Tóm tắt Luận án Tiến sĩ ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông: Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiễu trong bộ khuếch đại quang và tác động của nó đến hiệu năng của mạng truy nhập

Luận án tập trung giải quyết vấn đề nâng cao hiệu năng cho mạng truy nhập quang đa bước sóng sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã quang OCDMA, ghép kênh phân chia theo bước sóng mật độ cao DWDM và các bộ khuếch đại quang EDFA, khuếch đại quang Raman phân bố được bơm bằng công suất thấp (
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông: Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiễu trong bộ khuếch đại quang và tác động của nó đến hiệu năng của mạng truy nhập ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Bùi Trung Ninh NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA NHIỄU TRONG BỘ KHUẾCH ĐẠI QUANG VÀ TÁC ĐỘNG CỦA NÓ ĐẾN HIỆU NĂNG CỦA MẠNG TRUY NHẬP Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông Mã số: 62.52.02.08 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ, TRUYỀN THÔNG Hà Nội – 2016 1 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP LRPON 1.1. Tổng quan về mạng truy nhập Những tiến bộ về mặt công nghệ trong mạng đường trục, mạng doanh nghiệp và mạng gia đình cùng với sự bùng nổ của lưu lượng truy cập Internet đã làm chậm đáng kể dung lượng của mạng truy nhập. Tại phần cuối của mạng viễn thông hiện nay vẫn còn tồn tại “điểm tắc nghẽn” giữa mạng LAN dung lượng cao và mạng đường trục. Để giảm bớt “tắc nghẽn” về băng thông này, sợi quang và các nút quang được đưa tới gần hơn phía người dùng và công nghệ mạng quang thụ động PON ngày càng được chú ý bởi ngành công nghiệp viễn thông và được xem như giải pháp hữu ích cho mạng truy nhập. 1.2. Các công nghệ hỗ trợ PON Các công nghệ hỗ trợ PON bao gồm TDM, WDM và OCDM. 1.3. Mạng quang thụ động khoảng cách dài LR-PON Mạng LR-PON là một kiến trúc được đề xuất cho phép kết hợp mạng metro và mạng truy nhập lại với nhau, mở rộng khoảng cách của mạng truy nhập từ 20 km chuẩn tới 100 km. Các kỹ thuật kéo dài khoảng cách hoàn toàn thụ động sẽ thu hút hơn đối với các nhà mạng. Các nghiên cứu gần đây cho thấy, việc sử 2 dụng các bộ khuếch đại quang tại tổng đài trung tâm (CO) và/hoặc tại tổng đài nội hạt là rất cần thiết để quỹ công suất của mạng PON khoảng cách dài (LR-PON) được đảm bảo. 1.4. Một số kiến trúc LR-PON đã đƣợc triển khai Một số kiến trúc LR-PON đã được triển khai như LR-PON dựa trên TDM, GPON, WDM, TDM và CWDM, TDM và DWDM, CDM à DWDM. 1.5. Các tham số đánh giá hiệu năng của hệ thống mạng LR-PON Tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SNR): Được định nghĩa là tỉ số giữa công suất tín hiệu và công suất nhiễu. Tỉ lệ lỗi bít BER: Là tỉ số giữa số bit thu được bị lỗi trên tổng số bit được phát đi trong một đơn vị thời gian. 1.6. Các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu năng của mạng LR-PON Đối với mạng LR-PON đa bước sóng sử dụng công nghệ OCDMA và DWDM thì giới hạn về hiệu năng chủ yếu do các yếu tố sau: suy hao, tán sắc, nhiễu của bộ khuếch đại, nhiễu đa truy nhập MAI, hiệu ứng tự điều pha, hiệu ứng điều chế xuyên pha, hiệu ứng trộn bốn bước sóng, tán sắc mốt phân cực… 1.7. Nhiễu và các kỹ thuật xử lý nhiễu trong mạng LRPON Như đã trình bày trong phần 1.7 một trong những yếu tố ảnh hưởng đáng kể đến hiệu năng của 3 mạng LR-PON đó chính là nhiễu trong bộ khuếch đại quang, khi các bộ khuếch đại này được sử dụng trong mạng. Trong phần này chúng ta sẽ khảo sát cụ thể về loại nhiễu này cũng như các kỹ thuật đã và đang được sử dụng để khắc phục ảnh hưởng của chúng. Các giải pháp đã và đang được đề xuất để hạn chế nhiễu MAI và nhiễu ASE trong các hệ thống mạng sử dụng kỹ thuật OCDMA bao gồm: tăng độ dài mã quang, sử dụng bộ hấp thụ bão hòa dựa trên sợi (SA) hoặc cửa sổ thời gian quang (OTG) hoặc kết hợp giữa SA với bộ tách sóng hấp thụ hai photon (TPA) hoặc bộ thu kết hợp giữa bộ khuếch đại quang bán dẫn có hệ số khuếch đại nằm trong vùng bão hòa và bộ SA (SASOA) cũng cho phép cải thiện hiệu năng của mạng quang thụ động tương đương với kỹ thuật xác định ngưỡng dựa trên sợi (bộ lọc Mamyshev). Tuy nhiên một số vấn đề gặp phải với các giải pháp này đó là yêu cầu chiều dài của sợi phi tuyến và/hoặc xung clock đồng bộ để khôi phục thành công tín hiệu gốc trong sự có mặt của MAI, dễ bị ảnh hưởng bởi những thay đổi trong điều kiện môi trường, chi phí cao, tăng độ phức tạp của hệ thống thu hoặc phát. Các kỹ thuật được sử dụng để để hạn chế ảnh hưởng của nhiễu trong bộ khuếch đại Ranman trên mạng LR-PON bao gồm: sử dụng bộ lọc dải phổ hoặc lọc miền thời gian để giảm nhiễu trộn của ASE trong băng và ngoài băng hoặc có thể dựa vào tính chất phân cực của nhiễu và tín hiệu để khử nhiễu ASE. Để giảm nhiễu tán xạ Rayleigh kép có thể sử dụng các bộ cách ly quang đặt giữa các bộ khuyếch đại. Ví dụ với các hệ thống sử dụng 2 4 bộ khuyếch đại Raman tập trung và bộ cách ly quang sẽ cho hệ số tạp âm thấp hơn 5.5 dB. Để giảm ảnh hưởng của nhiễu RIN, các cấu hình bơm ngược được sử dụng để thay đổi thời gian sống (tại trạng thái năng lượng cao) cân bằng với thời gian truyền dẫn qua sợi, còn nếu cấu hình bơm thuận được sử dụng, thì yêu cầu các nguồn bơm phải có độ ổn định cao và nhiễu thấp để tránh ảnh hưởng của nhiễu RIN. Các phương pháp xử lý nhiễu nêu trên mới chỉ được nghiên cứu và áp dụng trên các mạng đường trục mà chưa được nghiên cứu triển khai trong các hệ thống mạng truy nhập, đặc biệt là mạng LR-PON sử dụng kỹ thuật ghép kênh DWDM và khuếch đại Raman. 1.8. Các nghiên cứu liên quan đến luận án Các hướng nghiên cứu chính hiện nay về hệ thống LR-PON bao gồm: ...