BÀI TẬP TRUYỀN THÔNG QUANG

Bài tập Truyền Thông Quang ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG  BÀI TẬP TRUYỀN THƠNG QUANG GVHD: TS Nguyễn Anh Vinh Nhóm thực hiện: Ngô Minh Nghĩa 1620305 Hà Hồng Yến Nhi 1620168 Dư Quốc Thành 1620235 Mông Thị Hồng Hải 1620065 Bài tập Truyền Thơng Quang BẢNG PHÂN CƠNG BÀI TẬP STT Thành viên MSSV Ngô Minh Nghĩa 1620305 Dư Quốc Thành 1620235 Hà Hồng Yến Nhi 1620168 Mông Thị Hồng Hải 1620065 Bài Tập Chương 4: 4.9, 4.10, 4.11, 4.12, 4.13, 4.14, 4.15, 4.18 Chương 8: 8.2, 8.3, 8.10, 8.15 Chương 2: 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2.11, 2.12, 2.13 Chương 8: 8.4, 8.7, 8.13 Chương 2: 2.14, 2.15, 2.16, 2.17, 2.18, 2.19, 2.20, 2.21, 2.22, 2.23, 2.24, 2.25 Chương 8: 8.1, 8.6, 8.12, 8.14 Chương 4: 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8 Chương 8: 8.5, 8.8, 8.9, 8.11 Mức độ hoàn thành 100% 100% 100% 100% Bài tập Truyền Thông Quang CHƯƠNG 2: SỢI QUANG Bài 2.1: Cho sợi quang có chiết suất lõi n1=1,5 chiết suất lớp bọc n2= 1.47 Xác định: a) Góc tới hạn θc giao tiếp lớp lõi lớp bọc b) Khẩu độ số NA sợi quang Góc tiếp nhận từ khơng khí vào sợi quang θa Tóm tắt: n1=1,5; n2= 1.47 Bài làm: Góc tới hạn θc : sin c = n n2  c = sin −1  n1  n1 Ta có:  =  −1  1,5  = 78,5o  = sin    1, 47   n12 − n22 1,52 − 1, 47 = = 0, 0198 = 1,98% 2n12 2.1,52 Khẩu độ số NA sợi quang: NA = n1 2 = 1,5 2.0, 0198 = 0,3 Góc tiếp nhận từ khơng khí vào sợi quang: nkk sin  max = n1 sin(90o −  max )   max = 17,37 o   = 2 max = 2.17,37 = 34, 74o Bài 2.2: Độ chênh lệch chiết suất sợi quang ∆=1% Chiết suất lớp lõi n1= 1.46 Xác định: a) Khẩu độ số NA sợi quang b) Góc tới hạn giao tiếp lớp lõi lớp bọc c Tóm tắt: ∆=1%; n1= 1.46 Bài làm: a) Khẩu độ số NA sợi quang: NA = n1 2 = 1, 46 2.0, 01 = 0, 207 Bài tập Truyền Thơng Quang b) Góc tới hạn: sin  c = n2 1, 445 =   c = 81,87 o n1 1, 46 n12 − n22  n2 = 1, 445 2n12 = Bài 2.3: Cho sợi quang đa mode chiết suất bậc có đường kính lõi 2a = 80 μm độ chênh lệch chiết suất tương đối ∆=1.5% hoạt động bước sóng λ = 0.85 μm Xác định: a) Tần số chuẩn hóa V sợi quang b) Số mode sóng truyền sợi quang N Tóm tắt: 2a = 80 μm; ∆=1.5%; λ = 0.85 μm Bài làm: a) Tần số chuẩn hóa sợi quang: V= 2a  n1 2 = 80.10−6. 