Bài báo đề xuất phương pháp phân tích, tính toán, thiết kế hệ thống truyền dẫn quang M-QAM, một công nghệ mới đang được quan tâm hiện nay. Các tham số quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng truyền dẫn như các nguồn tạp âm của bộ khuếch đại và bộ tách sóng quang đã được phân tích, đánh giá. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm bắt các nội dung chi tiết.
SỐ 70 - 2009 âm tác động lên hệ thống, làm cho tổng công suất tạp âm sau tách sóng quang tăng theo Tỷ số tín hiệu tạp âm hệ thống, đó, khơng tăng đạt đến giá trị bão hoà Sự phụ thuộc độ nhạy thu vào hệ số khuếch đại G với hệ số tạp âm NF băng tần lọc quang B0 khác mô hình Ta thấy rằng, băng tần lọc quang B0 có ảnh hưởng đến độ nhạy thu; khi, hệ số xạ tự phát Nsp lại có ảnh hưởng lớn đến giá trị độ nhạy thu Ví dụ dùng phương pháp điều chế M=64, giá trị độ nhạy thu giảm gần dB Nsp tăng từ Nsp=1 đến giá trị Nsp=1,26 Hình Sự phụ thuộc độ nhạy thu vào G với tốc độ bit khác Hình Sự phụ thuộc độ nhạy thu vào NF với số mức điều chế khác Hình Sự phụ thuộc độ nhạy thu vào G với băng tần quang Nsp khác Kết mô cho thấy, độ nhạy thu đạt giá trị cao giá trị hệ số khuếch đại G tăng; nhiên lại tỷ lệ nghịch với tốc độ bit, tốc độ bít tăng độ nhạy thu bị giảm xuống Độ nhạy thu đạt giá trị cao -50dBm, -49 dBm, -47dBm -46 dBm cho tốc độ bit 2,5 Gb/s, Gb/s, 7,5 Gb/s 10 Gb/s Đồng thời ta có nhận xét giá trị độ nhạy thu không tăng đạt đến bão hoà hệ số khuếch đại G EDFA tăng giá trị giới hạn Điều giải thích sau: G tăng cơng suất tín hiệu sau tách sóng quang tăng theo, làm tăng thành phần tạp Hình Sự phụ thuộc độ nhạy thu vào G với M khác Ngồi ra, độ nhạy thu phụ thuộc vào tham số khác hệ thống hệ số tạp âm NF khuếch đại số mức điều chế M Hình hình mơ mối quan hệ độ nhạy thu hệ thống với NF khuếch đại với hệ số khuếch đại G hệ thống sử dụng phương pháp điều chế khác Kết 30 TẠP CHÍ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ CÁC TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT SỐ 70 - 2009 mô cho thấy giá trị độ nhạy thu giảm nhanh NF tăng, điều NF tăng thành phần tạp âm xạ tự phát khuếch đại tăng, làm giảm tỷ số tín hiệu tạp âm sau tách sóng quang ảnh hưởng mạnh đến độ nhạy thu Ví dụ với hệ thống 64-QAM hình 4, G = 25dB, giá trị độ nhạy thu đạt 46 dBm NF=4 dB; nhiên NF tăng đến dB độ nhạy thu lúc 42dBm Mặt khác, số mức điều chế tăng hiệu suất băng thơng tăng lại làm cho độ nhạy thu giảm xuống hình 5; ví dụ M= 16 G = 5dB giá trị độ nhạy thu đạt -46,5 dBm; nhiên số mức điều chế M tăng lên đến 64 độ nhạy thu lúc đạt -44dBm Do đó, thiết kế hệ thống truyền tín hiệu M-QAM nhà thiết kế phải cân nhắc tính tốn tham số: khoảng cách truyền dẫn, độ nhạy thu quang, hệ số khuếch đại G số mức điều chế sử dụng để đảm bảo chất lượng truyền dẫn yêu cầu truyền dẫn tuyến; với khoảng cách tuyến truyền dẫn cho trước, nhà thiết kế cần chọn tham số khác hệ thống để đảm bảo chất lượng truyền tin yêu cầu hay với tập tham số cho trước ta cần phải tính tốn xem khoảng cách truyền dẫn cực đại đạt với giá trị BER cho trước Trên hình hình mối quan hệ khoảng cách truyền dẫn tuyến hệ số khuếch đại G EDFA với tốc độ bit 2,5 Gb/s, Gb/s, 7,5 Gb/s 10 Gb/s tương ứng, kết mô cho hai hệ thống 64QAM 256- QAM, với BER 109 Rõ ràng tốc độ bit tăng khoảng cách truyền dẫn tuyến bị giảm xuống; ví dụ tốc độ bit 2,5 Gb/s, khoảng cách truyền cực đại đạt 225 km cho hệ thống 64- QAM 212 km cho hệ thống 256- QAM, G = 5dB; nhiên tốc độ bit tăng đến 10 Gb/s khoảng cách 210 km cho hệ thống 64-QAM 195 km cho hệ thống 256- QAM với giá trị G Ta thấy rằng, yêu cầu tỷ lệ lỗi bit BER hệ thống có ảnh hưởng lớn đến độ nhạy thu khoảng cách truyền dẫn tuyến yêu cầu chất lượng hệ thống thơng tin cao khoảng cách truyền dẫn cực đại hệ thống nhỏ Kết mô mối quan hệ khoảng cách truyền dẫn tuyến 64-QAM với hệ số khuếch đại G EDFA cho hai hệ thống có yêu cầu tỷ lệ lỗi bit BER tương ứng 10-9 