Chương 4

Chương 4: Hệ Thống Thơng Tin Quang Kết Hợp NHĨM 4.1.1 Khái niệm hệ thống thông tin quang kết hợp  Khái niệm hệ thống thông tin quang kết hợp dùng để sựu đòi hỏi cao tính kết hợp thời gian nguồn phát quang laze độ kết hợp khơng gian tách sóng quang trộn tín hiệu quang tín hiệu quang nội  Vào năm 70, người ta chứng minh đổi tần tiến hiệu quang hệ thống  Vào năm 80, công nghệ chế tạo sợi quang đáp ứng yêu cầu để truyền tín hiệu Cơng nghệ laze có bước tiến dài Vì nghiên cứu truyền thông tin quang kết hợp cố thành tựu Nhiều hãng aspp dụng công nghệ để nâng cao khả truyền tốc độ truyền, kéo dài cựu ly truyền  Hiện kỹ thuật điều chế cường độ giải điều chế trực tiếp có đặc điểm:  Cường độ ánh sáng xạ laze điều chế trực tiếp từ dòng điện vào  Khơng sử dụng pha để truyền sóng  Tách sóng trực tiếp thực máy thu quang., tách băng tần sở mà khơng có xử lý biến đổi  Hệ thống thông tin quang kết hợp có đặc điểm:  Tín hiệu thơng tiin điều chế ở phía phát với mức yêu cầu cao độ rộng phổ tín hiệu độ ổn định tần sosoo  Độ phân cực giữ nguyên q trình truyền  Trước tách sóng, trộn với băng tần nội trước qua photoddiot Ưu điểm  Nâng cao độ nhạy máy thu  Nâng cao khả truyền dẫn  Nâng cao khả lựa chọn kênh  Kết hợp thu coherrent với kỹ thuật khuếch đại quang Mơ hình hệ thống thơng tin quang kết hợp A) phía phát  cấu tạo gồm: Mạch điều khiển Laze bán dẫn Bộ điều chế tín hiệu Mở rộng bao gồm : Bộ khuếch đại công suất Bộ điều khiển công suất  Laze hoạt động chế độ đơn mode có độ rộng phổ hẹp  Thường dùng laze DFB có độ rơng 0,1 nm  Laze cộng hưởng laze cách tử có độ rộng phổ khoảng 10: 100 MHz  Các loại laze đa mode khơng thích hợp cho hệ thống  Để đảm bảo hệ thống ổn định, cần thực môi trường nhiệt độ ổn định thêm điều chỉnh cơng suất tự động  Bộ điều chế ngồi thực theo hai phương án sau:  Điều khiển dòng nội xạ nguồn laze, sử dụng khóa dịch tần số  Điều chế trường quang phát từ nguồn laze thiết bị thích hợp hệ thống ASK  Trong điều biến cần có cách ly quang sợi quang nhằm chắn phải xạ quang gây ổn định sóng mang quang b) Phía thu  Bộ thu bao gồm:  Bộ trộn quang laze dao động nội photodiot  Bộ tiền khuếch đại  Bộ điều chế giải trung tần  Mạch định 4.5.1 Chất lượng hệ thống thông tin quang kết hợp theo phương pháp điều chế giải điều chế khác 4.5.1.2 Phân loại thu Coherent • Hệ thống có mức độ kết hợp cao (Hight Coherent Systems – HCS): - Tín hiệu so sánh trực tiếp với pha phục hồi lại mạch nhờ mạch chỉnh pha tự động tín hiệu dao động nội - Sử dụng homodyne với kỹ thuật điều chế: Điều biên AM, điều pha PM - Sơ đồ cấu trúc nguồn thu đơn giản, độ nhạy thu cao  Các cơng trình ngun cứu chủ yếu tập trung vào việc tính tốn tỉ lệ lỗi bit với mẫu lý tưởng so sánh với sơ đồ điều chế khác 4.5.1 Chất lượng hệ thống thông tin quang kết hợp theo phương pháp điều chế giải điều chế khác 4.5.1.2 Phân loại thu Coherent • Hệ thống có mức độ kết hợp trung bình(Average Coherent Systems – ACS) - Được xem biến đổi tần thấp từ vùng sóng quang vùng song vơ tuyến - Có mức độ kết hợp trung bình ACS, sử dụng phổ biến thu heterodyne với kỹ thuật điều chế FM, PM, AM kỹ thuật giải điều chế đồng  So với hệ thống có mức độ kết hợp cao, hệ thống có mức độ kết hợp trung bình có ưu là: + Giảm nhẹ sơ đồ cấu trúc nguồn thu + Hạ thấp yêu cầu độ đơn sắc laser phát laser dao động nội Và nhược điểm đòi hỏi cơng suất nguồn thu lớn 4.5.1 Chất lượng hệ thống thông tin quang kết hợp theo phương pháp điều chế giải điều chế khác 4.5.1.2 Phân loại thu Coherent • Hệ thống có mức độ kết hợp thấp (Low Coherent Systems – LCS) - Có kỹ thuật điều chế + Điều biên: Điều chế trực tiếp dòng nội xạ laser điều chế ngồi + Điều tần: Điều chế trực tiếp dòng nội xạ laser + Điều pha: Thực nhờ điều chế ngồi kỹ thuật khóa dòng - Bảng thống kê kết điều chế (xem giáo trình trang 250-253) 4.5.1 Chất lượng hệ thống thông tin quang kết hợp theo phương pháp điều chế giải điều chế khác 4.5.