1, 47 2.0, 015 = 75, 28 0,85.10−6 b) Số mode sóng truyền sợi quang (SI): V 75, 282 N= = = 2833 (mode) 4 Bài 2.4: Cho sợi quang chiết suất biến đổi theo dạng parabol có đường kính lõi 2a = 50 μm Sợi quang có độ số NA = 0.2 Xác định số mode sóng N truyền sợi hoạt động bước sóng λ = μm Tóm tắt: 2a = 50 μm.; NA = 0,2; λ = μm Bài làm: Tần số chuẩn hóa sợi quang: 50.10−10  V= NA = 0, = 31, 42  10−6 2a Số mode sóng N truyền sợi quang: Bài tập Truyền Thông Quang N= V 31, 422 = = 246 (mode) 4 Bài 2.5: Xác định bước sóng cắt λc để sợi quang chiết suất bậc họat động chế độ đơn mode sợi có chiết suất lõi n1 = 1.46, bán kính lõi a = 4.5 μm, độ chênh lệch chiết suất tương đối ∆= 0.25% Tóm tắt: Chế độ đơn mode: V=2,405; n1 = 1, 465 Bài làm: 2a n1 2 2.4,5.10−6. 1, 465 2.0, 025 = = 1, 218.10−6 m = 1, 28 m Bước sóng cắt: c = V 2, 405 Bài 2.6: Tính bán kính lõi a sợi quang đơn mode SI có đường kính trường mode (MFD) 11.6 μm tần số chuẩn hóa V = 2.2 Tóm tắt V=2,2; p = 11,6 m Bài làm: Bán kính lõi sợi quang đơn mode SI: 2, pV 11, 6.10−6.2, 2 p = 2a a= = = 4,91.10−6 V 2.2, 2.2, Bài 2.7: Cho sợi quang đa mode có độ lệch chiết chuất tương đối ∆= 1%, chiết suất lõi n1 = 1.5 số mode sóng truyền sợi quang bước sóng λ = 1.3 μm N = 1100 Tính đường kính lõi sợi 2a Tóm tắt: λ = 1.3 μm; N = 1100; ∆= 1%; n1 = 1.5 Bài làm: Tần số chuẩn hóa sợi quang: N= V2  V = N = 2.1100 = 46,904 Đường kính lõi sợi: Bài tập Truyền Thông Quang V= 2a  n1 2  2a = V 46,904.1,3.10−6 = = 9,15.10−5 = 91,5 m  n1 2  1,5 2.0, 01 Bài 2.8: Cho tỉ số số công suất ngõ vào ngõ km 2.5 Tính cơng suất quang trung bình thu tuyến quang dài km cơng suất quang trung bình phát vào sợi quang 1mW (giả sử tuyến kết nối connector) Tóm tắt:  = 2,5 ; L=5km; Pin = 1mW Bài làm: Độ suy hao:  = 10 log ( 2,5 ) = 3,9794 Cơng suất quang trung bình thu được: = P  P  10 10 log  out   −3,9794 = log  out−3   Pout = 10, 24.10 −6 W = 10, 24 W L  10   Pin  Bài 2.9: Cho sợi quang dài L= km Công suất đưa vào sợi quang Pin=120 μW, công suất quang ngõ Pout=3 μW Tính: a) Suy hao tồn trình A (dB) sợi quang Giả sử khơng có connector mối nối b) Hệ số suy hao sợi quang α(dB/km) c) Cũng dùng sợi quang tương tự chiều dài L=10km có mối nối km với suy hao mối nối dB Tính suy hao tồn trình trường hợp d) Tỉ số Pin/Pout số câu (c ) Tóm tắt: L= km; Pin=120 W; Pout=3 W Bài làm: a) Độ suy hao tín hiệu: P AdB = 10 log   Pin   30.10−6  = 10 log = −16dB   −6   120.10   b) Hệ số suy hao sợi quang: Bài tập Truyền Thông Quang  dB = AdB −16dB = = −2dB.km −1 L 8km c) Cứ 1km có mối nối Suy hao mối nối giảm 1dB 10km  mối nối  suy hao -9dB Độ suy giảm truyền 10km:  dB L' = −2.10 = −20dB  Tổng độ suy hao: AdB = −20 − = −29dB d) Ta có: P  Adb = 10log  