Phân tíh, thiết kế bộ hia ông suất quang dựa trên bộ ghép giao thoa đa mốt ho mạng quang thụ động

Trang 1 B ỘGIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --- Trần Quang MinhPhân tích, thiết kế bộ chia công suất quang dựa trên bộ ghép giao thoa đa mốt cho mạng quang thụ độngLUẬ

B Ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠ O TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

Trần Quang Minh

Phân tích, thiết kế bộ chia công suất quang dựa trên bộ ghép giao

thoa đa mốt cho mạng quang thụ động

LUẬN VĂN THẠ C S Ỹ

NG NH: À KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

H À NỘI – 10 20

LỜI CAM ĐOAN

các nguồn tài liệu đã học, sách báo chuyên ngành cũng như các thông tin trên

gi ng vố ới bấ ỳt k công trình nghiên c u hay luứ ận văn nào trước đây mà tôi bi đã ết

Hà N ội, tháng 10 năm 2010

Người th c hi n ự ệ

M Ụ C LỤ C

LỜI CAM ĐOAN 1

DANH M C CÁC KÝ HI U 5 Ụ Ệ DANH M C CÁC T VI T T T 6 Ụ Ừ Ế Ắ DANH M C CÁC B NG BI U 8 Ụ Ả Ể DANH M C CÁC HÌNH V 8 Ụ Ẽ L I M Ờ Ở ĐẦU 10

CHƯƠNG I: GIỚI THI U T NG QUAN V 11 Ệ Ổ Ề M NG QUANG TH Ạ Ụ ĐỘNG 11

1.1 Giới thiệ ề ạu v m ng quang th ng 11 ụ độ 1.1.1 Công ngh ệPON 11

1.1.2 Ki n trúc mế ạng PON 11

1.1.3 Một số đặc điểm chính của mạng PON 15

1.1.4 So sánh gi a PON và AON 16 ữ 1.2 Các thành ph n chính cầ ủa mạng PON 19

1.2.1 Các đầu cu i m ng PON 19 ố ạ 1.2.2 M ng phân ph i quang (ODN) 23 ạ ố 1.2.3 B chia công su t quang th ng (Splitter) 23 ộ ấ ụ độ 1.3 Phân loại PON 25

1.3.1 A-PON/B-PON 26

1.3.2 E-PON 27

1.3.3 G-PON 29

1.3.4 WDM-PON 29

1.3.5 CDMA-PON 30

1.3.6 So sánh m t s chu n c a công ngh PON 31 ộ ố ẩ ủ ệ 1.4 Tình hình tri n khai m ng PON t i Vi t Nam 32 ể ạ ạ ệ 1.5 K t luế ận chương 33

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUY T V MMI 34 Ế Ề 2.1 Lý cơ bản v ề trường điệ ừn t 34

2.1.1 H ệ Phương trình Maxwell 34

2.1.2 Các phương trình thế 35

a Trường ph thu c th i gian biụ ộ ờ ến đổi nhanh 35

b Trường cân b ng 36 ằ

c Trường tĩnh và gần tĩnh 38 2.1.3 Các điều ki n biên 38 ệ 2.1.4 Phương trình sóng 40 2.2 ng d n sóng quang 40 Ố ẫ 2.2.1 Gi i thi u 40 ớ ệ 2.2.2 Phân tích trường điệ ừn t trong ng d n sóng ph ng 42 ố ẫ ẳ 2.2.3 Vector sóng dọc 43 2.2.4 Những gi ị đặc trưng của ốá tr ng d n sóng ph ng 44 ẫ ẳ 2.2.5 ng d n sóỐ ẫ ng đố ứi x ng 46 2.2.6 Phương pháp ch s hi u qu 47 ỉ ố ệ ả 2.2.7 V t li u 48 ậ ệ 2.3 Nguyên lý hoạt động c a MMI 48 ủ 2.3.1 Gi i thi u 48 ớ ệ 2.3.2 Nguyên lý t nhân hình nh 49 ự ả 2.3.3 ng dỐ ẫn sóng đa mốt 49 2.3.4 H ng s truy n 50 ằ ố ề 2.3.5 S ng ch d n trong m t ng dố lượ ế độ ẫ ộ ố ẫn sóng 52 2.3.6 Phân b ố trường bên trong ng d n sóng 53ố ẫ 2.3.7 Giao thoa t ng 54 ổ 2.3.8 Giao thoa đố ứi x ng 56

