Các hệ thống thông tin quang Nghiem Xuan Anh

Các hệ thống thông tin quang thầy Nghiem Xuan Anh

C¸c HÖ Thèng Th«ng Tin Quang Msc.Eng.NghiêmXuânAnh 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 2 Nhữngnộidungchính I. HệthốngthôngtinquangIMDD II. Hệthốngthôngtinquangcoherent 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 3 I.GiớithiệuHệthốngTTQIMDD HệthốngTTQIMDDlàgì? sử dụng điều biến cường độ (IMIntensity Modulation),và táchsóngtrựctiếpDD(DirectDetector) thôngtinvềphacủatínhiệukhôngđóngvaitròquan trọng(khácbiệtvớihệthốngTTQCoherent) Hệ thống TTQ IMDD ra đời đầu tiên, đã và đang đượcsử dụng rộng rãi trong mạng quang tại Việt namvànhiềunướckhác.Tốcđộhiệnnayđạt(2,5 ¸ 10Gb/s(STM4,STM16) 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 4 I.1NguyênlýhệthốngIMDD 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 5 I.1.1.PhíaMáyPhát Phíaphátthựchiện biếnđổitínhiệu điện đầuvào thành tín hiệu quang tương ứng và phát tín hiệu quang nàyvàosợiquang để thựchiệnviệctruyền thôngtin. [Máy phát thực hiện điều chế nguồn quang (LED hoặc LD) bằng dòng tín hiệu điện (digital hoặc analog)cầntruyền].Tứclà,côngsuấtquangratỷlệ tuyếntínhvớidòngđiềubiến Þ Kiểuđiềuchếnày gọilàđiềuchếcườngđộIM(IntensityModulation). 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 6 Intensitymodulation 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 7 I.1.2.Truyềntintrênsợiquang Côngsuấttínhiệubịtổnhaotrongquátrìnhtruyền ánhsángdọctheochiềudàicủasợi(dohấpthụcủa tạpchất,củabảnthânvậtliệu,hấpthụđiệntử,suy haodouốncong,tánxạvv…) Þ Lengthlimitted! Suyhaocôngsuất(suyhaoxen)docácphầntửtrên tuyến(bộnối,mốinối,mốihàn,cácbộghép/xenrẽ kênh,cácbộchuyểnđổi…) Þ Lengthlimitted! Méo(dãnxung)tínhiệudotánsắc(tánsắcgiữacác mode,tánsắcmode(tánsắcvậntốcnhóm),tánsắc dẫnsóng,tánsắcvật liệu,tánsắc phân cựcmode vv Þ Bitratelimitted!. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 8 I.1.3.PhíaMáyThu Sóngtínhiệuquangđượcphátđitừphíaphátsaukhi tới bộ thu quang được biến đổi thành tín hiệu điện (nhờphotodiode),đượckhuếchđạivàkhôiphụcthành tínhiệucódạngnhưởđầuvàothiếtbịphátquang. Photodiode(O/E)thựchiện táchsóngtheoluật bình phươngvìnóbiếnđổicôngsuấtquangthuđượctrực tiếpthànhdòngđiện(dòngphoto)tạiđầuracủanó. Þ bộthukiểunàyđượcgọilàbộthutáchsóngtrựctiếp (DD).CácphotodiodecóthểlàpinhoặcAPD. Tách sóngtrựctiếpđượcbiểuhiệnlàởmáythuquang,tín hiệuđượctách ratrực tiếp ởbăng gốcmà khôngcó bấtkỳxửlýhoặcbiếnđổinào. