BÀI GIẢNG-KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG NÂNG CAO

Posts & Telecommunications Institude of Technology P TIT Lê Thanh Th yủ 1 Posts & Telecommunications Institude of Technology P TIT Lờ Thanh Th y 2 Nội dung chính THIT K TUYN THễNG TIN QUANG Chọn tuyến Xác định tốc độ bít hệ thống Tính toán chiều dài đoạn ghép Tính theo quỹ suy hao Tính theo quỹ thời gian tăng của xung Chọn cấu hình mạng và cấu hình chuyển mạch bảo vệ Lựa chọn thiết bị Posts & Telecommunications Institude of Technology P TIT Lê Thanh Th yủ 3 ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang Phương pháp thiết kế truyền thống: đồng thời kiểm tra các điều kiện + Quỹ công suất: ®¶m b¶o tÝn hiÖu tíi bé thu víi c«ng suÊt ®ñ lín ®Ó ®¶m b¶o chÊt l îng cña tuyÕn. + Quĩ thời gian lên: ®¶m b¶o cho hÖ thèng cã thÓ lµm viÖc chÝnh x¸c t¹i mét tèc ®é bit nµo ®ã. + Yêu cầu về OSNR: Posts & Telecommunications Institude of Technology P TIT Lờ Thanh Th y 4 Thiết kế tuyến thông tin quang Thiết kế tuyến thông tin quang Phng phỏp thit k truyn thng: + Qu cụng sut: quĩ công suất (tính theo dB) của từng kênh b ớc sóng đ ợc xác định. (1) PsLR i iS PMCPGP ++=+ trong đó: + C L là tổng suy hao + P C là suy hao xen của các thành phần thụ động trên tuyến (nh suy hao mối hàn, connector, suy hao xen của các bộ bù tán sắc, các bộ xen/rẽ b ớc sóng trên đ ờng truyền ) + Gi (dB) là độ khuếch đại của các bộ kđại quang trên tuyến + Ms là l ợng công suất d ra dành cho sự thiệt thòi về công suất phát sinh trong quá trình làm việc của hệ thống + P p là độ thiệt thòi về công suất (do hiện t ợng chirp của nguồn phát, do tán sắc sợi quang, do các hiệu ứng phi tuyến, do xuyên kênh giữa các bộ tách/ghép b ớc sóng ) CL PLC += (2) Posts & Telecommunications Institude of Technology P TIT Lờ Thanh Th y 5 Thiết kế tuyến thông tin quang Thiết kế tuyến thông tin quang Tính toán thiết kế dựa trên hệ số Q hoặc OSNR: - Yêu cầu dự phòng cho tuyến WDM: Suy hao xen và các suy hao khác (hoạt động ở vùng 1550nm) Posts & Telecommunications Institude of Technology P TIT Lê Thanh Th yủ 6 ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang TÝnh to¸n thiÕt kÕ dùa trªn hÖ sè Q hoÆc OSNR: - Yªu cÇu dù phßng cho tuyÕn WDM: C¸c yªu cÇu dù phßng Posts & Telecommunications Institude of Technology P TIT Lờ Thanh Th y 7 Thiết kế tuyến thông tin quang Thiết kế tuyến thông tin quang Phng phỏp thit k truyn thng: + Qu thi gian lờn: . Khái niệm: đ ợc dùng để phân bổ băng tần giữa các thành phần khác nhau trên tuyến. . Thời gian lên T r của một hệ thống tuyến tính đ ợc định nghĩa là thời gian mà đáp ứng tăng từ 10% lên đến 90% giá trị đầu ra cuối cùng của hệ thống đó khi đầu vào của hệ thống thay đổi một cách tức thì. V in 1 0 t V out 0,9 0 t 0,1 T r Hệ thống tuyến tính . Giữa băng tần f và thời gian lên T r của hệ thống tuyến tính có mối quan hệ tỷ lệ nghịch với nhau: ff T r = = 35.0 2 2.2 Với dạng tín hiệu RZ, f = B, ta có B.T r = 0,35. Với dạng tín hiệu NRZ, f B/2 nên ta có B.T r = 0,7 (3) Posts & Telecommunications Institude of Technology P TIT Lê Thanh Th yủ 8 ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang Phương pháp thiết kế truyền thống: + Quĩ thời gian