in  = −29  Pout   Tỉ số −29 Pin = 10 10 = 794,32 Pout Bài 2.10: Cho công suất quang trung bình phát vào tuyến cáp sợi quang 1.5 mW sợi quang có suy hao 0.5 dB/km Tính chiều dài tối đa tuyến mà không cần phải sử dụng trạm lặp (giải sử connector khơng có suy hao) mức cơng suất trung bình tối thiểu cần có tách quang μW Tóm tắt: Pin = 1,5mW ;  = 0,5dB / km ; Pout = W Bài làm: Chiều dài tối đa tuyến: P  10 log  out  L  Pin   Pout  10  1,5.10−3  10  L = log  log  = 57,5km = −6    2.10   Pin  0,5 = Bài 2.11: Cho tuyến cáp sợi quang dài 15 km có suy hao 1,5 dB/km Sợi quang kết nối kilometer connector có suy hao 0,8 dB/connector Tính cơng suất trung bình tối thiểu cần phải phát vào sợi quang để trì mức cơng suất quang trung bình tách quang 0,3 μW Tóm tắt: Bài tập Truyền Thơng Quang L=15km 𝛼 =1,5 dB/km 𝛼’=0,8 dB/connector Po=0,3 μW Pin=? Bài làm: Suy hao tổng cộng: AdB= -(L 𝛼+14 𝛼’)=(15.1,5+14.0,8)= -33,7 dB Cơng suất trung bình cần phát vào sợi quang: AdB=10log 𝑃𝑜 𝑃𝑖 →-33,7=10log 0,3.10−6 𝑃𝑖 →Pi=7,033 10−4W Bài 2.12: Cho sợi quang silica có hệ số nén đẳng nhiệt TF=1400K 𝜷c=7 𝟏𝟎−𝟏𝟏 m2/N Chiết suất n=1,46 hệ số quang đàn hồi p=0,286 Xác định hệ số suy hao 𝜶 (dB/km) bước sóng λ=0,65 μm, μm, 1,3 μm Hằng số Boltzman K=1,381 𝟏𝟎−𝟐𝟑 J/K Tóm tắt: TF=1400K 𝛽c=7 10−11 m2/N n=1,46 p=0,286 λ1=0,65 μm λ2=1 μm λ3=1,3 μm K=1,381 10−23 J/K 𝛼1, 𝛼 2, 𝛼3=? Bài làm: *TH1: λ1=0,65 μm Hệ số tán xạ Rayleigh: γr = 8𝜋3 3λ14 𝑛8 𝑝 𝛽cKTF= 8𝜋3 3(0,65.10−6 )4 1,468 0,2862 10−11 1,381 10−23.1400=1,588 10−3 Bài tập Truyền Thông Quang Hệ số suy hao truyền dẫn: −3 103 Lkm=𝑒 −γ𝑟.𝐿 =𝑒 −1,588.10 = 0,206 Hệ số suy hao tán xạ Rayleigh: 𝛼1(dB/km)= 10log 𝐿𝑘𝑚 =10log =6,896 dB/km 0,206 *TH2: λ2=1 μm Hệ số tán xạ Rayleigh: 8𝜋3 8𝜋3 3λ2 3(1.10−6 )4 γr = 𝑛8 𝑝 𝛽cKTF= 1,468 0,2862.7 10−11 1,381 10−23.1400=1,8897 10−4 Hệ số suy hao truyền dẫn: −4 103 Lkm=𝑒 −γ𝑟.𝐿 =𝑒 −1,8897.10 = 0,8287 Hệ số suy hao tán xạ Rayleigh: 𝛼2(dB/km)= 10log 𝐿𝑘𝑚 =10log =0,821 dB/km 0,8287 *TH3: λ3=1,3 μm Hệ số tán xạ Rayleigh: 8𝜋3 8𝜋3 3λ3 3(1,3.10−6 )4 γr = 𝑛8 𝑝 𝛽cKTF= 1,468 0,2862 10−11 1,381 10−23 1400=6,614 10−5 Hệ số suy hao truyền dẫn: −5 103 Lkm=𝑒 −γ𝑟.𝐿 =𝑒 −6,614.10 = 0,936 Hệ số suy hao tán xạ Rayleigh: 𝛼3(dB/km)= 10log 𝐿𝑘𝑚 =10log =0,2873 dB/km 0,936 Bài 2.13: Cho sợi quang lõi thủy tinh K2O-SiO2 có suy hao tán xạ Rayleigh 𝜶=0,46 dB/km bước sóng λ=1 μm Thủy tinh có hệ số nén đẳng nhiệt 𝜷c=8,4 𝟏𝟎−𝟏𝟏 m2/N nhiệt độ TF=758 K, hệ số quang đàn hồi p=0,245 Tinhs chiết suất lõi sợi n1 Tóm tắt: α=0,46 dB/km λ=1 μm βc=8,4 10−11 m2/N TF=758 K Bài tập Truyền Thông Quang p=0,245 K=1,381 10−23 J/K n1=? Bài làm: Hệ số suy hao truyền dẫn: 𝛼(dB/km)= 10log 𝐿𝑘𝑚 → 0,46 = 10log 𝐿𝑘𝑚 → 𝐿km=0,8995 Hệ số tán xạ Rayleigh: Lkm=𝑒 −γ𝑟.