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 9 I.2.TỷsốtínhiệutrênnhiễuSNR Tỷsốtínhiệu/nhiễu(SNR)làthamsốrấtquantrọng trong bộ tách sóng quang.Nó xác định chất lượng của bộ thu quang tương tự và là yếu tố chủ yếu quyếtđịnhđộnhạycủabộthuquangsố. Saukhitínhiệuquanglantruyềnquamộtcựlydài, công suất của nó rất thấp. Do đó cần có bộ thu quang tốt, bộ tách sóng quang và các mạch điện khuếchđạisaunóphảikếthợptốiưuđểchoraSNR cao.Tứclà: Bộtáchsóngquangcầncóhiệusuấtlượngtửcaođểphát racôngsuấttínhiệulớn,và 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 10 SNR(continued…) Nhiễucủabộtáchsóngquangvàbộkhuếchđạiđiệnphải càngthấpcàngtốt. Tỷ sốtínhiệutrênnhiễucủaphotodiodeđượcxácđịnh là Tỷ sốSNRcủabộthuphotodiodepinđượcviếtlà: 2 2 đ s  p I SNR = + = ¹i khuÕch bé nhiÔu suÊt C«ng sãng t¸ch bé nhiÔu suÊt C«ng photo dßng tõ hiÖu tÝn suÊt C«ng enLBldine in pin BFRTkIIRPeB PR SNR )/4()(2 2 2 + + + = 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 11 SNR(continued.) Tronggiớihạnnhiễunhiệt(s s << s T )khiđó Còntronggiớihạnnhiễulượngtử(s s >> s T )thì Note: Trong các bộ thu quang thực tế sử dụng tách sóngpin,nhiễutrộilànhiễunhiệt(dobộtáchsóng cóđiệntrởtảitáchsóngnênnósinhradòngnhiễu nhiệtkhálớnđểtạoranhiễunhiệt.) neB L inpin FTBk R PRSNR 4 2 2 = e in e in pin Bh P eB RP SNR n h 22 = = F n :HệsốnhiễucủabộKĐ (*) 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 12 SNR(continued.) Trong nhiều bộ thu quang, dòng nhiễu nhiệt hiệu dụng lớn gấp khoảng 20 lần dòng nhiễu lượng tử hiệudụngvàkhoảng100lầndòngtốihiệudụng. Tươngtự,tỷsốSNRcủabộthuquangdùngAPDlà Tronggiớihạnnhiễunhiệt(s s << s T )thìSNR APD là: vớihyvọngcóthểcảithiệnM 2 sovớibộthupin. enLBleAdine in APD BFRTkIeBFMIRPeB MRP SNR )/4(2)(2 )( 2 2 + + + = neB L inAPD FTBk R PMRSNR 4 2 22 = 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 13 SNR(continued.) Ngượclại,tronggiớihạnnhiễulượngtử,(s s >> s T ),lúc nàytacó Vàtrongtrườnghợpnày,tỷsốtínhiệutrênnhiễuSNR củabộthudùngphotodiodeAPDlạibịgiảmđibởihệ sốnhiễutrộiF A sovớibộthuphotodiode pin. TrongđóFAđượcxácđịnhbằngthựcnghiệmxấpxỉlà Vớixlàphântửgam,=0.3vớiphotodiodethácSilic,= 0.7đ/vInGaAs,=1vớiGermanium. Ae in Ae in APD FBh P FeB RP SNR n h  22 = = x A MF » 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 14 I.3.Độnhạycủabộthuquang Độ nhạy thu là tham số quan trọng nhất đánh giá khảnăngvàchấtlượngcủaHTTTQ. Độnhạycaothểhiệnkhảnăngthuđượcmứccông suấtquangrấtthấp. ĐộnhạythucaochophépthiếtkếđượccácHTTTQ cótốcđộcaovàcựlyxa.Nóbịtácđộngtrựctiếp bởitỷsốSNRcủabộtáchsóngquang.TứclàSNR càngcaothìđộnhạycàngcao. eSNR chỉ đủ để đánh giá chất lượng tín hiệu thu trongtruyềndẫnanalogcó đápứngtiêuchuẩnđề rahaykhông,còn 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 15 Độnhạythu–sơđồthamchiếu Trong thôngtinquang số, độnhạythuluôn bịràng buộc bởi tỷ số lỗi bit BER. Độ nhạy được thể hiện bằng một công suất quang tối thiểu có thể có thể đảmbảotỷsốlỗibitBERđãcho.