TRÊN PH N M M OPTIBPM 57 Ầ Ề 3.1 Phân tích, thi t k 57 ế ế 3.1.1 C u trúc b chia 57 ấ ộ 3.1.2 Xác định các thông s v t lý c a b chia 58 ố ậ ủ ộ 3.2 Mô ph ng 60 ỏ 3.2.1 D liữ ệu đầu vào 60 3.2.2 Kết quả mô phỏng 62

a Các mố ẫt d n trong miền đa mốt 62

b Phân b ố trường trong Splitter 1:4 66

c Công su t tấ ại các cổng đầu ra 68

d Mô ph ng Splitter 1:8 71 ỏ

K T LU N 75 Ế Ậ TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ Ụ L C 77

T n s góc ầ ố

Độ ộ r ng hi u d ng c a miệ ụ ủ ền đa mốt

Độ ộ r ng v t lý c a mi n ậ ủ ề đa mốt Chi u dài nh p c a 2 ch thề ị ủ ế độ ấp nhất trong miền đa mốt

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

InGaAsP Indium Gallium Arsenide

Phosphide

Indium Gallium Arsenide Phosphide

PLOAM Physical Layer Operation

Administration and Maintenance

T bào qu n lý v n hành l p ế ả ậ ớ

v t lý ậ

th i gian ờ

Subscriber Line

rất caoVPI/VCI Virtual Path Identifier/ Virtual

Circuit Identifier

kênh o ảWDM-

PON

Wavelength Divisions Multiplex -

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

B ng 1: Suy hao cả ủa các bộ chia Splitter 25

B ng 2: So sánh m t s chu n c a công ngh TDMA PON 31 ả ộ ố ẩ ủ ệ B ng 3: Phân lo i ả ạ ống dẫn sóng quang 41

B ng 4: Ch s khúc x cả ỉ ố ạ ủa mộ ố ậ ệt s v t li u thông d ng 48 ụ B ng 5: S ng ch d n h tr b i ng d n sóng 52 ả ố lượ ế độ ẫ ỗ ợ ở ố ẫ B ng 6: Kho ng cách gi a 2 ng dả ả ữ ố ẫn sóng và độ ớ l n công suất khớp nối 58

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1: Topo hình cây 12

Hình 2: Topo d ng Bus 13 ạ Hình 3: Topo d ng vòng 14 ạ Hình 4: Topo hình cây k t hế ợp đường t i ph 14 ả ụ Hình 5: Topo hình cây k t h p topo d ng vòng 15 ế ợ ạ Hình 6: Topo d ng vòng k t h p 15 ạ ế ợ Hình 7: M ng quang tích c c AON 18 ạ ự Hình 8: M ng quang th ng PON 18 ạ ụ độ Hình 9: C u trúc chung cấ ủa mạng quang th ng (PON) 19 ụ độ Hình 10: Sơ đồcác khối chức năng của OLT 20

Hình 11: Sơ đồcác khối chức năng của ONU 21

Hình 12: Cấ ạu t o chung c a Splitter 1:N 24ủ Hình 13: Mộ ố ạt s lo i Splitter 25

Hình 14: Cấu trúc chung của chuẩn ABON/BPON 27

Hình 15: C u trúc chung E-ấ PON 28

Hình 16: Cấu trúc chung WDM-PON 30

Hình 17: ng d n sóng ph ng 42 Ố ẫ ẳ Hình 18: Điện ngang (TE) và T ngang (TM) 42 ừ Hình 19: Vector sóng dọc (β) và vector sóng ngang (k) 43

