johnnguyen2512
New Member
Download miễn phí Đồ án Thiết bị ghép kênh quanh mật độ cao theo bước sóng 1626LM
MỞ ĐẦU 3
CHƯƠNG 1. LÝ THUYẾT CHUNG VỀ THÔNG TIN QUANG VÀ WDM 4
I. THÔNG TIN QUANG, SỢI QUANG VÀ CÁP QUANG 4
1. Giới thiệu chung về thông tin quang 4
2. Ưu nhược điểm của hệ thống thông tin quang 5
3. Cấu tạo và đặc điểm các loại sợi quang 6
4. Các loại cáp quang 8
5. Các cửa sổ quang 11
II. LÝ THUYẾT DWDM 12
1. Nguyên lý ghép kênh theo bước sóng WDM 12
a. Nguyên lý 12
b. Tham số cơ bản 14
2. Lý thuyết DWDM 16
a. Các hiệu ứng khi truyền ánh sáng trên sợi quang 16
b, Hệ thống DWDM 18
c, Phân bố bước sóng của ITU: 24
CHƯƠNG 2. THIẾT BỊ GHÉP BƯỚC SÓNG CỦA ALCATEL - LUCENT 26
I. THIẾT BỊ GHÉP BƯỚC SÓNG 1626LM CỦA ALCATEL-LUCENT 26
1. Cấu trúc hệ thống 26
a, Bộ phát đáp 26
b, Bộ ghép tách Mux/Demux 26
c, Các bộ khuếch đại quang 26
2. Các dạng cấu hình cơ bản 27
a, Cấu hình đầu cuối đường dây 27
b, Bộ lặp đường dây (Line Repeater) 28
c, R-OADM (Optical Reconfigurable Add&Drop Multiplexer) 28
d, T-OADM cấp 2 (Optical Tunable Add & Drop Multiplexer - Degree 2) 29
e, Cấu hình T-OADM Cấp 3 (Optical Tunable Add & Drop Multiplexer –Degree 3 or Y node) 30
f, Cấu hình OADM OR (Optical Add & Drop Multiplexer & repeater) 31
CHƯƠNG 3.CÁC THIẾT BỊ ĐO KIỂM TRA 33
I. MÁY ĐO WDM MTS8000 33
1. Thân máy 33
2. Phân tích phổ OSA 35
3. Đo tán sắc mode phân cực PMD 39
4. Đo tán sắc bước sóng CD 47
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
uyền dẫn, đặc biệt là đối với các hệ thống hoạt động gần bước sóng tán sắc không (băng C). PMD có thể gây ra sự suy giảm nghiêm trọng đến chất lượng truyền dẫn, vì vậy cần có biện pháp khắc phục.- Hiệu ứng phi tuyến:
Hầu hết những hiệu ứng phi tuyến phụ thuộc vào cường độ và thực tế chỉ bắt đầu ở một ngưỡng nào đó. Chúng ta phân các hiệu ứng thành hai lớp sau:
Hiện tượng tán xạ:
- Tán xạ kích thích Raman.
- Tán xạ kích thích Brillouin.
+ Những đặc tính phi tuyến Kerr:
- Trộn bốn sóng.
- Điều chế cùng pha.
- Điều chế chéo pha.
Các hiện tượng phi tuyến này xảy ra ở tất cả các loại sợi quang, các cách ghép kênh. Tuy nhiên trong các hệ thống cũ chúng ta thường chỉ sử dụng 01 bước sóng trên một sợi quang, hay cùng lắm là 02 bước sóng trên một sợi quang, nên chúng không gây ảnh hưởng quá lớn, và chúng ta vẫn chấp nhận được. Tuy nhiên, với hệ thống DWDM thì ảnh hưởng của chúng là rát lớn, vì vậy cần có nhứng biện pháp khắc phục các hiện tượng này.
b, Hệ thống DWDM
Ta có sơ đồ khối của hệ thống DWDM như sau:
Hình 1.24 Sơ đồ khối cơ bản của hệ thống DWDM
Trong đó:
OTU là các khối thu phát quang (Optical transponded Unit).