(Thườngđượcxác địnhtạimộtđiểmthamchiếutrướcbộnốithuR) S C TX (Bộnốiphát) R C RX (bộnốithu) Khốimáyphát Khốimáythu Sợiquang 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 16 Độnhạythu–cácđiểmthamchiếu Slàđiểmthamchiếutrênsợiquangngaysaubộnối phátC TX ,cònRlàđiểmthamchiếutrênsợiquangở ngaytrướcbộnốithuC RX . Các thông số tại các điểm tham chiếu xác định có liênquantớimụctiêuthiếtkếđoạntruyềndẫnquang cótỷsốlỗibitBER. BERthườngnằmtrongdải10 6 ¸ 10 12 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 17 Độnhạythu–cáckhuyếnnghị Như vậy độ nhạy của bộ thu quang là công suất trungbìnhnhỏnhấtcóthểchấpnhậnđượctạiđiểm R để đạt được tỷ số lỗi bit BER (Khuyến nghị của ITUT)nhưsau: 10 6 ¸ 10 9 đốivớicáchệthốngPDH, 10 10 đối với các hệ thống SDH STM1, STM4 và STM16màkhôngcókhuếch đạiquang, và 10 12 đối với hệ thống đơn kênh quangvà nhiều kênhquangcósửdụngkhuếchđạiquangtạiSTM64 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 18 I.4.Tỷsốbítlỗi(BER)trongbộthuquang BộthuquangtronghệthốngthôngtinquangsốIM DDgồmmộtbộtáchsóngquang,bộtiềnkhuếchđại, bộ khuếch đại điện, mạch cân bằng (lọc) và quyết định. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 19 BER(continued.) Do tín hiệusau táchsóngrất yếu nên nó cần phải đượckhuếchđại,đượclọc,sauđóđượcsosánhvới mứcngưỡngtạimạchquyếtđịnhđểthuđượcxung mongmuốn(bit1hoặc0)trongkhethờigiancủanó. Trongtrường hợpkhônglỗithì khi “1”đượcthu thì đầu raV out (t)phải cao hơn điện áp ngưỡng,và khi “0”đượcthuthìV out (t)phảinhỏhơnngưỡng. Trongthựctế,dotácđộngcủacácloạinhiễukhác nhauvàsựgiaothoagiữacácxunglâncậncóthể gâyrasựtrệchkhỏigiátrịtrungbình của V out (t)và gâyralỗi. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 20 BER Đểxácđịnhtỷlệlỗixảyratacóthểdùngcáchchia các xung lỗi N e cho tổng số các xung N t trong khoảngthờigiantđãcho.Nóđượcgọilàtỷsốlỗibit BERvàđượcviếtnhưsau: ĐểxácđịnhBERtạibộthu,sựphânbốxácsuấttín hiệuđầuracủamạchcânbằnglàrấtquantrọngvì điều đó quyết định xem bit “1” hay “0” được phát đến. Dođó,ta xétvấn đề này thôngqua hệ thống thôngtinsốvớicácxung“0”và“1”. t e N N BER = 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 21 BER(continued.) Mậtđộxácsuấtp(I) 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 22 BER(continued.) Hình trên chỉ ra tín hiệu dao động nhận được bởi mạch quyết định, mạch này lấy mẫu tại thời điểm quyếtđịnht D xácđịnhthôngquasựkhôiphụcxung đồnghồ. GiátrịlấymẫuIbiếnđộngtừbitsangbitquanhgiá trị trung bìnhI 1 hoặcI 0 , tùytheo bitđó tươngứng vớibit“1”haybit“0”trongluồngbit. Mạch quyết định so sánh giá trị lấy mẫu với mức ngưỡngI D vàgọinólàbit“1”nếuI>I D hoặcbit“0” nếuI<I D . 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 23 BER(continued.) LỗixảyrakhiI<I D chobit“1”donhiễumáythu.Mộtlỗi cũngcóthểxảyranếuI>I D chobit“0”. Cảhaikiểulỗitrêncóthểgộplạibằngviệcđịnhnghĩa xácsuấtlỗibitnhưsau TrongđóP(1/0)làxácsuấtquyếtđịnhnhầmbit“1”khi bit “0” được gửi đến. P(0/1) là xác suất quyết định nhầmbit“0”khibit“1”đượcgửiđến. p(0) và p(1) là xácsuất nhận đúngcácbit “0” và “1” tươngứng. )1/0()1()0/1()0( PpPpBER + = 