𝐿 →0,8995=𝑒 −γ𝑟.10 → γ𝑟 =1,0592.10-4 Chiết suất lõi sợi: γr = 8𝜋3 3λ34 𝑛8 𝑝 𝛽cKTF→ 𝑛8 = γ𝒓 3λ4 𝟖𝜋 𝑝2 𝛽𝑐 K𝑇𝐹 𝟏,𝟎𝟓𝟗𝟐.10−4 3(10−6 )4 = 𝟖𝜋3 0,2452 8,4.10−11 1,381.10−23 758 → 𝑛 = 1,49 Bài 2.14: Cho sợi quang đơn mode SI có chiết suất lõi n1=1,49 có bán kính uốn cong tới hạn mm phát quang ánh sáng có bước sóng λ=1,30 μm.Tính độ lệch chiết suất tương đối ∆ bước sóng cắt sợi quang λc=1,15 μm Tóm tắt: n1=1,49 a=2 mm λ=1,30 μm λc=1,15 μm ∆=? Bài làm: Bán kính uốn cong tới hạn sợi đa mode: Rcs=(𝑛 λ −3 20λ −𝑛 (2.748 − 0.996 ) )3/2 → (𝐶 − 𝑛2 )3/2= λ𝑐 20.1,3.10−6 2.10−3 (2.748 − 0.996 1,3.10−6 1,15.10−6 ) −3 → (𝑛1 − 𝑛2 )3/2=3,046 10−3 → (𝑛1 − 𝑛2 )=0.021 Độ lệch chiết suất tương đối: 10 Bài tập Truyền Thông Quang b) Vẽ dồ thị giới hạn tán sắc mode với q = 0.5 c) Vẽ dồ thị giới hạn tán sắc mode với q = d) Vẽ đồ thị giới hạn tán sắc vật liệu Bài làm: Vẽ đồ thị tương quan giữ L B a) Giới hạn tán sắc: Pt – Pr = 2(lc) + αfL + SM với Pr = logB – 68.5  L = (0 - logB + 68.5 – 2*1 - 6) / αf với αf = 3.5dB/km  L = (-9 logB +60.5 ) / 3.5 (2 connector đầu phát thu, hệ thống khơng có slice nên khơng tính suy hao slice) b) Tán sắc mode tmod = 0.44 Lq 0.7 = với B0 = 800 MHz/km B0 B 1/ q  800  0.7   L =     0.44  B   L = 1273 / B với q = 1,  L = (1273 / B)2 với q = 0.5 c) Tán sắc vật liệu tmat = Dmat  L = 0.7Tb 0.7Tb 0.7 104 = =  L= Dmat  Be6*0.07e − 9*1 B  với   = 1nm, D = 0.07 ns/(nm.km) 41 Bài tập Truyền Thông Quang 42 Bài tập Truyền Thông Quang B=[1:1000]; L=(-9*log(B)+60.5)/3.5; L1=1273./B; L2=(1273./B).^2; L3=10000./B; plot(B,L, B,L1) legend('chieu dai gioi han suy hao','chieu dai tan sac q=1') xlabel('bang thong B Mb/s'); ylabel('chieu dai km'); axis([-5 100 1400]); figure plot(B,L2) legend('chieu dai tan sac q=0.5') xlabel('bang thong B Mb/s'); ylabel('chieu dai km'); axis([-5 100 2000000]); figure plot(B,L3) xlabel('bang thong B Mb/s'); ylabel('chieu dai km'); legend('chieu dai tan sac vat lieu') axis([-5 100 15000]); 43 Bài tập Truyền Thông Quang Bài 8.8: Make a plot analogous to Fig 8-5 of the transmission distance versus data rate of the following system The transmitter is an InGaAsP LED operating at 1300 nm The fiber-coupled power from this source is -13 dBm and the source spectral