THUYẾT TRÌNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Một số phương pháp tính toán trong thiết kế tuyến thông tin quang tốc độ cao

THUYẾT TRÌNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Một số phương pháp tính toán trong thiết kế tuyến thông tin quang tốc độ cao

Đề tài: Một số phương pháp tính toán trong thiết

kế tuyến thông tin quang tốc độ cao

Giáo viên hướng dẫn: TS Bùi Trung Hiếu

ThS Vũ Hoàng Sơn

Sinh viên thực hiện : Lê Đức Vượng

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

-o0o -ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

 Tổng quan về thiết kế tuyến thông tin quang

 Một số phương pháp tính toán trong thiết kế tuyến thông tin quang

 Tính toán theo giá trị xấu nhất của các tham số

 Tính toán theo số liệu thống kê

Tổng quan về thiết kế tuyến thông

tin quang

 Mô hình tuyến thông tin quang

Tuyến thông tin bao gồm các thành phần

 Phần phát quang

 Phần truyền dẫn

 Phần thu quang

Tổng quan về thiết kế tuyến thông

 Quỹ thời gian

 Các hiệu ứng phi tuyến

Tổng quan về thiết kế tuyến thông

tin quang

 Suy hao

 Tán sắc

) log(

1 10





Lmax: chiều dài cực đại tuyến quang

α : Hệ số suy hao sợi quang Pt: Công suất đầu vào sợi quang Prec: Độ nhạy thu

Tổng quan về thiết kế tuyến thông

tin quang

Khái niệm: Hiệu ứng được gọi là phi tuyến nếu các tham số của

nó phụ thuộc vào cường độ ánh sáng

Tự điều chế pha

Điều chế pha chéo

Hiệu ứng trộn bốn sóng

Tổng quan về thiết kế tuyến thông

tin quang

 Tổng quan về các phương pháp thiết kế

 Quỹ công suất

 Quỹ thời gian lên

Điều kiện:

Thời gian lên:

Với

s sp

f c rec

/ 35 0

2 2

2

rec fib

Tổng quan về thiết kế tuyến thông tin

quang

 Thiết kế theo cách tiếp cận tiêu chuẩn

 Thiết kế trong trường hợp xấu nhất

Là phương pháp mà tất cả các tham số quang được tính tại điều kiện hết thời gian sử dụng của thiết bị

 Thiết kế với giá trị thống kê

Là phương pháp mà khi tính toán thì các tham số hệ thống được biểu diễn bằng phân bố thống kê.

Một số phương pháp tính toán trong

thiết kế tuyến thông tin quang

 Tính toán theo các giá trị xấu nhất của các tham số

 Tính toán với tán sắc

- Trường hợp tốc độ bít thấp/phổ rộng

hoặc

- Trường hợp tốc độ bít cao/phổ hẹp

5 0 2

2

650 819

1

.

f

B

B

L D

Tính toán theo các giá trị xấu nhất

của các tham số

 Tính toán giá trị epsilon (ε) thông qua công thức

- Đối với lase đơn mode

- Đối với lase đa mode

1 10

2 2

e 1 1

Tính toán theo các giá trị xấu nhất

của các tham số

Thiết kế sử dụng bù tán sắc: Có hai kĩ thuật sử dụng để bù tán sắc

Kĩ thuật bù trước

Kĩ thuật bù sau

Tính toán theo các giá trị xấu nhất

của các tham số

Tính toán OSNR cho tuyến điểm điểm

Việc thiết kế dựa vào OSNR thì phải đảm bảo OSNR tầng cuối cùng nằm trong giới hạn cho phép của hệ thống và vì thế đáp ứng được tỉ số lỗi bít.

