Tài liệu Báo cáo thực hành chuyên sâu học phần quang

[i] 6 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG I ----- ----- BÁO CÁO THỰC HÀNH CHUYÊN SÂU HỌC PHẦN: QUANG Giảng viên giảng dạy: Th.S. Lê Thanh Thủy Hà Nội, 3/2019 [ii] NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ----------------- .............................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. Tp.HÀ NỘI , ngày tháng năm 2019 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN MỤC LỤC Chương I : OTISYTEM..........................................................................................1 [iii] Bài 1: Mục đích : khảo sát và so sánh đặc tính điều biến trong các kỹ thuật điều biến khác nhau được sử dụng trong bộ phát quang...................................................1 A.Khảo sát đặc tính bộ phát quang LD sử dụng điều biến trực tiếp......................1 B. khảo sát đặc tính bộ phát quang LD sử dụng điều chế ngoài..........................14 Bài 2 : Khảo sát độ nhạy bộ thu quang sử dụng thành phần diode thu quang khác nhau......................................................................................................................... 21 A. Khảo sát bộ thu quang sử dụng pin.............................................................21 B. Khảo sát bộ thu quang sử dụng APD..........................................................24 Bài 3 :Khảo sát tuyến truyền dẫn quang..................................................................28 A.Khảo sát tuyến truyền dẫn sợi quang sử dụng sợi đơn mode chuẩn (SSMF)...28 B.Khảo sát tuyến truyền dẫn sợi quang sử dụng sợi bù tán sắc DCF..................31 Bài 4 : Khảo sát hệ thống truyền dẫn quang ghép kênh theo bước sóng WDM......39 A. Khảo sát hiệu năng hệ thống và xác định công suất phát tối ưu.................39 B. Khảo sát hiệu năng hệ thống truyền dẫn quang WDM và xác định giới hạn khoảng cách truyền dẫn.......................................................................................46 Chương II. Dịch vụ MyTV....................................................................................49 1. Sơ đồ lý thuyết....................................................................................................49 2 .Bài thực hành: BTH-DV-myTV- Setup..............................................................49 2.1 Các bước thực hiện........................................................................................49 2.2 Kết quả đạt được và nhận xét........................................................................50 3.Bài thực hành: BTH-DV-myTV- Follow.............................................................50 3.1. Các bước thực hiện.................................................................................50 3.2. Kết quả đạt được và nhận xét..................................................................51 Chương III: Dịch vụ HSI.......................................................................................54 1.Sơ đồ lý thuyết.....................................................................................................54 2.Bài thực hành: BTH-DV-HSI-01-CONFIG.........................................................54 [iv] 2.1Các bước thực hiện.........................................................................................54 2.2 Kết quả đạt được và nhận xét.....................................................................55 3Bài thực hành: BTH-DV-HSI-02-INTERNET......................................................57 3.1Các bước thực hiện.........................................................................................57 3.2 Kết quả đạt được và nhận xét.....................................................................57 [v] Chương I : OTISYTEM