.24E-35 12.2553.5 -15.180 3.05E-39 13.006

4 -14.728 7.769E-44 13.79Kênh 3:192.1 THz

PTX(dbm) PRX(dbm) BER Q-4 -20.615 6.51E-8 5.206-3.5 -20.312 6.035E-9 5.630-3 -20.007 5.919E-10 6.017-2.5 -19.680 2.56E-11 6.507-2 -19.344 1.085E-12 6.963-1.5 -18.991 3.524E-14 7.43-1 -18.631 5.700E-16 7.955-0.5 -18.265 3.515E-18 8.56

0 -17.886 1.753E-20 9.150.5 -17.474 4.78E-23 9.766

1 -17.060 1.44E-26 10.556

Kênh 5:192.5 THz

PTX(dbm) PRX(dbm) BER Q-4 -20.402 6.545E-10 6.031-3.5 -20.093 1.444E-11 6.619-3 -19.789 6.219E-13 7.068-2.5 -19.456 7.800E-15 7.651-2 -19.112 1.037E-17 8.46-1.5 -18.756 3.922E-20 9.08-1 -18.407 4.04E-23 9.807-0.5 -17.999 1.101E-28 11.026

0 -17.617 8.963E-32 11.6480.5 -17.220 1.817E-37 12.717

1 -16.825 1.313E-44 13.9431.5 -16.401 3.412E-49 14.676

2 -15.978 1.072E-57 15.9502.5 -15.550 1.348E-67 17.315

3 -15.077 7.059E-78 18.633.5 -14.640 9.585E-75 18.236

4 -14.224 1.259E-76 18.471Kênh 7:192.9THz

PTX(dbm) PRX(dbm) BER Q-4 -20.126 2.889E-9 5.782-3.5 -19.814 1.431E-10 6.267-3 -19.489 7.038E-12 6.719-2.5 -19.147 1.323E-13 7.274-2 -18.788 9.722E-16 7.910-1.5 -18.424 7.046E-14 8.501-1 -18.038 1.370E-20 9.197-0.5 -17.642 2.571E-23 9.847

0 -17.250 1.008E-26 10.6070.5 -16.843 2.394E-30 11.359

1 -16.462 3.099E-35 12.3031.5 -16.011 9.142E-38 12.764

2 -15.585 3.14E-48 14.5212.5 -15.163 1.142E-48 14.588

3 -14.705 1.166E-56 15.7953.5 -14.249 1.120E-64 16.918

4 -13.801 1.209E-63 16.776

11

Kênh 9:193.3THz

PTX(dbm) PRX(dbm) BER Q-4 -20.033 3.814E-05 3.874-3.5 -19.725 1.116E-5 4.161-3 -19.376 3.314E-6 4.429-2.5 -19.030 7.859E-7 4.728-2 -18.672 1.165E-7 5.100-1.5 -18.309 2.403E-8 5.389-1 -17.923 2.728E-9 5.767-0.5 -17.531 2.023E-10 6.190

0 -17.132 5.325E-12 6.7400.5 -16.749 3.574E-13 7.121

1 -16.331 2.468E-15 7.7771.5 -15.485 7.801E-18 8.477

2 -15.458 3.266E-21 9.3392.5 -15.019 8.086E-23 9.723

3 -14.574 2.636E-28 10.9373.5 -14.151 4.061E-34 12.092

4 -13.684 6.203E-43 13.661

Kênh 11:193.7 THz

PTX(dbm) PRX(dbm) BER Q-4 -20.316 6.508E-7 4.777-3.5 -19.996 8.929E-8 5.161-3 -19.666 1.578E-8 5.474-2.5 -19.340 1.339E-9 5.894-2 -18.992 1.148E-10 6.286-1.5 -18.619 8.953E-12 6.669-1 -18.253 5.589E-13 7.064-0.5 -17.867 2.280E-14 7.494

0 -17.478 3.216E-16 8.0330.5 -17.092 2.997E-18 8.588

1 -16.682 1.482E-19 8.824

Kênh 13:194.1 THz

PTX(dbm) PRX(dbm) BER Q-4 -20.494 3.084E-8 5.343-3.5 -20.196 3.764E-9 5.709-3 -19.881 5.344E-10 6.030-2.5 -19.560 2.706E-11 6.493-2 -19.204 8.371E-13 6.996-1.5 -18.850 1.259E-14 7.560-1 -18.491 1.263E-15 7.852-0.5 -18.124 4.275E-18 8.535