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhạy máy thu: - Trong thực tế có nhiều yếu tố vật lý kéo độ nhạy thu Coherent giảm nhiễu pha chúng, nhiễu cường độ, không phù hợp phân cực mode song tán sắc sợi quang • • • • • Nhiễu Pha Nhiễu cường độ Không tương xứng phân cực Tán sắc sợi quang Các yếu tố hạn chế khác 4.5.1 Chất lượng hệ thống thông tin quang kết hợp theo phương pháp điều chế giải điều chế khác 4.5.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhạy máy thu: • Nhiễu Pha 4.5.1 Chất lượng hệ thống thông tin quang kết hợp theo phương pháp điều chế giải điều chế khác 4.5.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhạy máy thu: • Nhiễu Pha 4.5.1 Chất lượng hệ thống thông tin quang kết hợp theo phương pháp điều chế giải điều chế khác 4.5.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhạy máy thu: • Nhiễu cường độ 4.5.1 Chất lượng hệ thống thông tin quang kết hợp theo phương pháp điều chế giải điều chế khác 4.5.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhạy máy thu: • Khơng tương xứng phân cực - Trạng thai phân cực tín hiệu thu khơng đóng vai trò thu tách song trực tiếp đơn giản dong photon tạo phụ thuộc vào số lượng photon tới - Phương pháp thông dụng sử dụng để giải vấn đề phân cực dung máy thu hai cổng tương tự khác chỗ nhánh xử lý thành phần phân cực trực giao 4.5.1 Chất lượng hệ thống thông tin quang kết hợp theo phương pháp điều chế giải điều chế khác 4.5.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhạy máy thu: • Tán sắc sợi quang - Trong hệ thống IM-DD tán sắc: + Ảnh hưởng đến tốc độ bit hoạt động hệ thống, đặc biệt hệ thống tốc độ cao + Ảnh hưởng đến đặt tính hệ thống thông tin quang coherent cần phải sử dụng laser bán dẫn hoạt động chế độ đơn mode với độ rộng phổ hẹp 4.5.1 Chất lượng hệ thống thông tin quang kết hợp theo phương pháp điều chế giải điều chế khác 4.5.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhạy máy thu: • Các yếu tố hạn chế khác - Có nhiều yếu tố làm giảm đặc tính hệ thống thơng tin quang coherent cần xem xét đến suốt trình thiết kế hệ thống - Hồi tiếp phản xạ - Có nhiều phản xạ bề mặt phản xạ dọc theo cáp sợi quang biến nhiễu pha thành nhiễu cường độ ảnh hưởng đến đặc tính hệ thống quang Coherent 4.5.2 Những Kỹ Thuật Coherent tiên tiến 4.5.2.1 Một số kỹ thuật Coherent tiên tiến • Kỹ thuật ghép kênh quang theo thời gian OTDM • Kỹ thuật truyền dẫn phân cực đa mức • Ghép kênh quang theo tần sô OFDM 4.5 Những Giải Pháp Nâng Cao Chất Lượng Hệ Thống 4.5.2 Những Kỹ Thuật Coherent tiên tiến 4.5.2.2 Kỹ thuật hệ thống • Tạo hệ thống có lực truyền dẫn cao • Tận dụng băng tần rộng sóng ánh sang nói chung sợi quang Single mode • Hệ thống Coherent cho phép truyền số lượng lớn kênh • Hệ thống Coherent cho khả lựa chọn độ nhạy máy thu 4.5.2 Những Kỹ Thuật Coherent tiên tiến 4.5.2.3 Tiến kỹ thuật cơng nghệ • Làm hẹp độ rộng phổ • Ổn định tần số cơng suất phát • Các thiết bị quang thụ động 4.5.2 Những Kỹ Thuật Coherent tiên tiến 4.5.2.4 Khả áp dụng kỹ thuật thơng tin quang coherent vào mạng lưới • Khả áp dụng vào mạng lưới • Những tồn trước mắt hệ thống thông tin quang Coherent  Cơng nghệ hệ thống chưa hồn thiện  Hệ thống có cấu trúc phức tạp  Hệ thống coherent đòi hỏi chi phí lớn THE END CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE ... nhiễu tự nhiên để làm giảm ảnh hưởng chúng 4. 4 .4. 2 Sử dụng kỹ thuật trộn chuyển đổi phân cực 4. 4 .4. 2 Sử dụng kỹ thuật trộn chuyển đổi phân cực 4. 4 .4. 2 Sử dụng kỹ thuật trộn chuyển đổi phân cực... phận phân biệt đường dây trễ 4. 4.2.3 Sử dụng máy thu phân cực trực giao 4. 3 Các phương pháp điều chế hệ thống COHERENT  4. 3.1 Điều chế thông tin quang Coherent  4. 3.1.1 Các kỹ thuật điều chế... thay đổi nhận giá trị khác theo bit PSK: Phương pháp thay đổi dựa thay đổi phase 4. 4 Điều khiển phân cực 4. 4.1 Yêu cầu trạng thái phân cực thông tin coherent  Một yêu cầu quang trọng HTTQ Coherent