Hình 20: Phân b ố điện trường ngang trong ng d n phố ẫ ẳng 44

Hình 21: ng dỐ ẫn sóng đố ứi x ng 46

Hình 22: Mô t ả phương pháp chỉ ố ệu quả s hi 47

Hình 23: ng dỐ ẫn sóng đa mốt ch s ỉ ố bước 50 Hình 24: Ví d v chuụ ề ẩn hóa biên độ ủa trườ c ng ngang 54 Hình 25: Mô t ả trường đầu vào , 0 của ống dẫn sóng đa mốt 56 Hình 26: Cấu trúc chung của bộ chia công su t quang 1:N 57 ấ Hình 27: Cấu trúc mô phỏng b chia công su t quang 1:4 59 ộ ấ Hình 28: Thi t lế ập các thông số vùng bán d n 60 ẫ Hình 29: Thi t l p thông s l p d n 60 ế ậ ố ớ ẫ Hình 30: Thi t l p thông s l p v 61 ế ậ ố ớ ỏ Hình 31: Chọn ch mô ph ng 61 ế độ ỏ Hình 32: Thi t l p thông s y mô phế ậ ốchạ ỏng 62 Hình 33: 4 mốt sóng đầu tiên trong vùng MMI c Splitter 1:4 63 ủa Hình 34: Mốt sóng t – 7 trong vùng MMI c a Splitter 1:4 63 ừ4 ủ Hình 35: Mốt sóng t – 11 trong vùng MMI c a Splitter 1:4 64 ừ8 ủ Hình 36: Mốt sóng t 12 – 15 trong vùng MMI c a Splitter 1:4 64 ừ ủ Hình 37: Mốt sóng t 16 – 19 trong vùng MMI c a Splitter 1:4 65 ừ ủ Hình 38: Mốt sóng t 20 – 23 trong vùng MMI c a Splitter 1:4 65 ừ ủ Hình 39: Mốt sóng t 24 – 27 trong vùng MMI c a Splitter 1:4 66 ừ ủ Hình 40: Phân b ố trường trong Splitter 1:4 TE 67ởchế độ Hình 41: Mô ph ng Splitter 1:4 trong ch TM 68 ỏ ế độ Hình 42 (a) (b): Công su t t i 4 cấ ạ ổng đầu ra c a Splitter 1:4 70 ủ Hình 43: Mô ph ng Splitter 1:8 trong ch TE 71 ỏ ế độ Hình 44: Mô ph ng Splitter 1:8 trong ch TE 71 ỏ ế độ Hình 45 (a), (b): Công su t t i 8 cấ ạ ổng đầu ra c a Splitter 1:8 73 ủ

LỜI MỞ ĐẦU

thông ngày càng phát tri n mể ạnh mẽ: băng thông lớ ốc độn, t truy n d li u cao, chề ữ ệ ất lượng t t, b o m t thông tin… ố ả ậ

Bên cạnh đó, việc gia tăng dung lượng truyền dẫn cùng vớ ựi s phát triển các

trong m ng truy nhạ ập để làm giảm bớ ện tượt hi ng “nút c chai” ổ

Mạng PON là mạng điểm đến đa điểm và không có các thành phần tích cực

và các thiế ị ụ đột b th ng Vi c thay th ệ ếcác thiế ịt b chủ độ ng b ng các thi t b th ằ ế ị ụ

động s ti t ki m chi phí cho các nhà cung c p d ch v : chi phí v thi t b , chi phí ẽ ế ệ ấ ị ụ ề ế ị

điể vượ ộm t tr i so v i các b chia công suớ ộ ất quang khác như: suy hao th p, thi t k ấ ế ếđơn giản, c u trúc nh g nấ ỏ ọ , bước sóng hoạt động r ng… ộ

trung nghiên c phân tích, thi t kứu ế ế ộ ộ m t b chia công su t quang thấ ụ động (Splitter)