lên: . Khi thiÕt kÕ tuyÕn WDM ph¶i ®¶m b¶o: . Thêi gian lªn cña hÖ thèng ® îc tÝnh: Víi:    ≤ B B T r /70.0 /35.0 víi tÝn hiÖu RZ víi tÝn hiÖu NRZ 2222 recfibertrr TTTT ++= 22 mod 2 GVDalfiber TTT += ( ) ( ) ( ) ( ) 2/1 2 2/1 2 22 LDLDTTT PMDPMDchromGVD +∆≈+= λ (4) (5) (6) (7) Posts & Telecommunications Institude of Technology P TIT Lờ Thanh Th y 9 Thiết kế tuyến thông tin quang Thiết kế tuyến thông tin quang Phng phỏp thit k truyn thng: + Yờu cu v OSNR: OSNR là một trong các tham số quan trọng cần xem xét đến khi thiết kế các hệ thống có sử dụng kđ quang. e o dB B B OSNRQ log10+= 2 2 1 Q erfcBER = Quan hệ giữa Q và OSNR: B 0 băng tần quang (photodetector) B e băng tần điện của bộ lọc máy thu (8) (9) Posts & Telecommunications Institude of Technology P TIT Lờ Thanh Th y 10 Thiết kế tuyến thông tin quang Thiết kế tuyến thông tin quang Tính toán thiết kế dựa trên OSNR: - Tính toán OSNR cho tuyến WDM điểm- điểm: + OSNR tại mỗi chặng: NF stage - Hệ số nhiễu từng chặng h - Hằng số Plank (6,6260 x 10 -34 ), - Tần số quang (193 THz) f - Băng tần đo NF (th ờng = 0,1 nm) P in - Công suất tại đầu vào bộ kđ (10) [...]... Thiết kế tuyến thông tin quang Tính toán thiết kế dựa trên OSNR: -Bài toán 2: Tính số chặng trong một tuyến WDM, biết Pin=0 dBm, OSNRfinal=20dB, chiều dài tổng tuyến 300km, tốc độ bít 2,5Gbps, NF=5 dB (giả thiết sợi quang là SMF có hệ số suy hao 0,2 dB/km) PTIT Posts & Telecommunications Institude of Technology Lờ Thanh Thy 14 Thiết kế tuyến thông tin quang Tính toán thiết kế dựa trên OSNR: -Bài toán 3:... & Telecommunications Institude of Technology Lờ Thanh Thy (13) (14) 11 Thiết kế tuyến thông tin quang Tính toán thiết kế dựa trên hệ số Q hoặc OSNR: - Lu đồ chung thiết kế DWDM: PTIT Posts & Telecommunications Institude of Technology Lờ Thanh Thy 12 Thiết kế tuyến thông tin quang Tính toán thiết kế dựa trên OSNR: -Bài toán 1: Thiết kế tuyến WDM gồm 4 chặng, biết suy hao mỗi chặng L=25dB và bộ khuếch... một tuyến WDM, biết OSNRfinal=20dB, tán sắc sợi quang là 17ps/nm.km, suy hao chặng là 22 dB và công suất P in=10dBm Tính chiều dài tổng tuyến (giả thiết bộ khuếch đại quang có NF=4dB, tán sắc chịu đợc là 1600ps/nm) PTIT Posts & Telecommunications Institude of Technology Lờ Thanh Thy 15 Thiết kế tuyến thông tin quang Tính toán thiết kế dựa trên OSNR: -Bài toán 4: Tính công suất tổng ở đàu ra của một...Thiết kế tuyến thông tin quang Tính toán thiết kế dựa trên OSNR: - Tính toán OSNR cho tuyến WDM điểm- điểm: + OSNR của cả hệ thống (N chặng - span): N 1 1 1 1 1 1 = = + + + + (11) OSNR final i =1 OSNRi OSNR1 OSNR2 OSNR3 . Institude of Technology P TIT Lờ Thanh Th y 13 Thiết kế tuyến thông tin quang Thiết kế tuyến thông tin quang Tính toán thiết kế dựa trên OSNR: - Bài toán 1: Thiết kế tuyến WDM gồm 4 chặng, biết suy. thiÕt sîi quang lµ SMF cã hÖ sè suy hao 0,2 dB/km). Posts & Telecommunications Institude of Technology P TIT Lờ Thanh Th y 15 Thiết kế tuyến thông tin quang Thiết kế tuyến thông tin quang . đại quang có NF=4dB, tán sắc chịu đ ợc là 1600ps/nm). Posts & Telecommunications Institude of Technology P TIT Lờ Thanh Th y 16 Thiết kế tuyến thông tin quang Thiết kế tuyến thông tin quang