0 -17.728 1.778E-21 9.3920.5 -17.341 2.543E-23 9.827

1 -16.946 2.108E-25 10.2981.5 -16.537 2.258E-27 10.724

2 -16.108 1.370E-38 12.8972.5 -15.695 1.482E-41 13.412

3 -15.244 1.464E-49 14.7163.5 -14.841 1.568E-58 16.052

4 -14.343 3.198E-65 16.981

Kênh 15:194.5 THz

PTX(dbm) PRX(dbm) BER Q-4 -20.588 3.616E-10 6.114-3.5 -20.283 2.229E-11 6.541-3 -19.967 9.751E-13 6.993-2.5 -19.668 7.722E-14 7.337-2 -19.327 3.340E-15 7.744-1.5 -18.987 3.199E-17 8.313-1 -18.629 6.941E-19 8.754-0.5 -18.263 6.525E-21 9.263

0 -17.882 4.615E-23 9.7760.5 -17.472 1.787E-24 10.199

1 -17.069 5.878E-28 10.8571.5 -16.650 1.204E-30 11.408

2 -16.241 4.206E-33 11.8892.5 -15.823 1.019E-35 12.381

3 -15.386 8.195E-39 12.9383.5 -14.956 1.567E-42 13.581

4 -14.472 2.368E-43 13.717

13

Kết quả biểu diễn bằng matlab:

1 Công suất Phát:

BER và PTX

Biểu diễn tỉ lệ lỗi bit của các kênh 1,5,9,13,15

2 Công suất thu:

BER và PRX

3 Hệ số phẩm chất:

Q và PTX

15

3.2 Khảo sát theo bit rate:

- Khảo sát lần lượt các tốc độ bit từ 1Gbps-10Gbps

- Kết quả:

rate(Gbs)

rate(Gbs)

+ Công suất phát 4dBm

Bit

rate(Gbs)

10 -14.509 6.68E-67 17.209 -4.224 1.26E-59 18.47 -13.813 3.60E-37 15.867

9 -14.515 5.07E-88 19.835 -14.197 1.76E-54 15.465 -13.813 7.41E-39 12.951

8 -14.519 2.43E-58 16.029 -14.192 6.18E-53 15.236 -13.761 6.18E-65 16.95

7 -14.511 6.98E-53 15.224 -14.197 3.83E-55 15.568 -13.776 9.58E-61 16.37

6 -14.502 1.10E-129 24.18 -14.172 2.93E-130 24.23 -13.785 5.22E-104 21.61

Bit rate(Gbs) Kênh 11 Kênh 14

Nhận xét :

- Với tốc độ bit không thay đổi

+ Khi công suất phát càng tăng thì công suất thu càng tăng, Q càng tăng và BER càng giảm -> chất lượng tín hiệu càng tốt

- Với cùng 1 công suất phát :

+ Nếu tốc độ bít càng tăng thì BER càng tăng, Q càng giảm

+ Khi 1 công suất đến đầu vào máy thu, sự sai khác của các công suất này là rất ít tuy nhiên kết quả đầu ra (BER va Q) lại khác nhau rất đáng kể Điều này cho thấy các máy thu hoạt động trong các hệ thống thông tin sợi quang có độ nhạy rất tốt

- Từ kết quả ta thấy muốn máy thu hoạt động tốt ở BER xác định thì công suất thu cũng phải xác định Khi yêu cầu tốc độ bít tăng lên mà vẫn đảm bảo yêu cầu BER đó thì công suất đầu vào của nó phải đủ lớn

- Vì vậy khi thay đổi công suất phát thì giới hạn thay đổi đến một mức nào đó thỏa yêu cầu đề bài tăng chất lượng hệ thống, nếu tăng quá lớn thì sẽ làm tăng thành phần nhiễu trong hệ thống cũng như khuếch đại công suất đầu vào máy thu quá lớn làm cháy

photodiode