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ

MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG

1.1 Giới thiệu về mạng quang thụ động

1.1.1 Công nghệ PON

(switch, router, các m l p, thi t btrạ ặ ế ị chuyển tiếp, một số thi t bị trên đườế ng

thành ph n ầ như: ộ ử b x lý, các chíp nh ,… ớ

v ụvà người sử ụng Trong công nghệ PON, tấ ả d t c thành ph n ch ng gi a t ng ầ ủ độ ữ ổđài ủc a nhà cung c p d ch v và ng i s d ng s không còn t n tấ ị ụ ườ ử ụ ẽ ồ ại mà thay vào đó

là các thiết bị quang thụ độ ng, vi c ệ điều hướng lưu lượng trên m ng d a trên viạ ự ệc

d ch v ị ụ đa dạng, chi phí th p ấ

t i tả ốc độ cao để đả m b o chả ất lượng thì thông thường mỗi hướng s d ng mử ụ ột bước

1.1.2 Kiến trúc mạng PON

M ng PON có th triạ ể ển khai linh động trong nhi u ki n trúc nh s d ng mề ế ờ ử ụ ột

a Topo hình cây

s dử ụng 1 đường cáp quang nối trực tiế ừ OLT tới bộ chia Từ ộ chia, sẽp t b có đường cáp quang k t n i t i m i ONU ế ố ớ ỗ

Hình 1: Topo hình cây

Ưu điểm c a ki n trúc m ng này là b ủ ế ạ ộ chia đượ ậc t p trung t i mạ ột điểm nên

cũng giảm tr ng thái t c ngh n phía OLT so v i k t nạ ắ ẽ ở ớ ế ối điểm – điểm thông

cũng là một lý do h n ch s ạ ế ố lượng ngườ ử ụi s d ng

b Topo dạng Bus

được k t n i tr c ti p t i b ghép) và m r ng m ng m t cách linh ho t, d dàng ế ố ự ế ớ ộ ở ộ ạ ộ ạ ễ

(khi có thêm ONU m i tham gia vào m ng thì ch c n dùng thêm b ớ ạ ỉ ầ ộ ghép để ết nố k i

topo này sẽ yêu cầu một đường cáp quang có độ dài r t l n khi mấ ớ ở ộ r ng trong mạng

2 chi u ề

Hình 2: Topo d ng Bus ạ

c Topo dạng vòng

tại 2 đường k t n i t OLT tế ố ừ ới mỗi ONU nên nó có kh ả năng rất linh ho t trong viạ ệc

nhiên, nó cũng yêu cầu s d ng 2 s i quang t i OLT và nh ng thi t b ph c t p ử ụ ợ ạ ữ ế ị ứ ạ

Hình 3: Topo d ng vòng ạ

d Topo d ng cây k ạ ế t h p v ợ ớ i đư ờ ng tả i ph ụ hoặ c topo d ng vòng ạ

Hình 4: Topo hình cây k t h ế ợp đườ ng t i ph ả ụ

lượng d ch v trong các m ng 2 chi u S k t h p gi a topo d ng vòng c n và ị ụ ạ ề ự ế ợ ữ ạ ổ điể

Hình 5: Topo hình cây k t h p topo d ng vòng ế ợ ạ

pháp này sử ụ d ng nh ng giao th c qu n trữ ứ ả ị ạ m ng phức tạp và nhi u cáp quang trong ềquá trình thi t lế ập mạng

Hình 6: Topo d ng vòng k t h p ạ ế ợ

1.1.3 Một số đặc điểm chính của mạng PON

 PON h ỗtrợ các d ch v voice, data và video tị ụ ốc độ cao

 Kh ả năng cung cấp băng thông cao

để ế ố k t n i gi a OLT và splitter ữ

 PON thực hiện truyền dẫn 2 chiều trên 2 sợi quang hay 2 chiều trên cùng

1 s i quang ợ

 N có th h tr ki n trúc hình cây, sao, bus và ring PO ể ỗ ợ ế

1.1.4 So sánh giữa PON và AON

đi ra từ phía nhà cung c p ch ấ ỉ được đưa trực ti p t i khách hàng yêu cế ớ ầu nó Do đó,

