bài tập thông tin quang và lời giải

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TIỂU LUẬN TÊN ĐỀ TÀI: THÔNG TIN QUANG GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS TRỊNH HOÀNG DUY SINH VIÊN: TRẦN TUẤN TRUNG MSSV: 1853020030 LỚP: 18ĐTĐT01 Thành phố Hồ Chí Minh - 12/2021 HỌC VIỆN HÀNG KHƠNG VIẸT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ BÁO CÁO TIỂU LUẬN Họ tên sinh viên: Trần Tuấn Trung MSSV: 1853020030 Lớp: 18ĐHĐT01 Nhiệm vụ tiểu luận: Làm Bài Tập Lớn Thông Tin Quang Ngày giao tiểu luận: ……/……/…… Ngày hoàn thành tiểu luận: ……/……/…… Họ tên người hướng dẫn: TS Trịnh Hồng Duy T/p Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Phần đánh giá:  Ý thức thực hiện:  Nội dụng thực hiện:  Hình thức trình bày:  Tổng hợp kết quả: Điểm số: Điểm chữ: (Quy định thang điểm lấy điểm tròn theo quy định Học viện) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) TS TRỊNH HOÀNG DUY CHƯƠNG II : Sợi Quang  d2n1  Bài 1: Độ tán sắc vật liệucáp thủy tinh cho     0,025  d  a Xác định thông số tán sắc vật liệu bước sóng 0,85  m độ dãn xung hiệu dụng Kilomet nguồn LED có độ rông hiệu dụng 20  m b Cho độ rộng xung tương đối  0,0012 bước sóng 0,85  m Xác  định dãn xung hiệu dụng Lời Giải Câu a) Thông số tán sắc vật liệu bước sóng 0,85  m là: 𝜆 𝑑2 𝑛1 𝑑 𝑛1 𝑀 = | | = |𝜆 | 𝑐 𝑑𝜆 𝑐𝜆 𝑑𝜆2 𝑀= 0.025 2.998×105 ×850 = 98,1 (ps/nm.km) Độ trải rộng xung rms đưa : σλ L d2 n1 σm ≅ |λ | c dλ Do 𝜎𝑚 ≅ 𝜎𝜆 × 𝐿 × 𝑀 Độ dãn xung hiệu dụng km là: 𝜎𝑚 ≈ 𝜎𝜆 𝐿𝑀  𝜎𝑚̣(1𝑘𝑚) = 20 103 × × 98,1 × 10−12 = 1.96 ( 𝜇𝑠 𝑘𝑚 Câu b) Ta có độ rộng xung tương đối: ) 𝜎𝜆 𝜆 = 0,0012 với λ = 0,85 10−6 => 𝜎𝜆 = 0.0012 × 𝜆 = 0.0012 × 0,85.10−6 = 1.02(𝑛𝑚) Độ dãn xung hiệu dụng km là: 𝜎𝑚 ≈ 𝜎𝜆 𝐿𝑀  𝜎𝑚 = 1.02 × 10−12 × × 98,1 = 0,10 ( 𝑛𝑠 𝑘𝑚 ) Bài 2: a Xây dựng biểu thức độ tán sắc mode b Áp dụng cho tuyến cáp quang Km chiết suất bước đa mode với chiết suât lõi 1,5 tủ số chiết suất tương đối 1% Tính: (i) Thời gian trễ mode nhanh mode chậm đầu cáp quang (ii) Độ dãn xung hiệu dụng