width is 40 nm The fiber has a 1.5dB/km attenuation at 1300 nm and a bandwidth of 800 MHz-km The receiver uses an InGaAs pin photodiode which has the sensitivity versus data rate shown in Fig 8-3 For simplicity, the receiver sensitivity (in dBm) can be approximated from curve fitting by: 𝑷𝑹 = 𝟏𝟏 𝟓𝒍𝒐𝒈𝑩 − 𝟔𝟎 𝟓 Where B is the data rate in Mb/s For the data rate range of 10-1000 Mb/s, plot the attenuation-limited transmission distance (including a 1-dB connector loss at each end and a dB system margin), the modal dispersion limit for no mode mixing (q=1.0), the modal dispersion limit for full mode mixing (q=0.5) Note that the material dispersion is negligible in this case, as can be seen from Fig 3-13 Dịch đề: Vẽ đồ thị biểu diễn tương quan khoảng cách truyền tốc độ liệu hệ thống sau Bộ phát dùng led InGaAsP hoạt động 1300 nm Công suất phối hợp nguồn -13dBm độ rộng phổ nguồn 40 nm Suy hao sợi quang 1.5dB/km băng thông 800 MHz-km Bộ thu sử dụng pin InGaAs có độ nhạy so với tốc độ liệu cho hình 8-3 Để đơn giản, độ nhạy thu tính theo cơng thức: PR = 11.5logB − 60.5 B tốc độ liệu Mb/s Khi tốc độ liệu nằm khoảng 10-1000 Mb/s, vẽ khoảng cách truyền suy hao giới hạn (gồm suy hao ghép nối dB SM dB), giới hạn tán sắc cho sợi khơng có mode (q=1.0), giới hạn tán sắc cho sợi full mode (q=0.5) Chú ý rằng, tán sắc vật liệu bỏ qua trường hợp này, xem hình 3-13 Tóm tắt: 𝑃𝑅 = 11.5 log B – 60.5, 𝑙𝑐 = dB, SM= dB, 𝑃𝑆 = -13 dBm, 𝛼𝑓 = 1.5 𝑑𝐵/𝑘𝑚 Bài làm: Giới hạn suy hao 𝑃𝑆 − 𝑃𝑅 = 2(𝑙𝑐 ) + 𝛼𝑓 𝐿 + 6Db Với 𝑃𝑅 = 11.5𝑙𝑜𝑔800 − 60.5 = −27.1𝑑𝐵𝑚 −13 − 11.5𝑙𝑜𝑔𝐵 + 60.5 = 2(1𝑑𝐵) + (1.5𝑑𝐵)𝐿 + 6𝑑𝐵 44 Bài tập Truyền Thông Quang => 𝐿 =(39.5 − 11.5𝑙𝑜𝑔𝐵)/1.5 Tán sắc: (1 đường cho q=1 đường cho q=0.5) 𝑡𝑚𝑜𝑑 = 0.44𝐿 𝑞 800 = 0.7 𝐵 𝐿 = [( 800 0.7 1⁄ ) ] 𝑞 𝐵 0.44 L=1273/B q=1 L=(1273/B)2 q=0.5 45 Bài tập Truyền Thơng Quang (vì trục chiều dài khác nên phải vẽ hình riêng biệt) Code matlab để vẽ đồ thị trên: B=[10:1000]; L=(39.5-11.5*log(B))/1.5; L1=1273./B; L2=(1273./B).^2; plot(B,L, B,L1) legend('chieu dai gioi han suy hao','chieu dai tan sac q=1') xlabel('bang thong B Mb/s'); ylabel('chieu dai km'); figure plot(B,L2) legend('chieu dai tan sac q=0.5') xlabel('bang thong B Mb/s'); ylabel('chieu dai km'); Bài 8.9: A 1550 nm single mode digital fiber optic link needs to operate at 622 Mb/s over 80 km without amplifiers A single mode InGaAsP laser launches an average optical power of 13 dBm into the fiber The fiber has a loss of 0.35 dB/km, and there