bài giảng thiết kế tuyến

Nội dung ThiÕt kÕ hÖ thèng ThiÕt kÕ tuyến Thiết kế phần ngoại vi tuyến Lập kế hoạch cho đờng quang nhà trạm Thiết kế tuyến cáp ngầm Thiết kế tuyến cáp treo 1 ThiÕt kÕ hƯ thèng VÊn ®Ị quan tâm hệ thống thông tin quang: Quỹ suy hao Dung lợng truyền dẫn, hay độ rộng băng ThiÕt kÕ hƯ thèng PhÇn thiÕt kÕ hƯ thèng: Không sâu vào thiết kế hệ thống chi tiết Giúp đánh giá đợc thiết kế hệ thống Giúp hình dung hệ thống hoạt động nh 1.1 Các biến số Mục tiêu, yêu cầu hệ thống Quyết định chi phí hệ thống 1.1 Các biến số Có nhiều yếu tố ảnh hơỏng trực tiếp, gián tiếp tới thiết kế hệ thống: Công suất đầu nguồn quang (vào sợi) Các suy hao ghép nối Độ rộng vạch phổ nguồn quang Thời gian đáp ứng nguồn quang phát Mà hoá tín hiệu Suy hao hàn nối Loại sợi (đơn mốt hay đa mốt) Suy hao sợi tán sắc Đờng kính lõi sợi Khẩu độ số sợi Bớc sóng hoạt động Ghép kênh theo bớc sóng 1.1 Các biến số Có nhiều yếu tố ảnh hơỏng trực tiếp, gián tiếp tới thiết kế hệ thống:           Các khuếch đại quang Điều chế trực tiếp gián tiếp nguồn quang Các yêu cầu chuyển bớc sóng Độ nhạy thu Tỉ lệ lỗi bít hay tỉ lệ tín hiệu độ ồn Độ rộng băng đầu thu Cấu hình hệ thống Số mối hàn, ghép conectơ Loại ghép Các chi phí 1.1 Các biến số - Trong yếu tố trên: Nhiều yếu tố có mối liên hệ tơng tác  Mét sè yÕu tè kh«ng cho phÐp tù lựa chọn - Kiểu hệ thống chế đặc điểm mà quan tâm - Có thể đạt mục tiêu theo vài cách 1.1 Các biến số Bus Ring Hình Ba cách để nối máy tính Sao 1.2 Quỹ công suất Công Côngsuất suấtphát phát tổng tổngsuy suyhao hao++khuếch khuếchđại đại==dự dựphòng phòng++ độ độnhạy nhạythu thu Độ nhạy thu: Để đạt đợc tỉ lệ tín hiệu độ ồn tốc độ lỗi bít theo yêu cầu Quỹ dự phòng: Cho phép già hoá hệ thống, dao động sửa chữa nh hàn nối cáp đứt 1.2 Q c«ng st Suy hao cđa hƯ thèng  Suy hao ghÐp nèi ngn quang víi sỵi quang  Suy hao connector  Suy hao hµn nèi  Suy hao ghép quang Suy hao sợi  Suy hao ghÐp nèi sỵi quang víi bé thu 10 Ví dụ công suất quang (Thiết bị STM-1\L1.1[Siemens]) C«ng suÊt [dBm] Psmax = Psmin = Lmin=10 [dB] -5 Pomin Lmax=28 [dB] = -10 Pr = -34 1[dB] 46 Tính toán cự ly trạm lặp uy hao tối đa cho phép OS OR : OpticalSuy sender Suy hao tuyÕn hao Suy tuyÕn hao c¸p : Optical receiver Suy hao nội đài cáp cáp Xác định: dự phòng hệ thống Xác định cự ly trạm lặp tối đa Các phơng án sử dụng trạm lặp 47 Xác định suy hao tuyến cáp (bao gồm mối hàn) Dây nhảy quang Các mối hàn Dây nhảy quang OR OS ODF ODF km Trong ®ã: L[dB/km]= Lf [dB/km] + Ls L [dB/km] : Suy hao tuyÕn c¸p/1km [dB/km] Lf [dB/km]:Suy haosỵi/1km 48 Ls[dB/km]:Suy hao mèi nèi Suy hao sỵi quang G.652 dB/km Attenuation coefficient 0,3 -0,4 [dB/km] 0,15 -0,25 [dB/km] Fig A1 G-957 D C A B 1360 1260 1200 1280 1300 1430 1335 1480 1400 Wavelength 1500 1580 1600 nm T1509000-92 Ranges A and B are suitable for long-haul (L-N.x) applications, and ranges C and D are suitable for short-haul (S-N.x) and intra-office (I-N) 49 applications Suy hao mối hàn [trên km] Các mối hàn Dây nhảy quang Dây nhảy quang OR OS Loại mối nối Hồ quang Cơ khí Connect or ODF km ODF Suy hao [dB] 0,15 0,35 0,5 Dcuộn cáp = km (trung bình) Ls = 0,1 [dB\km] L[dB\km] = 0, 25 + 0,1 50 = 0,35 [dB\km] Tính toán cự ly trạm lặp uy hao tối đa cho phép OS OR : Optical sender Suy hao c¸p : Optical receiver Suy hao nội đài Suy hao nội Suy hao nội đàiđài Xác định: dự phòng hệ thống Xác định cự ly trạm lặp tối đa Các phơng án sử dụng trạm lặp 51 Suy hao nội trạm [dây nhảy kết cuối cáp] Dây nhảy quang Các mối hàn Dây nhảy quang ODF ODF OR OS km Li Li (Suy hao néi tr¹m) (Suy hao néi tr¹m) Cã nhiỊu kiĨu kÕt ci quang khác nhau, thực chất suy hao nội trạm suy hao dây nhảy dây nối [Tối đa=2dB(2 trạm)] 52 Tính toán