Mục tiêu chính của PON và AON đều là mang tín hiệu quang tới tận nhà

PON sử ụ d ng m t thi t b chia tín hi u quang thộ ế ị ệ ụ độ ng: passive optical power splitter Về cơ bản, splitter là một lăng kính, dùng để khuyếch tán tín hi u quang tệ ới

quang th ng ụ độ

là s ng các b thu phát quang, thi t b ố lượ ộ ế ị đầu cuối và cáp quang ít

Tuy nhiên so với AON, PON cũng có một vài nhược điểm như: phạm vi

Hình 7: M ng quang tích c c AON ạ ự

Hình 8: M ng quang th ng PON ạ ụ độ

1.2 Các thành phần chính của mạng PON

Hình 9: C u trúc chung c a m ng quang th ng (PON) ấ ủ ạ ụ độ

được đặ ạ ị trí ngườ ử ụt t i v i s d ng Gi a OLT và ONU là h th ng phân ph i m ng ữ ệ ố ố ạ

(l p 2) ớ

1.2.1 Các đầu cuối mạng PON

a OLT (Thiế ị ế t b k t cuối kênh quang)

OLT cung c p giao ti p giấ ế ữa hệ ố th ng m ng truy p quang thạ cậ ụ động và

cũng kế ối đết n n m ng lõi c a nhà cung c p d ch v thông qua h th ng qu n lý ạ ủ ấ ị ụ ệ ố ả

hay t i m t tr m t xa ạ ộ ạ ừ

Hình 10 : Sơ đồ các khố i ch ức năng củ a OLT

chung

Ph n lõi: ầ

 Chức năng ghép kênh truyền dẫn cung cấp việc truyền và ghép các kênh

lõi/metro

 Chức năng giao diện ODN cung cấp môi trường truyền dẫn quang kết nối OLT v i m t ho c nhi u ONU b ng viớ ộ ặ ề ằ ệc sử ụ d ng th t biế ị ụ động Nó điề th u khiển

Ph ầ n dịch vụ :

Phầ ịn d ch v c a OLT có chụ ủ ức năng port dịch vụ Các port d ch v s truy n ị ụ ẽ ề

ít nh t tấ ố ộc đ ISDN và s có thẽ ể ấ c u hình m t sộ ố ị d ch v hay có thụ ể ỗ ợ đồ h tr ng thời

hai hay nhi u d ch v khác nhau ví dề ị ụ ụ như dịch vụ truyền hình độ phân gi i cả ao

m t d ch v khác nhau ộ ị ụ

Phần chung c a OLT bao g m chủ ồ ức năng cấp ngu n và chồ ức năng hoạt

b ONU (Thiế ị ế t b k t cuối mạng quang)

ONU được đặ ạt t i phía khách hàng ONU cung c p giao ti p gi a m ng ấ ế ữ ạ

Ethernet, POST,T1,

Hình 11 : Sơ đồ các khố i ch ức năng củ a ONU

Một ONU có thể được chia làm 3 phần: phần lõi, phần dịch vụ và phần chung

Ph n lõi: ầ

các dịch v s tách ra phù h p cho tụ ẽ ợ ừng ngườ ử ụng đã yêu cầi s d u d ch v ị ụ

 Chức năng ghép kênh truyền dẫn cung cấp các chức năng phân phối tín

hay điện/quang

Ph ầ n dịch vụ :

năng port củ ngườ ử ụa i s d ng cung c p cho các giao di n d ch v c a khách hàng và ấ ệ ị ụ ủ

bởi một khách hàng hay một nhóm khách hàng Nó cũng cung cấp các chức năng

qu n lí và b o d ng cho t t c kh i cả ả ưỡ ấ ả ố ủa ONU

đến m ng lõi c a các nhà cung c p d ch v EMS có chạ ủ ấ ị ụ ức năng quản lý v c u hình, ề ấ