is a splice with a loss of 0.1 dB every kilometer The coupling loss at the receiver is 0.5 dB, and the receiver uses an InGaAs APD with a sensitivity of -39 dBm Excessnoise penalties are predicted to be 1.5 dB Set up an optical power budget for this link and find the system margin What is the system margin at 2.5Gb/s with an APD sensitivity of -31 dBm? Dịch đề Một mối nối quang có bước sóng 1550nm chế độ đơn mode hoạt động tốc độ 622Mb/s 80km mà khơng có khuếch đại Nguồn phát laser đơn mode InGaAsP có công suất 13dBm Hệ số suy hao 0.35dB/km, mối hàn suy hao 0.1dB km Mối hàn đầu thu suy hao 0.5dB, đầu thu dùng InGaAs APD có độ nhạy -39dBm Noise penalties ước lượng 1.5dB Tìm cơng suất trữ hệ thống (system margin) Tìm cơng suất dự trữ với tốc độ 2.5 Gb/s với APD có độ nhạy -31dBm Tóm tắt: Transmitter Tốc độ truyền: 622 Mb/s Source laser = 1550 nm Công suất nguồn Ps = 13dBm Channel Hệ số suy hao 0.35dB/km Suy hao qua mối hàn 0.1dB/splice/km 46 Bài tập Truyền Thông Quang Receiver APD 1550nm Pr = -39dBm Noise penalties = 1.5dB Công suất dự trữ (SM) = ? Làm lại với tốc độ truyền 2.5 Gb/s Pr = -31dBm Bài làm: 𝑃𝑆 − 𝑃𝑅 = 𝐿 𝑇 + 𝑆𝑀 13 − (−39) = 1.5 + 0.35 × 80 + 79 × 0.1 + 𝑆𝑀 => 𝑆𝑀 = 14.6 𝑑𝐵 Với tốc độ truyền 2.5 Gb/s Pr = -31 dBm 𝑃𝑆 − 𝑃𝑅 = 𝐿 𝑇 + 𝑆𝑀 13 − (−31) = 1.5 + 0.35 × 80 + 79 × 0.1 + 𝑆𝑀 => 𝑆𝑀 = 6.6 𝑑𝐵 Bài 8.10: Apopular RZ code used in fiber optic systems is the optical Manchester code This is formed by direct modulo-2 addition of the baseband (NRZ-L) signal and a double-frequency clock signal as is shown in Fig 8-9 Using this scheme, draw the pulse train for the data string 001101111001 Dịch đề: Mã RZ phổ biến sử dụng hệ thống cáp quang mã Manchester quang Điều hình thành cách bổ sung modulo-2 trực tiếp vào tín hiệu dải sở (NRZ-L) tín hiệu đồng hồ tần số kép Hình 8-9 Sử dụng sơ đồ này, vẽ chuỗi xung cho chuỗi liệu 001101111001 Bài làm: 47 Bài tập Truyền Thông Quang Bài 8.11: Design the encoder logic for an NRZ-to-optical Manchester converter Dịch đề: Thiết kế logic mã hóa cho chuyển đổi Manchester từ NRZ sang quang Bài làm: Phương pháp đơn giản sử dụng cổng OR EXOR, thực cách sử dụng mạch tích hợp Hoạt động sau: thời gian xung clock so sánh với ô bit đầu vào khơng giống nhau, đầu EXOR cao Khi hai bit đầu vào giống hệt nhau, đầu EXOR thấp Do đó, số nhị phân, EXOR tạo độ cao nửa cuối ô bit: số nhị phân, đầu cao nửa đầu ô bit A B C 0 1 1 1 Bài 8.12: Consider the encoder shown in Fig P8-12 that changes