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 24 BER(continued.) TrongtrườnghợpsốbitNtrongluồngbitlàlớn(>2 15 )thì p(0) » p(1) » 0,5.Khiđó Hình trên cho thấyP(0/1)và P(1/0)phụ thuộcvào hàm mậtđộp(I)củagiátrịlấymẫuI.Dạnghàmp(I)phụthuộc vàothốngkêcácnguồnnhiễugâyracácbiếnđộngdòng. Nhiễu nhiệt i T và nhiễu bắn được xấp xỉ bằng phân bố Gaussian,dođótổng củachúng(giá trịđượclấy mẫuI) cũnglàbiếnngẫunhiênGaussiancóphươngsailà 2 )1/0()0/1( PP BER + = 222 Ts s s s + = (*) 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 25 BER(continued.) Với còn Giátrịtrungbìnhvàphươngsaicủabit“1”vàbit “0”khácnhaudoI p tươngđươngvớiI 1 hoặcI 0 ,tùy theobitnhậnđược.Nếu s 1 2 và s 0 2 làcácphương saitươngứngthìxácsuấtcóđiềukiệntrênđược chobởi n L eB T F R TBk4 2 = s  edps BIIe )(2 2 + = s 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 26 BER(continued.) Trongđóerfclàhàmlỗibù,đượcđịnhnghĩalà Khiđó Phương trình trên cho thấy BER phụ thuộc vào ngưỡngquyếtđịnhI D .Trongthựctế,I D đượctốiưu nhằm tối thiểu BER. BER min. đạt được khi I D được chọnsaocho 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 27 BER(continued.) Với Nhưvậy,dòngquyết (*) địnhtốiưulà Khi s 1 = s 0 ,thìI D =(I 1 +I 0 )/2tươngứngvớingưỡngquyết địnhnằmởgiữa.Trườnghợpnàyápdụngchohầuhết cácbộthupindonhiễucủanóchủyếulànhiễunhiệt (s T >>s S )vàđộclậpvớidòngtrungbình. TrongcácbộthuAPDthìI D đượcđặttheobt(*). 0 0 0 1 1 1 s s  II Qvà II Q D D - = - = 01 1001 s s s s + + = II I D 10 QQQ = = 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 28 BER(continued.) Như vậy BER với giá trị ngưỡng tối ưu (I Dopt. ) phụ thuộcvàothamsốQnhưsau TrongđóthamsốQđượcxácđịnhlà HìnhsauchothấysựbiếnthiêncủaBERtheoQnhư thếnào. (*) (**) 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 29 BER(continued.) Nó được vẽ dựa trên biểu thức gần đúng và khá chínhxáckhiQ>3. BERcảithiệnkhiQtăngvàtrởnênnhỏhơn10 12 với Q>7. Độ nhạy thu tương ứng với công suất quang trung bìnhcóQ»6sẽcóBER»10 9 …, . 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 30 BERvs.Q 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 31 I.5.Độnhạythu–PINphotodiode Giả thiết bit “0” không mang công suất quang để saochoP 0 =0,tứcI 0 =0. Nếugọi<P rec >làcôngsuấtquangTBthuđượcthì đólàgiátrịtrungbìnhcủacácbit“1”và“0”vàkhi đó P 1 cóliênquantớiI 1 trongbộtáchsóngpinnhư sau 2 01 PP P rec + = 0) P (víi 0 = = = rec PRRPI 2 11 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 32 PINđộnhạythu s 1 và s 0 bao gồm các thành phần của cả nhiễu lượng tửvànhiễunhiệt,vì vậychúngcóthể được viếtnhưsau: Bỏ quathành phần dòng tối, phương sai nhiễu trở thành TTs s s s s s = + = 0 22 1 vµ ( ) n L eB T erecs F R TBk BPRe 4 22 2 2 = = s s 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 33 PINđộnhạythu KhiđóhệsốQđượcviếtnhưsau KhichỉđịnhBERthìQđượcxácđịnhtheobt.BER (trang 28), rồi từ bt. trên tìm được độ nhạy thu <P rec >củabộthuquangnhưsau: TTS rec PR I Q s s s s s + + = + = 22 01 1 2 ( ) Te pin rec QeB R Q P s + = 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 34 PINđộnhạythu Nhậnxét:Độnhạythuphụthuộcvàocácthamsố bộthu.