đặc tính và b o m t ả ậ

1.2.2 Mạng phân phối quang (ODN)

Splitter là thi t bế ị ụ độ th ng, chức năng của nó là chia công su t quang tấ ừ ộ m t

t l chia là 1:2; 1:4; 1:8; 1:16;1:32; 1:64; 1:128 ỉ ệ

b Sợi quang và cáp quang

S ợ i quang :là một thành phần quan trọng trong mạ nó tạo sự ết nối giữa ng kcác thiế ịt b Hai thông s cơ b n cố ả ủa sợi quang là suy hao và tán s c tuy nhiên s i ắ ợ

đến tán s c b i kho ng cách truy n tắ ở ả ề ối đa ừt 20÷60km tán s c nh h ng không ắ ả ưởđáng kể Do v y c n s d ng s i quang có suy hao nh ch y u là s d ng s i ậ ầ ử ụ ợ ỏ ủ ế ử ụ ợ

Cáp quang: m t s lo i cáp quang s d ng trong m ng PON ộ ố ạ ử ụ ạ

cáp này thì được khuy n ngh ng d ng h u h t m ng PON ế ị ứ ụ ở ầ ế ạ

- Cáp phối (cáp phân bổ ừ splitter đến dây drop): có thể ử ụng cáp t s d

1.2.3 Bộ chia công suất quang thụ động ( Splitter)

Thành ph n chầ ủ ế y u được nhắc đến trong m ng PON là ạ b ộ chia công suất quang thụ động (splitter) Splitter có chức năngchia công su t quang tấ ừ ộ m t s i ra ợnhi u s i khác nhau ề ợ

Tên g i b chia công su t quang thọ ộ ấ ụ động xu t phát tấ ừ đặc điểm thiết bị này

như: tỷ ệ l chia tách cao (lên t i 1:128), suy hao th p, c u tớ ấ ấ ạo đơn giản, kích thước

Hình 12 : Cấ ạ u t o chung c a Splitter 1:N ủ

là nơi xảy ra quá trình giao thoa gi a các m t sóng ánh sáng, d n t i tái tữ ố ẫ ớ ạo trường

Hầu hết hệ ống PON ử ụ th s d ng splitter t l chia 1:16 ho c ỷ ệ ặ 1:32 Tỉ ệ l chia

của splitter càng cao cũng có nghĩa là công suất truyền đến mỗi ONU sẽ ả gi m

n u t l b ế ỉ ệ ộ chia mà tăng lên gấp đôi thì suy hao sẽ tăng lên 3 dB

tương ứng li t kê trong b ng ệ ả dưới đây

B ng 1: Suy hao c a các b ả ủ ộ chia Splitter

1.3 Phân loại PON

-CDMA-PON (Code Division Multiple Access PON)

1.3.1 A- PON/B PON

và các bản tin OAM

c a mình ủ

ONT d a vào gự ửi các tế báo ATM r i hoỗ ặc làm đầ ấ ả hướy t t c ng lên b i dở ữ ệ li u của ONT

OLT xác định kho ng cách t i m i ONT m i b ng vi c gử ớả ớ ỗ ớ ằ ệ i t i ONT m t b n ộ ả

Hình 14 : Cấ u trúc chung c a chu n ABON/BPON ủ ẩ

khi đó OLT gử ải b n tin “Gate” cấp phát băng thông cho các ONU Các bản tin

đượ ử ục s d ng trong E-PON để ự th c hiện cơ chế điề u khi n phân b ể ổ băng thông

do v y trong c u trúc cậ ấ ủa E-PON, các khe th i gian và giao thờ ức xác định c ly là ự

m u này là giá tr cẫ ị ủa bộ đệ m cục bộ ủa ONU tương ứ c ng

Tốc độ truy n d liề ữ ệu E-PON có th t t i 1 Gbit/s ể đạ ớ

-(IEEE 802.3av Gbit/s PON).– Chuẩn này là phát tri n cể ủa E-PON t i tạ ốc độ10Gbit/s và đượ ức ng d ng ch y u trong các m ng qu ng bá video s ụ ủ ế ạ ả ố

