Tính toán tối ưu tuyến thông tin sợi quang sử dụng khuếch đại hfa tốc độ bít cao

TÍNH TOÁN TỐI ƯU TUYẾN THÔNG TIN SỢI QUANG

SỬ DỤNG KHUẾCH ĐẠI HFA TỐC ĐỘ BIT CAO

OPTIMAL CALCULATION OF FIBER OPTIC COMMUNICATION LINK

USING HYBRID HFA AMPLIFIER AT HIGH BIT-RATE

NGUYỄN VĂN TUẤN

Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng

NGUYỄN TRẦN TÚ NHI

Công ty Acronics Systems

TÓM TẮT

Bài báo này đề xuất mô hình tính toán tuyến thông tin sợi quang sử dụng khuếch đại ghép lai

HFA tốc độ bit cao (gồm khuếch đại Raman phân bố kết hợp với 2 EDFA). Sau đó, xây dựng

lưu đồ thuật toán, viết chương trình tính toán bằng ngôn ngữ MathCAD nhằm xác định giá trị

tối ưu của các thông số như công suất bơm và chiều dài khuếch đại Raman, chiều dài sợi bù

tán sắc, độ khuếch đại của 2 EDFA và khoảng cách giữa chúng sao cho tỉ số OSNR tại đầu

vào máy thu đạt giá trị cực đại. Tiếp đến, xây dựng bảng kết quả tính toán và vẽ đồ thị cho

phép xác định ngay các thông số tối ưu tương ứng với các khoảng cách truyền dẫn khác

nhau. Kết quả này có thể được sử dụng hiệu quả trong công tác thiết kế tuyến nhằm nâng cao

chất lượng tín hiệu truyền dẫn.

ABSTRACT

In this paper, we propose the model for calculating Fiber Optic Communication Link using HFA

at High Bite-Rate (including combination of Distributed Raman Amplifier and 2 EDFAs). Then,

building algorithm chart and writing MathCAD-based calculating program are carried out to

determine the optimal values of parameters such as pumping power and length of Raman

Amplifier, length of DCF, Gain of two EDFAs and Span between them in order to achieve the

maximum of OSNR at Optic Receiver’s input. In addition, we calculate and find out the set of

optimal parameters corresponding to the different distances and present the results through

tables and the graphs. The results can be applied effectively in designing fiber optic

communication links to improve the quality of signal transferred through them.

1. Đặt vấn đề

Trong những năm gần đây, nhằm đáp ứng nhu cầu thông tin liên lạc ngày càng gia

tăng nhanh chóng với nhiều loại hình dịch vụ băng rộng khác nhau, người ta đã tiến hành các

thực nghiệm và triển khai nhiều tuyến thông tin sử dụng bộ khuếch đại ghép lai [1], [2], [3],

kết hợp giữa khuếch đại Raman phân bố và EDFA, gọi tắt là HFA. Thành công ban đầu của

các dự án này đã khẳng định được các ưu điểm nổi trội của HFA là khả năng tăng dung lượng

thông tin nhờ mở rộng băng thông truyền dẫn và nâng cao được tỉ số tín hiệu trên nhiễu

(OSNR) tại cuối tuyến. Hiệu quả việc khai thác các ưu điểm trên của HFA phụ thuộc chủ yếu

vào việc đề xuất các mô hình HFA và xác định các thông số tối ưu của các thành phần tạo nên

bộ khuếch đại này. Tuỳ thuộc vào cự ly thông tin, dung lượng truyền dẫn và tốc độ dữ liệu mà

người ta có thể chọn mô hình HFA phù hợp [4], [5], [6].

Trong phạm vi nghiên cứu tuyến truyền dẫn có khoảng cách từ 150km đến 300km, tốc

độ bit 10Gbit/s, chúng tôi đề xuất mô hình bộ khuếch đại ghép lai gồm khuếch đại Raman

phân bố sử dụng một bơm ngược chiều, kết hợp với hai khuếch đại EDFA và sợi quang bù tán

sắc đặt giữa chúng như hình1. Mô hình HFA cơ bản này có thể được mắc nối tiếp nhau (N x

HFA) để tạo nên tuyến thông tin có khoảng cách truyền dẫn cực lớn. Bước đầu, chúng tôi