Đại Học Công Nghệ Thông Tin BÀI TẬP TRUYỀN DẪN QUANG Một tuyến quang dài L=15km, dùng sợi quang SI (50/125m) có độ chênh lệch chiết suất tương đối =1%, chiết suất lõi n1=1.48 Sợi quang có suy hao trung bình =4dB/km (tại =850nm) =2,4dB/km (λ =1300nm), hệ số tán sắc chất liệu M=130ps/nm.km (tại =850nm) M=10ps/nm.km ( λ =1300nm) Nguồn quang sử dụng LED phát ánh sáng có bước sóng 850nm có cơng suất phát quang 4mW, độ rộng phổ λ =35nm Bộ thu quang PIN có độ nhạy S=-45dBm Biết 2km có mối hàn có suy hao 0,1dB/mối hàn Suy hao ghép quang đầu phát 13dB, đầu thu 10dB a Tính cơng suất quang điểm 1km, 7km 12km kể từ đầu phát b Tuyến quang có cần trạm lặp hay khơng? Nếu có tính số trạm lặp cần sử dụng, khoảng cách trạm lặp Vẽ hình minh hoạ thích c Với chiều dài trên, dải thơng cực đại đạt sợi quang bao nhiêu? Bỏ qua ảnh hưởng tán sắc ống dẫn sóng Mã đường truyền NRZ d Thay nguồn quang LED phát ánh sáng có bước sóng 1300nm, cơng suất phát quang 1mW,λ =35nm Hỏi tuyến quang hoạt động không? Tại sao? e Nhận xét kết hai câu b d BÀI GIẢI a Độ suy hao điểm có chiều dài L : SH = Suy hao ghép quang đầu phát + α.L + Suy hao mối hàn = Trong đó: • • • α.L suy hao trung bình α hệ số suy hao trung bình L khoảng cách Độ suy hao điểm Km : SH1 = 13 +4.1 + = 17 dB Với 13: suy hao ghép quang đầu phát 4x1= α.L : suy hao trung bình (α=4dB/km, L=1km) Đại Học Cơng Nghệ Thơng Tin km chưa có mối hàn SH1 = = 17dB 17= P1=4/101,7 = 0.08 mW Độ suy hao điểm Km : SH7 = 13 + 4.7 + 0,1.3 = 41.3 dB ( 0,1.3: km có mối hàn ) SH7 = = 41,3dB 41,3 = P1=4/104,13 = 0.3 μ W Độ suy hao điểm 12 Km : SH12 = 13 +4x12 + 0,1.5 = 61.5 dB => P12= 2.8 nW b Tính số trạm lặp khoảng cách trạm lặp Pb = Ps – Pr - Lm -Lc Với : Ps : Công suất phát quang ban đầu Pr : Độ nhạy Lm : Suy hao dự phòng cho thiết bị Lc : Suy hao ghép nối Đổi đơn vị: Công suất phát quang ban đầu: Ps = 4mW => Ps = 10 log (4) = dBm Pb = dBm – (-45dBm) – – (13+10)dB = 28 dB Suy hao trung bình sợi quang : αc= αf+αs+ αm Với : α f : Độ suy hao trung bình sợi quang α s : Suy hao trung bình mối hàn Km ( dB/Km) α m : Suy hao dự phòng cho cáp α c = 4+ 0.1/2 +0 = 4.05 dB/Km Đại Học Công Nghệ Thông Tin Cự ly giới hạn quỹ công suất : Vậy tuyến quang cần sử dụng trạm lặp quỹ công suất cho phép truyền 6.9 Km chặng Số trạm cần cho 15 Km trạm c Với chiều dài chặng trên, tốc độ bit cực đại truyền tuyến quang là: - Độ tán sắc tổng cộng: Dchr = Dmat + = Mmat × ∆λ × L = 130ps/nm.km x 35nm x 6.9km = 31.9ns => bps Đại Học Công Nghệ Thông Tin d) Quỹ công suất tồn tuyến thay đổi cơng suất đầu vào: Pb = P s – PR – L m – L c = 10log(1) – ( - 45dBm ) – – (13 + 10)dB = +45 – 23 = 22dB Suy hao trung bình sợi quang là: ac = 4,05 dB/km Cự ly giới hạn quỹ công suất: L = Pb / ac = 22/4,05 = 5,43 km < 15 km Đại Học Công Nghệ Thông Tin Như tuyến quang hoạt động có thêm trạm lặp đầu thu nhận e) Dựa vào kết câu b d thấy cơng suất đầu phát giảm ta cần phải tăng số trạm lặp để khuếch đại truyền tín hiệu Điều giống với việc truyền tín hiệu theo tuyến viba tuyến truyền song truyền thống khác ... : Vậy tuyến quang cần sử dụng trạm lặp quỹ công suất cho phép truyền 6.9 Km chặng Số trạm cần cho 15 Km trạm c Với chiều dài chặng trên, tốc độ bit cực đại truyền tuyến quang là: - Độ tán sắc... trạm lặp Pb = Ps – Pr - Lm -Lc Với : Ps : Công suất phát quang ban đầu Pr : Độ nhạy Lm : Suy hao dự phòng cho thi t bị Lc : Suy hao ghép nối Đổi đơn vị: Công suất phát quang ban đầu: Ps = 4mW... – (-4 5dBm) – – (13+10)dB = 28 dB Suy hao trung bình sợi quang : αc= αf+αs+ αm Với : α f : Độ suy hao trung bình sợi quang α s : Suy hao trung bình mối hàn Km ( dB/Km) α m : Suy hao dự phòng cho