Hình 15: C u trúc chung E-PON ấ

1.3.3 G- PON

-và E-PON

phép s p xắ ếp các dữ ệ li u Ethernet vào t i tin GEM và h sả ỗtrợ ắp xếp TDM

g i d liử ữ ệu trong khung hướng lên ti p theo ế

trước PLOAM và các yêu cầu băng thông chi tiết hơn được gửi đi kèm với các nhóm hướng lên khi có yêu c u t OLT OLT gán các th i gian cho vi c g i d li u ầ ừ ờ ệ ử ữ ệ

-PON sử ụ d ng kỹ thu ọật l c quang mảng ống d n sóng (Arrayed Waveguide Grating ẫ -

Hình 16 : Cấ u trúc chung WDM-PON

hóa và nhận dạng thông qua bộ gi i mã Phầ ớả n l n công nghệ ứng d ng trong ụ

dài hơn và có tốc độ cao hơn

tách l y tín hi u cấ ệ ủa mỗi ONU

tính năng bảo m t n i tr i so các chu n PON khác Tuy nhiên, m t tr ng i l n ậ ổ ộ ẩ ộ ở ạ ớ

đảm bảo tương ứng v i t s tín hi u/t p âm (S/N) V i h th ng CDMA-PON ớ ỷ ố ệ ạ ớ ệ ố

đó vớ ội b khuyếch đại quang h s này có th t 1:32 hoệ ố ể đạ ặc cao hơn

chưa được phát tri n r ng rãi ể ộ

các bộ thu phát đơn giản, s ng b thu phát ít, chi phí th p… ố lượ ộ ấ

m t vài thông s ộ ố chính như: tốc độ ữ ệ d li u, kho ng cách, t l b chia… ả ỷ ệ ộ

B ng 2: So sánh m t s chu n c a công ngh TDMA PON ả ộ ố ẩ ủ ệ

Tổ chức chuẩn hóa FSAN và ITU T SG15(G.983 series) - FSAN và ITU T SG15(G.984 series) - IEEE 802.3 (802.3ah)

Tốc độ dữ liệu Down: 155, 622, 1244 Mbps

Up: 155, 622 Mbps

Down: 155, 622, 1244,

2488 Mbps Up: 155, 622, 1244 Mbps

Down và Up: 1250 Mbps

Down:1480-1500nm Up: 1260-1360 nm Cung cấp tín hiệu video

ở 1550 nm

1500nm Up: 1260-1360 nm Cung cấp tín hiệu video ở 1550 nm

Down:1480-Tỷ lệ bộ chia Tối đa 1:64 Tối đa 1:128 Tối đa 1:64**

Số lượng sợi quang 1 hoặc 2 1 hoặc 2 1

Khuôn dạng dữ liệu ATM GEM hoặc ATM Khung Ehternet Chuyển mạch bảo vệ Có hỗ trợ Có hỗ trợ Không hỗ trợ

1.4 Tình hình triển khai mạng PON tại Việt Nam

thiện đáng kể ề ố v t c độ so với truy nhập bằng đường dây Dialup, tuy nhiên nó

hay h i ngh truy n hình… ộ ị ề

quang trong m ng truy cạ ập là điều c n thi t và t t y u cầ ế ấ ế ủa xu hướng hi n nay Mệ ục