ĐốivớibộthuquangPINthìnhiễunhiệt s T thườnglàtrội,vàkhiđó<P rec >cóthểđượcviếtdưới dạngđơngiảnnhưsau: Tathấy s T khôngchỉphụthuộcvàocácthamsốnhư R L vàF n màcònphụthuộcvàocảtốcđộbitthông quabăngtầnđiệnB e củabộthuquang(B e =B/2).B làtốcđộ bit. Vìthế<P rec >tăngtheo B 1/2 tronggiới hạn nhiễu nhiệt, và điều này có nghĩa là độ nhạy thusẽgiảmkhitốcđộbittăng ! R Q P T pin rec s = 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 35 I.6.Độnhạythu–APDphotodiode TươngtựnhưđốivớitrườnghợpPIN,giảthiếtcác bit“0”khôngmangcôngsuất(P 0 =0hayI 0 =0). Với R APD =MRthì công suất ứngvới các bit “1” liên quanvớiI 1 trongbộthuAPDnhưsau: Bỏquacácthành phần dòng tối,phươngsainhiễu củabộthuAPDtrởthành 0) P (do 0 = = = = recAPD PMRMRPPRI 2 111 ( ) n L eB T erecAs F R TBk BPRFeM 4 22 2 22 = = s s 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 36 APD–độnhạythu KhiđóQđượcxácđịnhlà VớiBERđãcho,tacóthểxácđịnhthamsốQdựa vàobt.BER(trang28),vàđộnhạythu<P rec > APD đối vớibộthuAPDđượcxácđịnhtừbt.trênnhưsau: TTS rec PMR I Q s s s s s + + = + = 22 01 1 2 ÷ ø ö ç è æ + = M BeQF R Q P T eA APD rec s 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 37 APD–độnhạythu–Remarks Nhậnxét Từ biểu thức trên, độ nhạy thuAPD đượccải thiện vớihệsốMsovớiPINnếunhiễunhiệtlànhiễutrội. Tuynhiênnhiễulượngtửcũngtăngđángkểtrongbộ thuAPDnêncôngthứctrênnênđượcsửdụngchocả hailoạinhiễu. Nhìnchung,độnhạycủabộthuquangAPDđượccải thiệntừ6–8dB. <P rec > APD tăngtuyếntínhvớiB,còn<P rec > PIN tăngtheo B 1/2 nênđộnhạycủaAPDgiảmnhanhhơnsovới độnhạ ycủaPINkhitốcđộbittăng! 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 38 I.7Giớihạnlượngtửcủatáchsóng quang Trongbộthuquang, h làmộtthamsốquantrọng. Bộtáchsónglýtưởngcó h=1vàI d =0. Vớiđiềukiệntrên,côngsuấtquangthuđượcnhỏnhất @BERđãchogọilàgiớihạnlượngtử. Vớibộtáchsónglýtưởng, s 0 =0vìnhiễulượngtửtriệt tiêukhikhôngcócôngsuấtquangtới. Dođó,ngưỡng quyết định có thể đặt gần mức 0. Khi đó, ngay cả 1 photon(củabit“1”)cũngcóthểđượctáchravàmộtlỗi xảyranếu1bit“1”khôngtạorathậmchí1cặpđiệntử lỗtrống. Với số photon và điện tử ít như vậy, thống kê nhiễu lượngtửkhôngthểlấyxấpxỉbằngphânbốGaussmà phảisửdụngphânbốPoisson. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 39 BERtronggiớihạnlượngtử NếugọiN p làsốphotontrungbìnhtrongmỗibit“1”,xác suấttạoramcặpđiệntửlỗtrốngđượcchobởiphânbố Poisson. BERcóthểđượctínhtoánsửdụng(*p.24)và(*). P(1/0)=0dokhôngcócặpĐTLTnàođượctạorakhiN p =0. P(0/1) đạt được bằng cách gán m=0 trong (*) do “0” được quyết định trong trường hợp đó mặc dù “1” nhận được. Do P(0/1)=e Np nênBERđượcchobởibiểuthứcsau ! )( m Ne P m p N m p - = (*) 2 p N e BER - = 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 40 Độnhạymáythu Nhưvậy,vớiBER<10 9 thìN p phải>20.Doyêucầu nàylàkếtquảtrựctiếpcủanhữngbiếnđộnglượngtử liênquantớiánhsángtớinênnóđượcgọilàgiớihạn lượngtử. Mỗibit“1”phảichứatốithiểu20photonđểđượcphát hiệnvớiBER<10 9 .Yêucầunàycóthểchuyểnsang côngsuấttheoP 1 =N p hnB,vớiBlàtốcđộbitvàhn là năng lượng photon. Độ nhạy máy thu, được định nghĩalà<P rec >=(P 1 +P 0 )/2=P 1 /2,đượcchobởi hvBNBhNP pprec = = 2/ n (*) [...]... nnhtns,duytrỡphõnccvvnhmnõng cao tin cy ca h thng trong iu kin hot ngtcGb/sviclyhngtrmkm 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 44 II.1.KhỏinimvThụngtinquang coherent Characteristicsofcoherentsystems H thng TT coherent da theo nguyờn lý truyn súng ỏnh sỏng mang tớn hiu kt hpvi mt súng ỏnhsỏngkhỏctiphớathuquang. Tngttrongcỏchthngthụngtinvụtuynưviba, truyn tin bng vic iu tn hoc pha ca súng mangquangvtỏchtớnhiunhncbngcỏck... fLO(t). Khi ú dũng tớn hiu homodynel 2/26/2007 Vỡshngcuitrongbiuthc(*p.61)rừrngtnti phatớnhiunờncúthtruynthụngtinbngiuch phachosúngmangquang iumtỏchsúngtrc tipkhụnglmcdotonbthụngtinvphatớn hiuóbmt! Tỏch súng homodynel mt k thut tiờn tinnhng núcngcúvndotớnhnhycmphacanú.Yờu cuphicúmchkhúaphaquangOPLLkhúapha cabdaongnivisúngmangtớnhiu. Ngoira,cúyờucunghiờmngtivisngtn gialaserphỏtvlaserdaongni ị iu ny... fLO( ) (*) t ( s LO R s LO [ t t t ] Ta quan tõm n thnh phn iu hũa vỡ dũng ny s clcranhblc.Thnhphnnycúmangthụng tinvl: [ t Ishe ( )= 2 PP cosw IF ( )+f s( )- fLO( ) t R s LO t t ] Heterodyne cú th dựng iu biờn, pha v tn s ca súngmangquangmangthụngtin 2/26/2007 OpticCommunicationSystems Backtop132 64 Remarks II.4.SNRcabthuquangcoherent Bdaongnicngkhuchitớnhiuthuc,do úcithinctsSNR. Tuynhiờn,scithinSNRthphntrnghptỏch... cỏc k thut tỏch súng coherent l ch c biờn v pha ca tớn hiuquangthuccúthctỏchravo.c im ny m ra kh nng gi thụng tin bng cỏch iuchhocbiờn,hocpha,hocltnsca súngmangquang. TrongcỏcHTthụngtins,3khnngiuchc s dng l ASK, PSK v FSK. Cỏc dng iu ch ny c trỡnh by cho mt mu bớt c bit trờn hỡnhsau. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 73 intrngkthpvimttớnhiuquangcúthc vitl [ E ( )= A ( )cosw0t+ fs( ). t ] s t s t Trong... OpticCommunicationSystems 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 79 DPSK Lungbitquangctaorabngviciuchpha fs trongkhiginguyờnbiờn A vtns w0 ca s súngmangquang. ViPSK nh phõn, fs nhn haigiỏ tr, thng c chnl0v p. im thỳ v ca PSK l cng quang duy trỡ khụng i trong tt c cỏcbit v tớn hiu xemra cú dngliờntcCW. Tỏch súng coherent l cn thit cho PSK vỡ mi thụng tin s b mt nu tớn hiu quang c tỏch súng trc tip m khụng trn nú vi u ra ca b... trựnghptnscabdaongni.Tuynhiờn,tớn hiuindaongnhanhcỏctnsvibavphi cgiiiuchtbngIFxungbngcss dngcỏckthuttngtnhkthut cphỏt trinchocỏchthngthụngtinviba 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 84 SynchronousandAsynchronous Demodulations Synchronousdemodulation Gii iuch cú th c thchin ng b hoc khụngngb. Giiiuchkhụngngbcngcgilkhụng kthptrongtiliuthụngtinvụtuyn. Trong ti liu thụng tin quang, thut ng tỏch súng coherent(kthp)csdngtheongharnghn.... 