Với hệ thống:

OSNR cho mỗi tầng

OSNR hệ thống:

f hv NF

P OSNR

1 1

1 1

1 1

Tính toán theo các giá trị xấu nhất

của các tham số

 Tính toán OSNR cho tuyến điểm điểm

Với hệ thống N tầng khuếch đại, suy hao mỗi chặng Г (dB), thì OSNR tầng cuối cùng được cho bởi biểu thức:

Loga hai vế:

fN hv

NF dB

P OSNR  158 93  in   ( )  dB  10 log  10 log 

nm

f  0 1



N NF

dB P

OSNR 58 in  ( )  dB  10log

Tính toán theo các giá trị xấu nhất

của các tham số

 Tính toán với xuyên âm quang

Tổng quát:

Trường hợp đơn kênh gây nhiễu:

Trường hợp đa kênh gây nhiễu:

dB 10

) 3 (

10 2

1 10

1 log

C C C

10 2

10

1

1 1

10 1 log 5

r

r Q k

P

C C C

dB )

1 ( log

 Tính toán với xuyên âm

- Xảy ra khi kênh gây nhiễu và kênh sử dụng tại cùng

bước sóng danh định

- Bù xuyên âm được tính toán

Trường hợp đơn kênh gây nhiễu:

Trường hợp đa kênh gây nhiễu

Tính toán theo các giá trị xấu nhất của

các tham số

dB 10

1 4

10 1 1

1

1 log

10

10 10

r

r r

r

r

r P

dB 1

1

1 1 10

4 1 log

C I

I

Tính toán theo số liệu thống kê

 Một số khái niệm

 Xác suất ngừng hoạt động của hệ thống: Là xác suất tỉ số lỗi bít BER lớn hơn

 Mức ý nghĩa hệ thống: được xác định khi xác suất tham số hệ thống vượt quá một giá trị x nào đó.

 Ngưỡng xác suất hoạt động :là mức ý nghĩa tối

đa của mỗi tham số hệ thống còn có thể chấp nhận được

12

10

th

P

Tính toán theo số liệu thống kê

 Các bước tính toán

Tính toán theo số liệu thống kê

 Suy hao thống kê

 Tán sắc màu thống kê

- Khi các sợi quang khác nhau được kết nối với nhau thì tán sắc màu kết hợp là tổng của các tán sắc riêng rẽ

- Các thống kê hệ số tán sắc: Giá trị trung bình µ và độ lệch chuẩn σ

y α x

L

α: Hệ số suy hao của sợi quang

αs : Suy hao ghép nối trung bình αc: Suy hao trung bình connector x: số mối ghép nối

y: Số connector L: Chiều dài tuyến

Tính toán theo số liệu thống kê

 Tán sắc màu thống kê

 Các thống kê dạng chuỗi đối với sợi quang

- Hệ số tán sắc trung bình:

- Sử dụng định lí giới hạn trung tâm:

- Với chiều dài đoạn cực đại là Lseg, chiều dài tuyến Ltot thì:

- Khi đó tán sắc tổng:

 Với tuyến quang nhiều loại sợi quang: Thì các giới hạn xác suất được tính lại với xác suất giống nhau, kết hợp với độ lệch Gausse ±3σ,

nhưng các phương trình được chia thành các phần thành phần trung bình và

độ lệch chuẩn trước khi chúng kết hợp lại với nhau.

       

D n

   Tot   3 Seg Tot1/2 

CD

Thiết kế tuyến thông tin quang là một công việc khó khăn và

phức tạp Sau một thời gian nghiên cứu, đồ án đã trình bày một số vấn đề sau:

Nêu một số tham số ảnh hưởng đến thiết kế tuyến quang Trình bày tổng quát các phương pháp thiết kế và phương pháp thiết kế theo giới hạn và theo giá trị thống kê

Đưa ra các công thức tính toán của các tham số trong phương pháp thiết kế xấu nhất và phương pháp thống kê

Hướng nghiên cứu: Trong đồ án mới chỉ đề cập được đến một

tham số hệ thống được tính toán thống kê trong phương pháp tính toán theo giá trị thống kê, còn các tham số khác giống với trường hợp tính toán theo giá trị giới hạn Việc tính toán nhiều tham số thống kê vẫn tiếp tục được nghiên cứu