đặc bi t gi i quyệ ả ết được vấn đề “nút c chai” gi a m ng truy nh p và mổ ữ ạ ậ ạng đường

tr c hi n nay ụ ệ

tri n khai, c th ể ụ ể như sau:

với khoảng gần 3000 thuê bao FTTH (năm 2009) Công nghệ GPON đang trong quá trình nghiên c u, th nghi m ứ ử ệ

quá trình nghiên c u, th nghi m ứ ử ệ

với những ưu điểm vượt trội của mình thì công nghệ PON sẽ là xu hướng phát triển trong th i gian t i ờ ớ

chọn gi i pháp phù h p ả ợ

chức năng chia công su t quang t m t s i ra nhi u sợấ ừ ộ ợ ề i khác nhau Splitter ho t ạ

nguyên lý hoạt động c a Splitter./ ủ

CHƯƠNG II: CƠ S LÝ THUYẾT VỀ MMI Ở

Trong chương này, tôi trình bày các kiến thứ c cơ b ả n về lý thuyết trườ ng điệ n t (h ừ ệ phương trình Maxwell, các phương trình thế, điề u ki n biên…) ệ ,đây là

nh ữ ng lý thuyết nền tảng để ừ đó ta có thể xây dựng các biểu thức trường điện từ ở t các ph n sau ầ Sau đó tôi trình bày, các kiế n th ứ c về ố ng d n sóng quang và cu ẫ ố i cùng là trình bày nguyên lý ho ạt độ ng c a MMI ủ

2.1 Lý cơ bản về trường điện từ

2.1.1 Hệ Phương trình Maxwell

E = v × B (2 4)

trường , B D là các véc-tơ mậ ộ thông lượt đ ng t và mừ ật độ thông lượng điện là J

trường

2.1.2 Các phương trình thế

a Trường phụ thuộc thời gian biến đổi nhanh

Khi trường ph thu c vào th i gian biụ ộ ờ ến đổi nhanh thì điện trường và t ừtrường ảnh hưởng tương hỗ ẫn nhau Trườ l ng phân b ph thu c c v o th i gian và ố ụ ộ ả ả ờ

tán xạ ủ c a vậ ệt li u và sự truyền sóng trong ng d n sóng hay các thi t bố ẫ ế ị điệ n từ khác

b Trường cân bằng

Khi bài toán được xét trong điều kiện trường biến đổi theo th i gian r t ch m ờ ấ ậ

tho ả mãn điều kiện sau:

(2 15)

là t n s góc c a tín hi u hình sin ầ ố ủ ệ

không có s truy n sóng ự ề

J(r,t) và ( , ) là hàm điều hoà theo th i gian ờ Do đó trường phân b ch ph thu c ố ỉ ụ ộvào v trí và sị ự ễ tr pha t i t ng vạ ừ ị trí trong không gian Trong trường h p này các ợ

Trong trường hợp như vậy để thu n ti n ta gi thi t s t n t i c a véc-tơ t ậ ệ ả ế ự ồ ạ ủ ừ

th ếA và véc tơ điện thế T Việ- c xác định A và T ất phát trực tiếp từ ệ phương xu h

Phương trình vi phân của 2 véc-tơ thế có th ể thu được b ng cách thay ằ

đổi đơn giản ta có hai phương trình sau:

c Trường tĩnh và gần tĩnh

trường phân b ch là hàm c a v trí N u t n s nh ố ỉ ủ ị ế ầ ố đủ ỏ thì điện trường xoáy sinh ra

g n thành: ọ

, và véc-tơ từ ế th A được bi u diể ễn dướ ại d ng:

Thông thường trong trường tĩnh và gần tĩnh thì tiêu chuẩn Coulomb được

2.1.3 Các điều kiện biên

n (B B ) = 0 (2 30)

Trong đó n là véc-tơ pháp tuyến đơn vị ủ c a b m t, Eề ặ ,, D , B , H , J và

-t -th ừ ế A được phân tích làm 3 thành ph ần:

Trong đó ,, , là 3 thành ph n cầ ủa A t, và slà 2 véc-tơ đơn vị ự tr c giao