Các Ch Ỉ Tiêu Đánh Giá Ch Ấ T L Ượ Ng M Ạ Ng Quang

 Multicast được truyền từ nhà ISP tới CMCTI. Đây là chương trình truyền

trên Tivi thông thường

3.4.4 Dịch vụ truyền số liệu VPN/MPLS

Dịch vụ truyền số liệu nội hạt liên tỉnh Gigawan dựa trên công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS (Multiprotocol Label Switching) đảm bảo việc truyền dữ liệu tốc độ cao, chất lượng, dễ dàng nâng cấp mở rộng phù hợp với các khách hàng có nhu cầu truyền dữ liệu đa điểm, tốc độ cao.

Dịch vụ GIGAWAN được các Doanh nghiệp trong khối ngân hàng, doanh nghiệp, bảo hiểm tài chính, tập đoàn xuyên quốc gia, Doanh nghiệp, tổ chức lớn có nhiều chi nhánh, văn phòng giao dịch ưa chuộng để truyền số liệu và chất lượng đường truyền ổn định, chi phí sử dụng thấp, đặc biệt là hỗ trợ khả năng support rất nhanh khi xảy ra sự cố kỹ thuật hay lỗi cáp... Hiện trên thị trường các ISP cung cấp với nhiều tốc độ khác nhau từ 128k, 256k, 1Mbps…Còn CMC TI chỉ cung cấp cho các đối tác có nhu cầu sử dụng từ tốc độ 1Mbps đến 450Mbps nội hạt hay liên tỉnh với giá thành phù hợp nhất.

3.5 Kết luận chương

Chương 3 đã nêu lên được mô hình mạng GPON tại công ty cổ phần viễn thông CMC TI. Tìm hiểu chi tiết về thiết bị GPON tại công ty- 7342 ISAM FTTU, và các dịch vụ đang được CMC TI cung cấp trên mạng GPON. Chương 4 sẽ mô phỏng hệ thống mạng GPON, các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng đường truyền như tốc độ bit, khoảng cách và tỉ lệ chia.

CHƯƠNG 4 : MÔ PHỎNG MẠNG FTTX THEO CHUẨN GPON

4.1 Giới thiệu chương

Chương 4 mô phỏng hệ thống mạng FTTx theo chuẩn GPON bằng phần mềm OptiSystem 7.0. Một số tình huống đưa ra để đánh giá sự phụ thuộc của hệ thống mạng quang vào các yếu tố như khoảng cách truyền, tốc độ bit, công suất phát, suy hao, phương thức mã hóa. Cụ thể, trong phần mô phỏng này gồm 2 phần:

 Phần 1: Mô phỏng các tham số cơ bản của mạng GPON

Bảng 0.1 Các thông số cơ bản mạng GPON

Đặc tính

Thông số
Tốc độ bit tối đa	2,488 Gbit/s đối với cả 2 hướng lên và xuống
Tỉ lệ chia (ONU/ONT)	1:16 hoặc 1:8
Mã đường dây	NRZ
Bước sóng	1550 nm xuống & 1310nm lên 1490 nm xuống & 1310nm lên
Khoảng cách	Khoảng cách tối đa giữa ONT và OLT 20 km

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 90 trang tài liệu này.

 Phần 2: Mô phỏng các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mạng GPON

- Khoảng cách

- Hệ số chia của Splitter

- Tốc độ bit

Khi hệ thống quang càng trở nên phức tạp hơn, các nhà khoa học và kỹ sư ngày càng phải áp dụng các kỹ thuật phần mềm mô phỏng tiên tiến hỗ trợ vấn đề thiết kế linh hoạt, hiệu quả. Bởi vậy, OptiSystem ra đời. Optisystem một phần mềm thiết kế các hệ thống quang chuyên nghiệp được xây dựng bởi Optiwave Systems Inc. Phiên bản OpticSystem 7.0 là phiên bản mới cung cấp các tính năng, tạo điều kiện mô phỏng và thiết kế các công nghệ mạng truy nhập quang mới. Môi trường mô phỏng mạnh mẽ cho phép người dùng kiểm tra, lập kế hoạch và mô phỏng các

hệ thống quang trong các lớp vật lý của một loạt các mạng quang thụ động: BPON, EPON, GPON. Hơn nữa, OptiSystem còn hỗ trợ các công cụ phân tích như giản đồ mắt, BER, Q-Factor, tín hiệu chirp để đánh giá hệ thống. Vì thế, trong phần mô phỏng này, sẽ sử dụng phần mềm mô phỏng OptiSystem 7.0.