10-12 hình Ta thấy yêu cầu chất lượng hệ thống truyền tin cao, giả sử từ BER=10-9 đến giá trị BER=10-12 khoảng cách truyền dẫn giảm khoảng 10 km tốc độ bit Rb=10Gb/s Hình Mối quan hệ khoảng cách tuyến G với M=64 Hình Mối quan hệ khoảng cách tuyến G với M=256 Hình Mối quan hệ khoảng cách tuyến G với BER khác Một tham số quan trọng cần quan tâm thiết kế tuyến khoảng cách 31 TẠP CHÍ KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ CÁC TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT SỐ 70 - 2009 khuếch đại quang khoảng cách truyền dẫn tăng nhiều đạt đến 190 km cho hệ thống 256- QAM hay chí 220 km cho hệ thống 16- QAM Như hệ thống sử dụng khuếch đại quang có khoảng cách truyền dẫn lớn hẳn so với hệ thống không sử dụng khuếch đại quang IV KẾT LUẬN Trong thiết kế tính tốn tuyến truyền dẫn quang M-QAM, khoảng cách truyền dẫn độ nhạy thu quang hai tham số quan trọng cần nghiên cứu Hai giá trị phụ thuộc vào nhiều tham số khác hệ thống hệ số khuếch đại G, phương pháp điều chế sử dụng hay hệ số tạp âm NF khuếch đại Bài báo khảo sát phụ thuộc độ nhạy thu quang khoảng cách truyền dẫn tuyến thông tin quang M-QAM vào số tham số hệ thống Các kết dùng để thiết kế tuyến thông tin quang truyền tín hiệu M-QAM đảm bảo giá trị BER theo u cầu Hình So sánh hệ thống có khơng có khuếch đại quang EDFA Để tăng khoảng cách truyền dẫn tuyến độ nhạy thu quang, người ta thường dùng khuếch đại quang EDFA làm tiền khuếch đại Hình so sánh khoảng cách truyền dẫn tối đa đạt hệ thống: có khơng sử dụng khuếch đại quang hệ thống có số mức điều chế M khác Với hệ thống khơng có sử dụng khuếch đại quang EDFA khoảng cách truyền dẫn cực đại đạt khoảng 40 km BER 109 , hệ thống có sử dụng TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Đức Hân, Trần Quốc Dũng, Lê Trung Thành, Đào Ngọc Nam; Phương pháp tính tốn cơng suất bù BER hệ thống truyền dẫn quang; Tạp chí BCVT, Chuyên san Cơng trình nghiên cứu triển khai VT CNTT, Số 11, 3/2004 Lê Trung Thành; Nghiên cứu việc đánh giá chất lượng truyền dẫn tín hiệu video điều chế phương pháp M-QAM qua tuyến thơng tin quang có sử dụng khuếch đại quang sợi EDFA; Tạp chí Khoa học Công nghệ, Đại học Đà Nẵng, 5/2004 Lê Trung Thành; So sánh hoạt động hệ thống thơng tin quang M-QAM có sử dụng khuếch đại quang; Tạp chí Khoa học Giao thơng Vận tải, Trường ĐHGTVT, Số 8, tháng 9/2004 Lê Trung Thành; Phương pháp tính cơng suất bù BER thiết kế hệ thống truyền tín hiệu MQAM qua tuyến thơng tin cáp sợi quang; Tạp chí Khoa học – Cơng nghệ trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội, T.XX, No.3, 2004 Roberto Sabella; Performance analysis of wireless broadband systems employing optical fiber link; IEEE Transactions on communications, pp.715-721,vol.47, No.5, May 1999 Vu Van San, Hoang Van Vo; Accurate Estimation of Receiver sensitivity for 10 Gb/s optically amplified systems; Optic Communication Journal, Amsterdam, The Netherland, Vol.181, July, 2000 A Pappert, D Lafaw; Performance evaluation of a 64- QAM microwave fiber optic link wih a remote external modulator Proceedings of the Seventh Annual DARPA symposium on Photonic systems for antenna applications , 13-16, Jan., 1997 Địa liên hệ: Trần Đức Hân - Tel: (04) 3853.2909 Khoa Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 32 ... M-QAM qua tuyến thông tin quang có sử dụng khuếch đại quang sợi EDFA; Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Đại học Đà Nẵng, 5/2004 Lê Trung Thành; So sánh hoạt động hệ thống thơng tin quang M-QAM có sử. .. Hình So sánh hệ thống có khơng có khuếch đại quang EDFA Để tăng khoảng cách truyền dẫn tuyến độ nhạy thu quang, người ta thường dùng khuếch đại quang EDFA làm tiền khuếch đại Hình so sánh khoảng... Như hệ thống sử dụng khuếch đại quang có khoảng cách truyền dẫn lớn hẳn so với hệ thống không sử dụng khuếch đại quang IV KẾT LUẬN Trong thiết kế tính tốn tuyến truyền dẫn quang M-QAM, khoảng