OMU là khối ghép quang (Optical Multiplexing Unit).
BA, OLA, PA là các bộ khuyếch đại quang (Booster, On-line, Pre Amplifier).
ODU là các bộ giải ghép quang (Optical Demultiplexing Unit).
OSC là kênh giám sát quang (Optical Supervision Channel).
Trước tiên chúng ta định nghĩa một số thiết bị như:
Bộ cách ly: Là các linh kiện mà nó cho phép ánh sáng chỉ đi qua theo một chiều mà không suy hao (thực tế là suy hao rất nhỏ), và cấm ánh sáng đi theo chiều ngược lại (thực tế là có năng lượng phản xạ nhưng suy hao rất lớn cỡ 30dB).
Các bộ xoay: Là thiết bị có cấu trúc khá giống bộ cách ly, nó như một bộ cách ly đa cổng, phát từ đầu vào cổng một tới cổng hai, từ đầu vào cổng hai tới cổng ba và cứ như vậy. Nó được sử dụng trong hệ thống DWDM, thường tách hai chiều truyền dẫn riêng biệt trong hệ thống truyền dẫn định hướng kép, và có thể kết hợp với một số cấu trúc khác (ví dụ lưới Bragg).
Các bộ lọc và lưới: Là thiết bị trong kỹ thuật DWDM có chức năng lọc ra một bước sóng riêng biệt từ một bó các màu. Đánh giá một bộ lọc quang đó là qua khả năng cách ly và méo. Đây là hai yêu cầu khá mâu thuẫn với nhau.
Các bộ thu phát quang:
Như chúng ta đã biết, có một số vật chất khi bị kích thích (cấp năng lượng) sẽ bức xạ ra ánh sáng, và ngược lại có một số vật chất khi bị ánh sáng chiếu vào sẽ sinh ra năng lượng (dòng điện). Đây chính là nguyên lý của bộ thu phát quang (Laser diode, và Photodetector).
Bộ phát quang:
Hệ thống DWDM với khoảng cách kênh là khá hẹp thì yêu cầu các bộ phát ánh sáng băng hẹp để có thể có băng thông mỗi tín hiệu là nhỏ nhất.
Trước hết ta xác định một số yêu cầu của thiết bị phát như sau:
- Sai lệch bước sóng thấp.
- Băng hẹp.
- Sự ổn định bước sóng cao.
- Sự dịch tần số sóng mang cố định.
- Chúng ta có một số các loại bộ phát quang như sau:
- Diode phát quang
- Laser diode
- Fabry-Perot Laser
- Laser phản hồi phân bố (DFB)
- Laser bộ phản xạ Bragg phân bố (DBR)
- Laser phát xạ bề mặt khoang đứng (VCSEL)
- Laser điều hướng (Tunable laser).
Vậy chúng ta sẽ chọn loại laser nào, thực tế thì sự lựa chọn loại laser nào là sự xem xét cân bằng giữa các yếu tố là công suất phát của laser, khoảng điều khiển, và tốc độ điều khiển. Thực tế hiện nay các hệ thống ở nước ta thì bộ Laser diode (LD) vẫn được sử dụng phổ biến hơn cả dù rằng hiệu quả của nó không bằng các loại sau, nhưng nó đáp ứng được giá thành, và quan trọng hơn là nó vẫn đảm bảo được các yêu cầu trên trong khả năng cho phép của hệ thống.
Bộ thu quang:
Do những hiệu ứng xảy ra trên đường truyền thì việc sử dụng thiết bị thu quang cũng cần đáp ứng một số các yêu cầu khác nhau. Trước hết đó là yêu cầu về độ nhạy quang, các bộ thu quang đều hoạt động dựa trên nguyên lý quang điện vì vậy nó chỉ thực sự hoạt động tốt với nột cường độ ánh sáng tín hiệu lớn hơn mức ngưỡng nào đó (phụ thuộc vào thiết bị).