Bài 1: Mục đích : khảo sát và so sánh đặc tính điều biến trong các kỹ thuật điều biến khác nhau được sử dụng trong bộ phát quang A.Khảo sát đặc tính bộ phát quang LD sử dụng điều biến trực tiếp 1.Sơ đồ khối : Chuỗi PRBS Bộ tạo Laser – Phương Bộ thu xung NRZ trình tốc độ quang Rx Máy hiện sóng OSA OTDV Hình 1.1 sơ đồ khối hệ thống 2.Sơ đồ thiết kế : [vi] Hình 1.2 Sơ đồ khối sử dụng LD sử dụng điều biến trực tiếp 2.1 Tham số hệ thống : Tốc độ: 2.5 Gbit/s Độ dài chuỗi bit: 32 bit Số mẫu: 512 mẫu/mỗi bit [vii] Hình 1.3 Tham số hệ thống [viii] 2.2 Kiểm tra và hiệu chỉnh tham số dòng kích thích laser trước khi chạy mô phỏng Hình 1.4 Hiệu chỉnh tham số laser 3.Kết quả mô phỏng - Trường hợp 1: Dòng định thiên (Bias current) lớn hơn dòng ngưỡng + Dòng định thiên: 38 mA + Kết quả:  Tín hiệu sau bộ tạo xung NRZ [ix] Hình 1.5 : Tín hiệu sau bộ tạo xung NRZ với dòng đinh thiên lớn hơn dòng ngưỡng  Dạng phổ sau bộ laser [x] Hình 1.6 Dạng phổ tín hiệu sau bộ laser với dòng đinh thiên lớn hơn dòng ngưỡng  Dạng sóng [xi] Hình 1.7 Dạng sóng dòng đinh thiên lớn hơn dòng ngưỡng  Chirp tần [xii] Hình 1.8 Chirp tần tín hiệu với dòng đinh thiên lớn hơn dòng ngưỡng  Biểu đồ mắt Hình 1.9 Biểu đồ mắt với dòng đinh thiên lớn hơn dòng ngưỡng [xiii]  Dạng sóng tín hiệu thu Hình 1.9 Dạng sóng tín hiệu thu với dòng đinh thiên lớn hơn dòng ngưỡng Nhận xét: Khi dòng định thiên của laser nhỏ hơn dòng ngưỡng, laser hoạt động như một led.  BER Hình 2.0 :BER với dòng đinh thiên lớn hơn dòng ngưỡng [xiv] - Trường hợp 2: Dòng định thiên (Bias current) nhỏ hơn dòng ngưỡng + Dòng định thiên: 29 mA + Kết quả:  Tín hiệu sau bộ tạo xung NRZ Hình 2.1 Tín hiệu sau bộ tạo xung NRZ với dòng định thiên nhỏ hơn dòng ngưỡng [xv]  Dạng sóng Hình 2.2 Dạng sóng tín hiệu với dòng định thiên nhỏ hơn dòng ngưỡng [xvi]  Chirp tần Hình 2.3 Chirp tần với dòng định thiên nhỏ hơn dòng ngưỡng  Phổ tín hiệu Hình 2.4 Phổ tín hiệu với dòng định thiên nhỏ hơn dòng ngưỡng  BER [xvii] Hình 2.5 BER với dòng định thiên nhỏ hơn dòng ngưỡng  Biểu đồ mắt Hình 2.6 Biểu đồ mắt với dòng định thiên nhỏ hơn dòng ngưỡng Nhận xét: 1. Khi dòng định thiên của laser lớn hơn dòng ngưỡng, laser hoạt động đúng bản chất của nó. [xviii] 2. Dựa vào biểu đồ mắt trong hai trường hợp và biểu đồ BER ta thấy tín hiệu khi laser có dòng kích thích lớn hơn dòng ngưỡng sẽ cho tín hiệu ra ổn định hơn. 3. Khi dòng định thiên của laser nhỏ hơn dòng ngưỡng, laser hoạt động như một led.  Kết luận: Trong điều biến trực tiếp Thường sử dụng phương pháp điều chế cường độ (IM): điều khiển cường độ ánh sáng biến đổi theo tín hiệu truyền dẫn.  Nhược điểm: có hiện tượng chirp, đặc biệt khi dòng kích thích lớn (>100mA). Chirp ít ảnh hưởng đến hệ thống đơn kênh, ảnh hưởng nhiều đến hệ thống đa kênh (dùng với tốc độ <=2,5 Gb/s) 1. Băng thông điều chế bị giới hạn bởi tần số dao động tắt dần của laser 2. Xảy ra hiện tượng chirp (dịch tần), tăng độ rộng phổ nguồn phát không sử dụng điều chế trực tiếp cho các hệ thống tốc độ >1Gbit/s; không nên dùng cho hệ thống DWDM 3. - Không dùng được cho các mạng đòi hỏi công suất quang lớn (>30mW) vì chế tạo được các mạch điều chế trực tiếp với dòng kích thích lớn (>100mA) rất phức tạp B. khảo sát đặc tính bộ phát quang LD sử dụng điều chế ngoài 1. Sơ đồ khối Chuỗi PRBS Laser CW Bộ tạo OSA xung NRZ MZM Bộ thu quang Rx OTDV Máy hiện sóng [xix] 2. Sơ đồ thiết kế Hình 2.7 Sơ đồ thiết kế sử dụng bộ điều chế MZM 2.1 Tham số hệ thống Tốc độ: 2.5 Gbit/s Độ dài chuỗi bit: 32 bit Số mẫu: 32 mẫu/mỗi bit [xx] 2.2 Kiểm tra và chỉnh tham số bộ điều chê MZM trước khi chạy mô phỏng Hình 2.7 : Kiểm tra và chỉnh tham số bộ điều chê MZM 3.Kết quả chạy mô phỏng và nhận xét - Trường hợp 1: Hệ số đối xứng của MZM (symmetry factor) bằng -1  Dạng sóng sau bộ tạo xung NRZ