tán sắc mode tuyến cáp quang (iii) Tốc độ bit tối đa mà đạt (giả sử có tán sắc mode) c So sánh với độ dãn xung hiệu dụng cho cáp quang chiết suất cong parabole với chiết suất lõi tỷ số tương đối Lời Giải Câu a) Nguyên nhân xuất tán sắc mode phóng ánh sáng vào sợi đa mode, lượng ánh sáng phân thành nhiều mode Mỗi mode lan truyền với vận tốc nhóm khác nên thời gian lan truyền chúng sợi khác Chính khác thời gian lan truyền mode nên gây tán sắc mode Xây dựng biểu thức độ tán sắc mode: Trong sợi đa mode SI tia sáng với vận tốc: 𝑣= 𝑐 𝑛1 Để xác định độ tán sắc mode sợi đa mode SI, ta xét độ chênh lệch thời gian lan truyền hai mode ngắn dài sợi quang dài L(km) Đó tia tia hình r  Tia 1( tia ngắn nhất) trùng với trục sợi quang + Độ dài lan truyền: 𝑑1 = 𝐿 + Thời gian lan truyền: 𝑇1 = 𝑑1 𝑣 = 𝐿 𝑐 ( ) 𝑛1 = 𝐿𝑛1 𝑐 = 𝑇𝑚𝑖𝑛  Tia 2( tia dài nhất) tia ứng với góc tới (bằng góc tới hạn 𝜃𝑐 + Độ dài lan truyền: 𝑑2 = 𝐿 𝑐𝑜𝑠𝜃 + Thời gian lan truyền: 𝑇1 = 𝑑2 𝑣 = 𝐿 𝑐𝑜𝑠𝜃 𝑐 (𝑛 ) = 𝐿𝑛1 𝑐.𝑐𝑜𝑠𝜃 = 𝑇𝑚𝑎𝑥 Áp dụng đinh luật khúc xạ điểm A ta có: 𝑠𝑖𝑛𝜃𝑐 =  𝑇2 = 𝑇𝑚𝑎𝑥 = 𝑛2 = 𝑐𝑜𝑠𝜃 𝑛1 𝐿𝑛12 𝑐𝑛2 Do thời gian chênh lệch tia là: ∆𝑇𝑚𝑜𝑑𝑒(𝑆𝐼) = 𝑇𝑚𝑎𝑥 − 𝑇𝑚𝑖𝑛 𝐿𝑛12 𝐿𝑛1 𝐿𝑛1 (𝑛1 − 𝑛2 ) = − = × 𝑐𝑛2 𝑐 𝑐 𝑛2 Độ chênh lệch tán sắc mode: 𝐷𝑚𝑜𝑑𝑒(𝑆𝐼) = ∆𝑇𝑚𝑜𝑑𝑒(𝑆𝐼) ≈ 𝐿𝑛1 × ∆( 𝐾ℎ𝑖 ∆≪ 1) 𝑐 𝑛12 − 𝑛22 𝑛1 − 𝑛2 𝑣ớ𝑖 ∶ ≈ ( 𝑉ì ∆≪ 1) 𝑛2 2𝑛12 Bên cạnh tính độ tán sắc mode theo độ số: 𝑁𝐴 = 𝑛1 √2∆ (𝑁𝐴)2 => ∆ = 2𝑛1 Do đó: 𝐷𝑚𝑜𝑑𝑒(𝑆𝐼) = 𝑇𝑚𝑜𝑑𝑒(𝑆𝐼) ≈ 𝐿(𝑁𝐴)2 2𝑐𝑛1  Với sợi quang sợi đa mode GI: DGI mod ≈ Ln1 ∆2 8c Câu b) Chọn sợi quang sợi SI I Thời gian chênh lệch mode nhanh mode chậm là: ∆𝑇𝑚𝑜𝑑𝑒(𝑆𝐼) = 𝐿𝑛1 ∆ × 103 × 1.5 × 0.01 = 𝑐 2.998 × 108 = 300 ( 𝑛𝑠) II Độ dãn xung hiệu dụng tán sắc mode tuyến cáp quang là: 𝜎𝑚𝑜𝑑𝑒(𝑆𝐼) = III 𝐿𝑛1 ∆ 2√3𝑐 = 6.103 × 1.5 × 0.01 2√3 × × 108 = 86,603 (𝑛𝑠) Tốc độ bit tối đa mà đạt (giả sử có tán sắc mode) là: 𝐵𝑡(𝑚𝑎𝑥) = 1 = = = 1,667 ( 𝑀𝑝𝑠) 2𝜏 2𝛿𝑇𝑠 2.300 10−9 Câu c) Độ dãn xung hiệu dụng tán sắc mode tuyến cáp quang với chiết suất cong Parabol là: σs (1 km) 86,603 ns = = 14,433 L Km Độ dãn