4.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng mạng quang

4.2.1 Tỉ lệ lỗi bit BER

Định nghĩa: Là tỉ lệ bit bị lỗi trên tổng số bit truyền đi. Trong đó, xác suất lỗi

bit là một trong những cách hiệu quả để đánh giá tín hiệu một cách định lượng.

Khi máy thu nhận được tín hiệu quang, nó sẽ chuyển tín hiệu quang thành tín hiệu điện thông qua một photodiode. Sau đó, tín hiệu điện lại được khuếch đại tín hiệu nhờ một bộ khuếch đại. Tín hiệu này sau đó được lấy mẫu để tương ứng với mỗi bit, ta có một mức điện thế xác định. Với một ngưỡng cho trước, mức tín hiệu nào lớn hơn ngưỡng thì là bit “1”, ngược lại là bit “0”. Nếu nhiễu quá lớn, các mức điện thế có thể vượt qua ngưỡng để được đọc thành bit “1” và ngược lại tạo ra lỗi.. Nhờ kĩ thuật mã hóa sửa sai FEC, người ta có thể hạ thấp tỉ lệ lỗi bit từ 10-4 xuống còn 10-12. Tuy nhiên, thông thường tỉ lệ lỗi bit trong tín hiệu quang thường là 10-9. Cách tính BER với nhiễu biên độ tuân theo hàm phân bố Gaussian.

(a) (b)

Hình 4.1 Mối liên quan tín hiệu nhận được và hàm phân bố xác suất

Hình a chỉ ra dạng tín hiệu nhận được. Giá trị dòng điện I dao động từ I0 tới I1 và ID là dòng ngưỡng. Nếu I > ID thì đó là bit “1” còn ngược lại đó là bit “0”. BER có thể được tính theo xác xuất lỗi bit:

BER = P(1)P(0/1) + P(0)P(1/0) (4.1)

Trong đó:

 P(1) và P(0) là xác suất nhận được bit 1 và 0.

 P(0/1) là xác suẩt lựa chọn bit 0 khi bit 1 được nhận

 P(1/0) là xác suất lựa chọn bit 1 khi bit 0 được nhận

 Do có thể xảy ra trường hợp: P(1) = P(0) = 1/2. Khi đó:

BER = [P(0/1) + P(1/0)] (4.2)

Hình b chỉ ra xác suất P(0/1) và P(1/0) phụ thuộc vào hàm mật độ xác xuất P(I). Dạng hàm P(I) phụ thuộc vào thống kê nguồn nhiễu. Với nhiễu biên độ tuân theo hàm phân bố Gaussian, ta có:

(4.3)

(4.4)

(Mỗi một hàm Gaussian có một giá trị σ khác nhau.)

Trong đó erfc là hàm bù lỗi được định nghĩa như sau:

(4.5)

Thay vào công thức trên ta có:

(4.6)

Phương trình này chỉ ra rằng BER phụ thuộc vào dòng ngưỡng ID. Trên thực tế ID được đánh giá dựa trên giá trị BER nhỏ nhất. Trường hợp nhỏ nhất khi ID được chọn theo công thức:

(4.7)

Tính xấp xỉ ta có :

(4.8)

Suy ra:

(4.9)

Ta có: σ0 = σ1,

(4.10)

Khi đó, BER min. Khi đó P(1/0) = P(0/1). Điều này có thể nhìn thấy rõ trong hình (b). Thay các giá trị tìm được vào công thức tính BER ta có:

(4.11)

Với:

(4.12)

Phương trình trên chỉ ra mối quan hệ giữa BER và hệ số Q: Q giảm thì BER

tăng và ngược lại. Ta có thể thấy rõ điều đó thông qua đồ thị dưới đây:

Hình 4.2 Mối quan hệ giữa hệ số phẩm chất Q và tỉ lệ lỗi bit BER

4.2.2 Hệ số phẩm chất Q

Định nghĩa: Hệ số chất lượng tín hiệu là tỉ số tương đương với tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) của tín hiệu điện ở bộ thu sau khi được khuếch đại. Hệ số này được tính dựa theo công thức (4.12).