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 57 Do photodiode ỏp ng vi cng quang nờn cụng sut thu c ti b tỏch súng c cho bi 2 ViKlhngst l. Nhvytascú Trongú P =KA 2 v P =KA 2 tng ng l cụngsutquang s s LO LO tớnhiuvcụngsutquangdaongni. f =wIF/2p=(wsưwLO) /2p ltrungtn, IF OpticCommunicationSystems Thụng thng thỡP lnhnrtnhiu P Khi LO s wsạwLO , tớn hiuquangscgiiiuchtheohaigiaion: Tn s súng mang trc tiờn c bin i thnh... gimlmchogiiphỏpIMưDDkhụngthvatngc lyvatngtcc. OpticCommunicationSystems CithinctstớnhiutrờnnhiuSNRura ca mch tin khuch i, dn ti nhy thu cao (upto20dBsovihthngIMưDD),chophộpkộodi clytruyndnti100kmtibcsúng1.55 mm S dng hiuqu hn bngtnca si quang bng cỏchtnghiusutphcacỏchthngWDM. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 43 Disadvantages II.HthngthụngtinquangCoherent 2/26/2007 uimcahthngTTQcoherent: 42 H thng TTQ coherent ũi hi nhiu gii... hoc pha ca súng mangquangvtỏchtớnhiunhncbngcỏck thuttỏchsúnghomodynehocheterodyne. Skthpvphacasúngmangquangúngvai trũquantrngtrongthchincỏchthngny,do únúcgilhthngthụngtinquangkthp (coherent). 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 45 Developments Khỏc vi IMưDD, cỏc h thng coherent cú nhng cimsau: Thụngtinciuchphớaphỏtvimcyờucu caovrngphtớnhiu,nnhtns(cúth iuchtrctiphociuchngoi). phõn cc ca ỏnh sỏng c phi... nguyờntrngtrongquỏtrỡnhtruyn. Trckhitỏchsúngmỏythu,tớnhiuctrnvi súngdaongni(laserdiode).Nhvyỏnhsỏngó cxlýtrckhitibtỏchsúngquang. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 47 II.2.CutrỳccaHTTTQcoherent Khỏinimvcoherentcútnhngnm1970s n u 1980s, khi cụng ngh si quang v laser t c nhng bc tin nhyvtmi to chocỏc h thng coherentphỏt trin. (Si quang n mode G.652 cú suy hao thp ằ 0.154 dB/km @ 1550nm. Laser bỏn dncún nh tnscao, rngphhp lmcho . HÖ Thèng Th«ng Tin Quang Msc.Eng.NghiêmXuân Anh 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 2 Nhữngnộidungchính I. Hệ thống thông tin quang IMDD II. Hệ thống thông tin quang coherent 2/26/2007. 10 9 đốivới các hệ thống PDH, 10 10 đối với các hệ thống SDH STM1, STM4 và STM16màkhôngcókhuếch đại quang,  và 10 12 đối với hệ thống đơn kênh quang và nhiều kênh quang cósửdụngkhuếchđại quang tạiSTM64 2/26/2007. 76 SựkhácbiệtgiữaASKchoIM/DDvà ASKchocoherent ThựchiệnASKcho các hệ thống coherentkhácvới trườnghợp các hệ thống táchsóngtrực tiếpởmột khíacạnhquantrọng. IM/DD :luồngbit quang cho các hệ thống táchsóng trực tiếpcóthểđược