xung hiệu dụng km sợi suất bước đa mode: Ln1 ∆2 103 1,5 0,012 ρs σg (1 km) = = = 14,44367 Km 20√3c 20√3 108 CHƯƠNG III: Bài 1: Một tuyến cáp quang DIM chiều dài Km sử dụng đèn LED có cơng suấtt quang trung bình -10dBm phóng vào cáp quang đa mode Cáp quang suy hao 3,5dB/Km suy hao đầu chia 0,7dB/Km Suy hao đầu nối đầu thu 1,6 dB Đầu thu Diode quang loại PIN có độ nhạy -25dBm SNR 50dB với hệ số điều chế 0,5 Cho độ dự trữ an toàn 4dB a Thực quỹ công suất quang cho hệ thống mà bảo đảm độ tồn b Xác định chiều dài tuyến tăng thêm trường hợp tăng độ dự trữ an toàn cáp quang lên thành 7dB Lời Giải Câu a) Ta có: + LED có cơng suất quang trung bình: −10dBm + Cơng suất trung bình cần thiết diode quang PIN có độ nhạy: − 25dBm + Tỷ lệ tín hiệu – nhiễu SNR: 50dB + Hệ số điều chế: 0,5 + Tổng biên độ hệ thống: 15 dB + Suy hao đầu nối đầu thu: 1,6dB + Độ dự trữ an toàn: 4dB + Tổng cộng tổn hao hệ thống: 14dB + Công suất biên vượt mức: 1dB + Suy hao tổng cáp quang 3,5 = 7dB + Suy hao mối nối 0,7 = 1,4dB Vậy thực quỹ công suất quang cho hệ thống với kiện mà đảm bảo độ tồn Câu b) Theo giả thuyết đề thì: + Cơng suất trung bình cần thiết diode quang PIN có độ nhạy: 𝑃𝑜 = − 25dBm + Suy hao đầu nối đầu thu: 𝛼𝑐𝑟 = 1,6dB + Suy hao tổng cáp quang 𝑀𝑎 = 3,5 = 7dB + Suy hao đầu chia 𝛼𝑗 = 0,7dB/Km + Suy hao cáp quang 𝛼𝑓𝑐 = 3,5dB/Km Trường hợp tăng độ dự trữ an tồn cáp quang lên thành 7dB, ta có: 𝑃𝑖 = 𝑃𝑜 + (𝛼𝑓𝑐 + 𝛼𝑗 )𝐿 + 𝛼𝑐𝑟 + 𝑀𝑎 𝑃𝑖 − 𝑃𝑜 = (𝛼𝑓𝑐 + 𝛼𝑗 )𝐿 + 𝛼𝑐𝑟 + 𝑀𝑎 (dB) dBm − (−25 dBm) = (3,5 + 0,7)𝐿 + 1.6 + 7.0 25 = 4,2𝐿 + 8,6 𝐿 = (25 – 8,6) ÷ 4,2 ≅ 3,904 km Vậy trường hợp tăng độ dự trữ an toàn cáp quang lên thành 7dB chiều dài tuyến tăng thêm ∆𝐿 = 3,904 – = 1,904 km Bài 2: Đường truyền cáp quang đơn mode đường dài hoạt đơng bước sóng 1,3 m Có cơng suất trung bình từ phát -3dBm.; Suy hao sợi cáp 0,4dB/Km Suy hao mối nối 0,1 dB/Km Suy hao so kết nối đầu thu nhận 1dB/đầu Công suất trung bình đầu thu APD hoạt động tốc độ 35Mbits/s ( BER109 ) -55dBm tốc độ 400Mbits/s ( BER109 ) -44dBm Độ dự trữ an toàn 7dB Xác định: (a) Chiều dài tuyến cáp tối đa mà không dung lập tốc độ 35MBits/s (b) Chiều dài tuyến cáp tối đa mà không dùng lập tốc độ 400MBits/s Lời Giải Câu a) Tỷ số chiết suất tương đối 3% = 100 = 0.03 Độ chênh lệch chiết suất tương đối: ∆ = 𝑛12 −𝑛22 2𝑛12 𝑛22 = 𝑛12 − 2∆𝑛12 𝑛22 = 1,52 − 0,03 1,52 𝑛22 = 2,115 Vậy bán kính cong tới hạn cáp quang đa mode là: 𝑅𝑐 ≅ 3𝑛12 λ 4𝜋(𝑛12 − 𝑛22 )2 𝑅𝑐 ≅ 1,52 0,82 10−6 4𝜋 (2,25 −2,115)2 𝑅𝑐 ≅ 8,879 10−6 𝜇𝑚 Câu b) Tỷ số chiết suất tương đối 0,3% = 100 = 0,003 Độ chênh lệch chiết suất tương đối: ∆ = 𝑛22 = 𝑛12 − 2∆𝑛12 𝑛12 −𝑛22 2𝑛12 𝑛22 = 1,52 − 0,003 1,52 𝑛22 = 2,2365 Vậy 𝑛2 = √2,2365 ≅ 1,495 Bước sóng cắt sợi quang đơn mode là: λ𝑐 = 2𝜋𝑎 𝑛1 𝑉𝑐 Trong đó, số bước sóng: 𝑉𝑐 = 2,405 (II) Thay (II) vào cơng thức (I), ta có: λ𝑐 = λ𝑐 = 2𝜋 10−6 1,5 2,405 2𝜋𝑎 𝑛1 2,405 (2∆)2 (2 0,003)2 λ𝑐 ≅ 1,214 𝜇𝑚 Vậy bán kính cong tới hạn cáp quang đơn mode là: 20λ 𝑅𝑐𝑠 ≅ (𝑛1 − 𝑛2 ) 𝑅𝑐𝑠 ≅ λ −3 (2,748 − 0,996 λ ) 𝑐 20 1,55 10−6 (1,5−1,495)2 1,55 10−6 ( 2,748 − 0,996 1,214 𝑅𝑐𝑠 ≅ 0,027 𝑚 = 27𝑚𝑚 10−6 −3 ) (2∆)2 (I) CHƯƠNG IV: Bài 1: Tuyến cáp quang số có tổng chiều dài 7Km hoạt động 20 Mbits/s sử dụng mã RZ Đèn LED hoạt động 0,85  m có khả cho cơng suất quang trung bình 100 W (bao gồm suy hao đầu mối) phóng vào cáp quang chiết suất bước GI với đường kính 50  m Các suy hao mối nối quang có độ suy hao 2,6dB/Km suy hao chẻ nhánh 0,5dB/Km cho đầu chẻ Suy hao đầu nối nơi thu 1,5dB Công suất quang tới đầu thu -41dBm với BER 1010 Độ dự trữ an toàn 6dB Hãy xác định độ tồn hệ thống Lời Giải Ta có: Cơng suất quang trung bình từ máy phát: 𝑃𝑖 = 100𝜇𝑊 = 10 log(10 10−6 1000) = −10𝑑𝐵𝑚 Công suất quang tới đầu thu 20 Mbit/s (BER 10−10 ) : 𝑃𝑜 = −41𝑑𝐵𝑚  Tổng chênh lệch hệ thống: 𝑃𝑖 − 𝑃𝑜 = −10𝑑𝐵𝑚 − (−41𝑑𝐵𝑚) = 31𝑑𝐵 Suy hao sợi quang: 2,6 𝑑𝐵 𝑘𝑚 = 18,2𝑑𝐵 Suy hao mối nối: 0,5𝑑𝐵 = 3𝑑𝐵 Suy hao máy thu: 1,5𝑑𝐵 = 1,5𝑑𝐵 Đô dự trữ: 6dB  Tổng suy hao kênh hệ thống: 18,2dB + 3dB + 1,5dB + 6dB = 28,7dB  Năng lượng tồn sử dụng