Hình 4.3 Hệ số Q tính theo biên độ

4.2.3 Đồ thị mắt

Định nghĩa: Biểu đồ mắt hay mẫu mắt là một hình ảnh cho thấy rất rõ mức độ méo của tín hiệu số. Ở đầu ra phần băng gốc của hệ thống (sau khi lọc băng gốc, trước khi lấy mẫu quyết định bit truyền là 1 hay 0), các hệ thống luôn có một điểm đo, từ đó dẫn tín hiệu vào một oscilloscope. Nếu tần số quét của oscilloscope bằng với tốc độ bit của tín hiệu thì trên màn hình hiển thị của oscilloscope, các tín hiệu sẽ dừng lại trùng lên nhau. Nếu xem mức tín hiệu dương là mí mắt bên trên, tín hiệu âm là mí mắt bên dưới, ta sẽ có một hình ảnh như một mắt người mở. Đó chính là mẫu mắt. Mẫu mắt với vô số tín hiệu đi vào oscillocscope thì chồng lên nhau. Những hình ảnh đó cho thấy mức độ méo của tín hiệu và độ dự trữ tạp âm.

Gọi giá trị đỉnh dương của tín hiệu không méo lý tưởng là 1 còn giá trị đỉnh âm của tín hiệu không méo lý tưởng là -1 thì độ mở của mẫu mắt lý tưởng sẽ là (2/2)x100% = 100%, trong thực tế thì độ mở mẫu mắt sẽ là khoảng trắng lớn nhất giữa các đường cong tín hiệu âm và dương, chia 2 và tín theo phần trăm. Mẫu mắt cảng mở (số % càng lớn ) thì chất lượng tín hiệu càng tốt. Ngược lại với độ mở mẫu mắt là độ đóng mẫu mắt

Mẫu mắt được gọi là mở nếu độ mở mẫu mắt lớn hơn 0. Mẫu mắt được gọi là đóng nếu độ mở bằng 0. Mẫu mắt thường là từ 20% – 30%, tùy theo hệ thống có mã chống nhiễu hay không. Mẫu mắt được xem là bình thường nếu ở khoảng lớn hơn 50 %. Thực tế thì yêu cầu lớn hơn, khoảng 75%.

Hình 4.4 mô tả chi tiết cách thức dựng lên đồ thị mắt. Giả sử ta có 8 chuỗi

bit lần lượt là “000”, “100”, “010”, “110”, “111”, “001”, “101”, “011”, “111”. Ứng

với các chuỗi bit đó ta có các dạng tín hiệu tương ứng. Ví dụ như với chuỗi bi “000”, ta sẽ có giá trị đỉnh âm của mẫu mắt (trong hình dưới lấy là đỉnh dương), với chuỗi bit “111”, ta sẽ có giá trị đỉnh dương của mẫu mắt (trong hình dưới lấy là đỉnh âm). Ngoài ra còn có một số chuỗi bit khác. Tổng hợp các chuỗi bit đó ta được đồ thị mắt tương ứng như hình vẽ. Nếu số chuỗi bit càng lớn thì hình dạng của biểu đồ mắt sẽ gồm rất nhiều đường chồng chập lên nhau. Ta có thể thấy rất rõ điều này

trong biểu đồ mắt ở Hình 4.5. Ở đây, đồ thị mắt được lấy trong một chu kì bit, độ

mở mắt là khoảng 50%, một con số có thể chấp nhận được trong thực tế.

Hình 4.4 Sự hình thành đồ thị mắt

Hình 4.5 cho ta thấy một kết quả thực tế của đồ thị mắt. Có rất nhiều chuỗi bit được tổng hợp lại ở phía thu tạo nên đồ thị mắt có hình dạng khá phức tạp.

Hình 4.5 Đồ thị mắt