ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG CẢM BIẾN QUANG FBG TÍCH HỢP VỚI MẠNG QUANG DWDM

Abstract

Hiện nay, thế giới đang có sự phát triển và tạo ra nhanh chóng các công nghệ và giải pháp sợi quang mới, đặc biệt là sự phát triển của cách tử Bragg sợi quang (FBG-Fiber Bragg Grating). Đòi hỏi cần có sự khảo sát, đánh giá khi kết hợp chúng với nhau. FBG đã đạt được vị trí nổi bật trong các cảm biến sợi quang do có những ưu điểm nội trội so với các cảm biến cơ và điện, như không cần nguồn nuôi, độ nhạy cao, kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, khả năng chống nhiễu điện từ, dễ dàng ghép nhiều cảm biến FBG trên một sợi quang, v.v. Những ưu điểm này giúp sử dụng thành công cảm biến quang FBG trong các ứng dụng IoT là một lĩnh vực rất có tiềm năng phát triển. Trong các trường hợp triển khai cảm biến quang FBG để đảm bảo an toàn vận hành của kết cấu quan sát (ví dụ: tòa nhà, hầm, cầu, đường, đập nước - còn gọi là ứng dụng giám sát tình trạng kết cấu (SHM- Structural Health Monitoring)). Trong bài báo này, sử dụng phần mềm mô phỏng để chứng minh khả năng hiện thực hóa mạng cảm biến quang FBG được tích hợp trong mạng quang ghép kênh phân chia bước sóng mật độ cao (DWDM- Dense Wavelength Division Multiplexing). Đối với nghiên cứu này, thiết lập mô phỏng thử nghiệm cho mô hình cảm biến quang FBG đề xuất đo giám sát từ xa tích hợp cùng mạng truyền tải quang DWDM 8 kênh với khoảng cách kênh 100 GHz được điều chế NRZ 50%, hoạt động với tốc độ bit 10 Gbit/s. Không chỉ khoảng cách kênh, dạng tín hiệu điều chế, tốc độ bit truyền có vai trò quan trọng đối với hiệu năng của mạng cảm biến quang FBG tích hợp mà độ dài cáp quang đơn mode (SMF-Single Mode Fiber) kết nối cũng là một khía cạnh quan trọng cần đánh giá, đặc biệt là khi xem xét phạm vi tiếp cận của mạng cảm biến quang FBG tích hợp liên quan đến nhu cầu cảm biến cho ứng dụng SHM, chẳng hạn như - cơ sở hạ tầng giao thông và điện lực, nơi cáp quang thường được triển khai. Do đó, bài báo nghiên cứu tác động của mạng cảm biến quang FBG đến hệ thống truyền DWDM và sự cùng tồn tại của chúng trong một hệ thống, được đánh giá thông qua tham số hiệu năng tỷ lệ lỗi bit (BER) và cự li truyền tối đa được xác định sao cho BER trên mỗi kênh không vượt quá giá trị ngưỡng 1e-12.