hệ thống: 31dB - 28,7dB = 2,3dB  Dựa số liệu đưa ra, hệ thống khả thi cung cấp lượng công suất vượt 2,3 dB Điều cung cấp thêm lượng an tồn phép mối nối xảy tương lai chúng khơng tính đến biên độ an toàn ban đầu Bài 2: Đường truyền cáp quang đơn mode đường dài hoạt đông bước sóng 1,3 m Có cơng suất trung bình từ phát -3dBm.; Suy hao sợi cáp 0,4dB/Km Suy hao mối nối 0,1 dB/Km Suy hao so kết nối đầu thu nhận 1dB/đầu Cơng suất trung bình đầu thu APD hoạt động tốc độ 35Mbits/s ( BER109 ) -55dBm tốc độ 400Mbits/s ( BER109 ) -44dBm Độ dự trữ an toàn 7dB Xác định: a Chiều dài tuyến cáp tối đa mà không dung lập tốc độ 35MBits/s b Chiều dài tuyến cáp tối đa mà không dùng lập tốc độ 400MBits/s Lời Giải Ta có: + Cơng suất trung bình từ phát 𝑃𝑖 = –3dBm + Suy hao sợi cáp 𝛼𝑓𝑐 = 0,4dB/Km + Suy hao mối nối 𝛼𝑗 = 0,1dB/Km + Suy hao kết nối đầu thu nhận 1dB/đầu nên 𝛼𝑐𝑟 = 𝑑𝐵 = 𝑑𝐵 + Độ dự trữ an toàn 𝑀𝑎 = 7dB Câu a) Ở tốc độ 35MBits/s, ta có: 𝑃𝑖 = 𝑃𝑜1 + (𝛼𝑓𝑐 + 𝛼𝑗 )𝐿 + 𝛼𝑐𝑟 + 𝑀𝑎 𝑃𝑖 − 𝑃𝑜1 = (𝛼𝑓𝑐 + 𝛼𝑗 )𝐿 + 𝛼𝑐𝑟 + 𝑀𝑎 (dB) (I) Thay 𝑃𝑖 = –3dBm ; 𝑃𝑜1 = –55dBm vào phương trình (I), có: –3dBm – (–55dBm) = (𝛼𝑓𝑐 + 𝛼𝑗 )𝐿 + 𝛼𝑐𝑟 + 𝑀𝑎 52dB = (𝛼𝑓𝑐 + 𝛼𝑗 )𝐿 + 𝛼𝑐𝑟 + 𝑀𝑎 (𝛼𝑓𝑐 + 𝛼𝑗 )𝐿 = 52 – (𝛼𝑐𝑟 + 𝑀𝑎 ) (0,4 + 0,1)𝐿 = 52 − ( + 7) 0,5 𝐿 = 43 𝐿 = 43 ÷ 0,5 = 86 (𝑘𝑚) Vậy chiều dài tuyến cáp tối đa mà không dung lập tốc độ 35MBits/s 86 km Câu b) Ở tốc độ 400MBits/s, ta có: 𝑃𝑖 = 𝑃𝑜2 + (𝛼𝑓𝑐 + 𝛼𝑗 )𝐿 + 𝛼𝑐𝑟 + 𝑀𝑎 𝑃𝑖 − 𝑃𝑜2 = (𝛼𝑓𝑐 + 𝛼𝑗 )𝐿 + 𝛼𝑐𝑟 + 𝑀𝑎 (dB) (II) Thay 𝑃𝑖 = –3dBm ; 𝑃𝑜2 = – 44dBm vào phương trình (I), có: –3dBm – (–44dBm) = (𝛼𝑓𝑐 + 𝛼𝑗 )𝐿 + 𝛼𝑐𝑟 + 𝑀𝑎 41dB = (𝛼𝑓𝑐 + 𝛼𝑗 )𝐿 + 𝛼𝑐𝑟 + 𝑀𝑎 (𝛼𝑓𝑐 + 𝛼𝑗 )𝐿 = 41 – (𝛼𝑐𝑟 + 𝑀𝑎 ) (0,4 + 0,1)𝐿 = 41 − ( + 7) 0,5 𝐿 = 32 𝐿 = 32 ÷ 0,5 = 64 (𝑘𝑚) Vậy chiều dài tuyến cáp tối đa mà không dung lập tốc độ 400MBits/s 64 km CHƯƠNG V: BÀI TẬP LỚN Một tuyến quang dài L=15km, dùng sợi quang SI (50/125 m) 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 (tại =1300nm), hệ số tán sắc chất liệu M=130ps/nm.km (tại =850nm) M=10ps/nm.km (tại =1300nm) Nguồn quang