Chúng ta sử dụng hai hiệu ứng để thực hiện chế tạo các thiết bị biến đổi quang điện:
Hiệu ứng quang dẫn: Nhờ quá trình hấp thụ ánh sáng, sinh ra các cặp điện tử và lỗ trống, khi đặ trong từ trường ngoài sẽ sinh ra dòng điện. Tuy nhiên do cấu tạo của vật chất thì có thể tồn tại dòng ngay cả khi không có ánh sáng.
Hiệu ứng quang điện: Sử dụng tiếp giáp p-n để tạo ra một điện trường nội tại bên trong tiếp giáp chống lại sự tạo dòng khi không có ánh sáng. Và sử dụng một phân cực ngược bên ngoài để tạo dòng khi có ánh sáng tới. Các thiết bị kiểu này gọi chung là các photodiode, và chủ yếu người ta sử dụng loại thiết bị này.
Ta có các loại phôtôdiode đang được sử dụng như sau:
P-N photodiode
Diode PIN
Diode thác (APD, avalanche photo diode)
Hiện nay người ta sử dụng hai loại sau (PIN, và APD) do các ưu điểm của nó, như:
Xung dòng tách quang ít méo hơn.
Thời gian hình thành sườn trước xung dòng tách quang nhỏ hơn.
Có thêm hiệu ứng khuyếch đại dòng với APD (tuy nhiên cần có quá trình ổn nhiệt).
Các bộ khuyếch đại quang:
Các bộ khuyếch đại quang được sử dụng, cả trong WDM và DWDM, với các mục đích sau:
Bộ khuyếch đại lặp (in-line amplifier)
Bộ khuyếch đại đệm
Bộ tiền khuyếch đại
Hình 1.25 Các ứng dụng của bộ khuyếch đại
Hiện nay ta có các dạng khuyếch đại như sau:
Bộ khuyếch đại sợi pha tạp Erbium (EDFA).
Bộ khuyếch đại Raman.
Bộ khuyếch đại Brillouin.
Bộ khuyếch đại ống dẫn sóng pha tạp Erbium (EDWA).
Bộ khuyếch đại quang bán dẫn.
Tuy nhiên hiện nay ở nước ta thì các hệ thống DWDM vẫn chủ yếu sử dụng EDFA, vì vậy chúng ta sẽ nghiên cứu về bộ khuyếch đại sử dụng nguyên lý này.
Để thực hiện khuyếch đại thì cần đảm bảo tồn tại hai điều kiện, là:
Tuân theo nguyên lý bức xạ cưỡng bức.
Thoả mãn tồn tại điều kiện nghịch đảo mật độ.
Cấu hình bộ khuyếch đại EDFA:
Hình 1.26 Cấu hình bộ khuyếch đại EDFA
Trong đó:
Bộ cách ly có tác dụng chỉ cho phép ánh sáng chỉ truyền theo một chiều, và ngăn ánh sáng phản xạ theo chiều ngược lại.
Bộ WDM thực hiện ghép bước sóng ánh sáng tới và ánh sáng nguồn bơm vào sợi quang.
Đoạn sợi quang pha tạp có tỷ lệ pha tạp < 0.1%, và độ dài từ 10 đến 100m.
Nguồn bơm thực hiện phát ra một trong hai bước sóng 980 hay 1400nm, với công suất từ 10 đến 100 mW.
Hoạt động của EDFA:
Nhờ nguồn bơm, các ion Er sẽ hấp thụ và chuyển lên mức năng lượng cao hơn, sau đó nó sẽ phân rã không bức xạ xuống mức năng lượng thấp. Khi đủ điều kiện nghịch đảo mật độ và dưới tác động của ánh sáng tới có bước sóng nằm trong băng C, gây lên hiện tượng chuyển dời bức xạ cưỡng bức các ion Er xuống mức năng lượng ban đầu và thực hiện chức năng khuyếch đại. Hệ số khuyếch đại có thể đạt: G≈ 40dB.
Một số dạng khuyếch đại khác:
Khuyếch đại Raman/Brillouin: Dựa trên hiện tượng tán xạ Raman hay Brillouin để thực hiện khuyếch đại tín hiệu.
Khuyếch đại quang sợi nhưng sử dụng m