cự ly trạm lặp uy hao tối đa cho phép OS OR : Optical sender Suy hao cáp : Optical receiver Suy hao nội đài Xác định dự phòng phòng hệ Xác định dự Xác định: dự phòng hệ thốnghệ thống thống Xác định cự ly trạm lặp tối đa Các phơng án sử dụng trạm lặp 53 Týnh dự phòng công suất quang (Cho bảo dỡng hệ thống) Dự phòng: phòng: Dự Trong các tr trờng ờng hợp: hợp: Trong + Thay Thay ®ỉi ®ỉi tun tun (do (do ®øt ®øt + cáp) thêm thêm mối mối nối nối cáp) + Sự Sự lÃo lÃo hoá hoá của sợi sợi quang quang + + Sù Sù suy suy gi¶m gi¶m chÊt chất llợng ợng của + mối mối nối nèi c¸c 54 Khi thiÕt thiÕt kÕ: kÕ: P PM= = 2-3[dB] 2-3[dB] Khi Tính toán cự ly trạm lặp uy hao tối đa cho phép OS OR : Optical sender Suy hao c¸p : Optical receiver Suy hao nội đài Xác định: dự phòng hệ thống Cự ly ly trạm lặp lặp Xác Cự định cự trạm ly trạm lặp tối đa Các phơng án sử dụng trạm lặp 55 Xác định cự ly trạm lặp (Tối ®a) PS(min)- Pr - (Li + PM) Dmax = L[dB/km] Trong đó: Dmax: cự ly trạm lặp tối đa Ps(min): công suất phát nhỏ Pr: độ nhạy thu (BER=10-10) Li: suy hao nội đài (2 dB) 56 PM: dự phßng hƯ thèng (3 dB) VÝ dơ vỊ tÝnh cù ly trạm lặp (Thiết bị Siemens [L-1.1]) PS(min)- Pr - (Li + PM) Dmax = L[dB/km] Trong ®ã: Dmax: cù ly trạm lặp tối đa Ps(min): công suất phát nhỏ [-5dBm] Pr: độ nhạy thu (BER=10-10) [-34dBm] Li: suy hao nội đài (2 dB) PM: dự phòng hệ thống (357dB) Dmax= 68,57 km Bài tập (Tính toán cự ly trạm lặp) Unit Digital signal Nominal bit rate Application code (Table 1) kbit/s Operating wavelength range nm Transmitter at reference point S Source type Spectral characteristics: – maximum RMS width () – maximum  20 dB width – minimum side mode suppression ratio Mean launched power: – maximum – minimum Minimum extinction ratio Optical path between S and R b) Attenuation range Maximum dispersion Minimum optical return loss of cable plant at S, including any connectors Maximum discrete reflectance between S and R Receiver at reference point R b) Minimum sensitivity Minimum overload Maximum optical path penalty Maximum reflectance of receiver, measured at R a) b) nm nm dB Values I-1 S-1.1 a) 1261 -1360 a) 1430-1576 1430-1580 1260 -1360 a) 1263 -1360 1480-1580 L-1.3 1534-1566/ 1480-1580 1523-1577 MLM LED MLM MLM SLM MLM SLM SLM MLM SLM 40 – – 80 – – 7.7 – – 2.5 – – – 30 – – – 30 – 30 3/2.5 – – – 30 dBm dBm dB 8  15 8.2 dB ps/nm STM-1 according to Recommendation G.707 155 520 S-1.2 L-1.1 L-1.2 8  15 8.2 0-7 18 0-12 25 5 10 8  15 8.2 0-12 96 296 5 10 10-28 NA 246 NA 5 10 10-28 NA 10-28 246/296 NA dB NA NA NA NA 20 NA dB NA NA NA NA –25 NA dBm  23  28  28  34  34  34 dBm dB dB 8 NA 8 NA 8 NA  10 NA  10  25  10 NA Some Administrations may require a limit of 1270 nm See clause 58 Bài tập (Tính toán cự ly trạm lặp) Unit Digital signal Nominal bit rate Application code (Table 1) kbit/s Operating wavelength range nm Transmitter at reference point S Source type Spectral characteristics: – maximum RMS width ( ) – maximum –20 dB width – minimum side mode suppression ratio Mean launched power: – maximum – minimum Minimum extinction ratio Optical path between S and R c) Attenuation range Maximum dispersion Minimum optical return loss of cable plant at S, including any connectors Maximum discrete reflectance between S and R Receiver at reference point R c) Minimum sensitivity Minimum overload Maximum optical path penalty Maximum reflectance of receiver, measured at R a) b) c) Values I-4 nm nm dB a) 1261 -1360 STM-4 according to Recommendation G.707 622 080 S-4.1 S-4.2 L-4.1 1293-133 13004/ 14301325/ 128012741580 12961335 1356 1330 L-4.2 L-4.3 14801580 14801580 MLM LED MLM SLM MLM SLM SLM SLM 14.5 – – 35 – – 4/2.5 – – – 30 2.0/1.7 – – – 30 – b)