sử dụng LED phát ánh sáng có bước sóng 850nm có cơng suất phát quang 4mW, độ rộng phổ A=35nm Bộ thu quang sử dụng PIN có độ nhạy -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 lập hay khơng? Nếu có tín số trạm lập cần sử dụng, khoảng cách trạm lập Vẽ hình minh hoạ thích c Với chiều dài trên, tốc bit cực đại truyền tuyến 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, An=35nm, Hỏi tuyến quang hoạt động không? Tại sao? e Nhận xét kết hai câu b d Giải o Theo giả thuyết đề cho: o L=15km o sợi quang SI (50/125m) o độ chênh lệch chiết suất tương đối =1% o chiết suất lõi n1=1.48 o hệ số tán sắc chất liệu  M=130ps/nm.km (tại =850nm)  M=10ps/nm.km (tại =1300nm) o suy hao trung bình  =4dB/km (tại =850nm)  =2,4dB/km (tại =1300nm) o Nguồn quang sử dụng LED phát ánh sáng có:  Bước sóng 850nm  Cơng suất phát quang 4mW  độ rộng phổ = 35nm o Bộ thu quang sử dụng PIN có độ nhạy -45dBm o Cứ km có mối hàn  Suy hao mối hàn : 0,1dB/mối hàn o Suy hao ghép quang đầu phát 13dB o Suy hao ghép quang đầu thu 10dB Câu a) Độ suy hao điểm có chiều dài L : SH = Suy hao ghép quang đầu phát + α L + Suy hao mối hàn = 10 log 𝐶ô𝑛𝑔 𝑠𝑢ấ𝑡 𝑝ℎá𝑡 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑎𝑛 đầ𝑢 P1 Với: α L suy hao trung bình 𝛼 hệ số suy hao trung bình L khoảng cách  Độ suy hao điểm 1Km là: SH1 = 13 + 4.1 + = 17dB SH1 = 10 log 𝐶ô𝑛𝑔 𝑠𝑢ấ𝑡 𝑝ℎá𝑡 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑎𝑛 đầ𝑢 P1 = 17dB Mà công suất phát quang ban đầu = 4mW 10 log P1 = 17 P1 ≅ 0,08mW  Độ suy hao điểm 7Km là: SH7 = 13 + 4.7 + 0,1.3 = 41,3 dB ( 7Km có hàn ) SH7 = 10 log 𝐶ô𝑛𝑔 𝑠𝑢ấ𝑡 𝑝ℎá𝑡 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑎𝑛 đầ𝑢 P7 = 41,3dB Mà công suất phát quang ban đầu = 4mW 10 log P7 = 41,3 P7 ≅ 0,3𝜇W  Độ suy hao điểm 12Km là: SH12 = 13 + 4.12 + 0,1.5 = 61,5dB ( 12Km có hàn ) SH12 = 10 log 𝐶ơ𝑛𝑔 𝑠𝑢ấ𝑡 𝑝ℎá𝑡 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑎𝑛 đầ𝑢 P12 = 61,5dB Mà công suất phát quang ban đầu = 4mW 10 log P12 = 61,5 P12 ≅ 