NRZ dât into a PSK (phase-shift-keyed) waveform Using this encoder, draw the NRZ and PSK waveforms for the data sequence 0001011101001101 Dịch đề: Hãy xem xét mã hóa Hình P8-12, thay đổi liệu NRZ thành dạng sóng PSK (khóa pha-khóa) Sử dụng mã hóa này, vẽ dạng sóng NRZ PSK cho chuỗi liệu 0001011101001101 48 Bài tập Truyền Thông Quang Bài làm: Bài 8.13: A 3B4B code converts blocks of three binary symbols into blocks of four binary digits according to the transiation shown in Table P8-13 When there are two or more consecutive blocks of three zoeros, the coded binary blocks 0010 and 1101 are used alternately Likewise, the coded blocks 1011 and 0100 are used alternately for consecutive blocks three ones a) Using these translation rules, find the coded bit stream for te data input 010001111111101000000001111110 b) What is the maximum number of consecutive identical bits in the coded pattern? Dịch đề: Mã 3B4B chuyển đổi khối ba ký hiệu nhị phân thành khối gồm bốn chữ số nhị phân theo dịch hiển thị Bảng P8-13 Khi có hai nhiều khối liên tiếp gồm ba số 0, khối nhị phân mã hóa 0010 1101 sử dụng luân phiên Tương tự, khối mã hóa 1011 0100 sử dụng luân phiên cho khối liên tiếp ba khối a) Sử dụng quy tắc dịch thuật này, tìm luồng bit mã hóa cho đầu vào liệu te 01000111111101000000001111110 b) Số bit giống liên tiếp tối đa mẫu mã hóa bao nhiêu? Bài làm: a) Mã ban đầu: 010 001 111 111 101 000 000 001 111 110 49 Bài tập Truyền Thơng Quang Mã hóa 3B4B: 0101 0011 1011 0100 1010 0010 1101 0011 1011 1100 b) Số bit giống tối đa liên tiếp mẫu mã hóa bits Bài 8.14: Consider Eq (8-19) for the power penalty caused by laser mode-partition noise, a) Plot the power penalty (in dB) as a function of the factoe BLD𝝈𝝀 (ranging from to 0,2) at a 10-10 BER for mode-partition-noise factor k=0,4; 0,6; 0,8 and 1, when using an InGaAs APD with x=0,7 b) Given that a multimde laser has a spectral width of 2.0 nm, what are the minimum dispersions requied for 100 km spans operating at 155 Mb/s and 622Mb/s with a 0,5 dB power penalty? Dịch đề: Công thức 8.19 biểu diễn công suất gây nhiễu (tính dB) dạng hàm theo biến BLD𝜎λ (dao động từ đến 0,2) mức 10-10 BER cho hệ số nhiễu âm chế độ k= 0,4, 0,6, 0,8 sử dụng APD InGaAs với x = 0,7 a) Vẽ đồ thị công suất theo thông số BLD𝜎𝜆 b) Cho laser đa chế độ có độ rộng phổ 2.0nm, độ phân tán tối thiểu cần thiết cho 100km để hoạt động mức 155Mb / s 622Mb / giây với mức phạt công suất 0,5dB Bài làm: a)Với x=0.7=> Q=6 ta có: Pmpn = −5 0.7+2 0.7+1 log (1 − 𝑘 62 (𝜋𝐵𝐿𝐷𝜎λ)4 )= -7.94 log (1 - 18𝑘 𝜋 ℎ4) 50 Bài tập Truyền Thông Quang (với h = BLD𝜎λ) Đồ thị Pmnp theo BLD𝜎λ (4 đường tương ứng với k = 0,4, 0,6, 0,8 1) b) Ta có với x=0.7 , k=3 Tìm Q cho trường hợp B Pmpn=-7.94 log (1 - 18𝑘 𝜋 𝐿4𝐵4 𝑄 4) = 0.5 Với B1 =1.55x10-4 b/ps => Q1 = 5,52 ps/(nm.km) Với B1 =6.22x10-4 b/ps => Q2 = 1.37 ps/(nm.km) Bài 8.15: a) Using Eq.(8-21), plot the chirp-induced power penalty in decibels as a function of the factor DL𝜹𝛌 (product of the total dispersion and wavelength excursion) for the following parameter values (let DL𝜹𝛌 range from to 1,5 ns): (1) tchirp = 0,1 ns and B = 2,5 Gb/s (2) tchirp = 0,1 ns and B = 622 Mb/s (3) tchirp = 0,05 ns and B = 2,5 Gb/s (4) tchirp = 0,05 ns and B = 622 Mb/s b) Find the distance limitation at 2,5 Gb/s if a 0,5-db power penalty is allowed with D = 1,0 ps/(nm-km) and 𝜹𝛌 = 0,5 nm 51 Bài tập Truyền Thông Quang Dịch đề: a Vẽ đồ thị lượng theo thông số DL𝛿λ với trường hợp tchirp B : (1) tchirp = 0,1ns B = 2,5GB/s (2) tchirp = 0,1ns B = 622MB/s (3) tchirp = 0,05 ns B = 2,5GB/s (4) tchirp = 0,05ns B = 622MB /s b Tìm giới hạn L biết B = 2,5Gb/s, ∆ = 0,5dB, với D = 1,0ps/(nm-km) 𝛿λ = 0,5nm Tóm tắt: a Vẽ đồ thị lượng với thông số tchirp B cho trước b B = 2,5Gb/s ∆ = 0,5dB D = 1,0ps/(nm-km) 𝛿𝜆 = 0,5nm L=? Bài làm: a Đồ thị lượng theo thông số DL𝛿λ: (1) tchirp = 0,1ns B = 2,5GB/s 52 Bài tập Truyền Thông Quang (2) tchirp = 0,1ns B = 622MB/s = 0.62GB/s (3) tchirp = 0,05 ns B = 2,5GB/s (4) tchirp = 0,05ns B = 622MB/s = 0,62 GB/s 53 Bài tập Truyền Thông Quang b Chọn tchirp =0.05 ns ta có 3 ∆ = ( 𝜋 − 8) tchirpDL𝐵2 𝛿λ[1 + DL 𝛿λ −tchirp] 3 ↔ 0,5 =( 𝜋 − 8) 0,05.1,0.L.(2,5)2 0,5.(1 + 1,0 L 0,5 − 0,05) ↔ L1= 0,54 km L2 = 1,02 km Vây giới hạn khoảng cách 2,5Gb/s để ∆ = 0,5dB ∆𝐿 = [0,54; 1,02](𝑘𝑚) 54 Bài tập Truyền Thông Quang 55 ... vào sợi quang Pin=120 μW, công suất quang ngõ Pout=3 μW Tính: a) Suy hao tồn trình A (dB) sợi quang Giả sử khơng có connector mối nối b) Hệ số suy hao sợi quang α(dB/km) c) Cũng dùng sợi quang. .. hóa sợi quang: 50.10−10  V= NA = 0, = 31, 42  10−6 2a Số mode sóng N truyền sợi quang: Bài tập Truyền Thông Quang N= V 31, 422 = = 246 (mode) 4 Bài 2.5: Xác định bước sóng cắt λc để sợi quang. .. Cho tỉ số số công suất ngõ vào ngõ km 2.5 Tính cơng suất quang trung bình thu tuyến quang dài km công suất quang trung bình phát vào sợi quang 1mW (giả sử tuyến khơng có kết nối connector) Tóm