2,8nW Câu b) 𝑃𝑏 = 𝑃𝑠 − 𝑃𝑟 − 𝐿𝑚 − 𝐿𝑐 Ta có: Trong đó: 𝑃𝑠 : Cơng suất phát quang ban đầu 𝑃𝑟 : Độ nhạy 𝐿𝑚 : Suy hao dự phòng cho thiết bị 𝐿𝑐 : Suy hao ghép nối Công suất phát quang ban đầu: 𝑃𝑠 = 4mW => 𝑃𝑠 = 10log ≅ 𝑑𝐵𝑚 Suy ra: 𝑃𝑏 = 6𝑑𝐵𝑚 − (−45𝑑𝐵𝑚) − − (13 + 10)𝑑𝐵 = 28𝑑𝐵 Suy hao trung bình sợi quang : 𝛼𝑐 = 𝛼𝑓 + 𝛼𝑠 + 𝛼𝑚 Trong đó: 𝛼𝑓 : Độ suy hao trung bình sợi quang 𝛼𝑠 : Suy hao trung bình mối hàn Km ( dB/Km) 𝛼𝑚 : Suy hao dự phịng cho cáp  𝛼𝑐 = + 0,1 ÷ + = 4,05 dB/Km Cự ly giới hạn quỹ công suất : 𝐿 𝑃 28 𝑑𝐵 = 𝛼𝑏 = 4,05 𝑑𝐵/𝑘𝑚 ≅ 6,9𝑘𝑚 𝑐 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  Hình ảnh minh họa: Câu c) Bỏ qua ảnh hưởng tán sắc ống dẫn sóng nên Dwg = =Tán sắc vật liệu: Dmat = M L ∆λ = 15 35.130 10−3 = 68,25 ns Dchr = Dmat + = Dmat = 68,25 ns Tán sắc mode sợi SI: DmodSI = L n1 ∆ 15 1,48 0,01 = = 7,4 10−10 ns c 10 Độ tán sắc tổng cộng: Dt = √D2 chr + D2 mod = √(68,25)2 + (7,4 10−10 )2 = 68,25 ns Tốc độ bit cực đại: => Brmax = = 4Dt = 3,663 106 s −9 68,25 10 Với chiều dài trên, tốc bit cực đại truyền tuyến quang Brmax = 3,663 106 s Câu d) Ta xét:  Quỹ cơng suất tồn tuyến thay đổi công suất đầu vào:  Pb = Ps − PR − Lm − Lc  Pb = 10 log(1) − ( −45𝑑𝐵𝑚) − − (13 + 10)𝑑𝐵 Pb = + 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 Ta kết luận tuyến quang hoạt động có thêm trạm lặp đầu thu nhận Câu 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  ... Km 20√3c 20√3 108 CHƯƠNG III: Bài 1: Một tuyến cáp quang DIM chiều dài Km sử dụng đèn LED có cơng suấtt quang trung bình -10dBm phóng vào cáp quang đa mode Cáp quang suy hao 3,5dB/Km suy hao... tên sinh viên: Trần Tuấn Trung MSSV: 1853020030 Lớp: 18ĐHĐT01 Nhiệm vụ tiểu luận: Làm Bài Tập Lớn Thông Tin Quang Ngày giao tiểu luận: ……/……/…… Ngày hoàn thành tiểu luận: ……/……/…… Họ tên người... trường hợp tăng độ dự trữ an toàn cáp quang lên thành 7dB Lời Giải Câu a) Ta có: + LED có cơng suất quang trung bình: −10dBm + Cơng suất trung bình cần thiết diode quang PIN có độ nhạy: − 25dBm + Tỷ