œ : hệ số suy hao (dB/km). Pạn; : công suất ngõ vào. P¿suọ : công suất ngõ ra.
Để tính toán sự tán xạ ở bước sóng 2. ta sử dụng công thức sau :
Với :
S 4
D.=-°®|A-—
2A [ })
So = 0,092 ps/(nm”.km).
Ào= 1311 nm (Croning chỉ định ^Ào xuất hiện giữa 1302 và 1322 nm. Chúng
ta có thể sử dụng giá trị trung bình cho phép phân tích này).
D; = Độ tán xạ (ps/am/km).
Laser và LED :
Laser và LED là hai thiết bị dùng làm bộ phát quang trong hệ thống. Hiện
nay các hệ thống quang thường dùng laser làm bộ phát quang vì nó có các đặc
tính kỹ thuật vượt trội hơn so với LED. Do đó, laser thường được sử dụng trong
các đường truyền đòi hỏi chất lượng cao như các tuyến trục, trung kế, cáp quang
biển... Tuy nhiên, do chịu ảnh hưởng nhiều của nhiệt độ nên việc chế tạo laser
và các mạch điện tử đi kèm là tương đối phức tạp và giá thành cao hơn. Vì thế trong các hệ thống truyền dẫn quang không đòi hỏi tốc độ cao LED được ưa trong các hệ thống truyền dẫn quang không đòi hỏi tốc độ cao LED được ưa
chuộng hơn. Tuy vậy, trong thiết kế ta cũng cần nắm rõ các thông số kỹ thuật để
lựa chọn thích hợp cho từng ứng dụng.
»> Đối với LED :
* Thông số điện :
e Dòng điện hoạt động : từ 50 mA đến 300 mA.
e Sụt áp trên Led từ 1,5V đến 2,5V.
* Công suất phát quang :
_ Những Chú Ý Khi Thiết Kế Một Hệ Thống Thông Tìn Quang
Ị
|
e Công suất phát quang được định nghĩa là công suất tổng cộng mà
nguồn quang phát ra.
e Công suất của Led thông thường từ 1 đến 3mW. Đối với loại
phát sáng, công suất cao có thể lên đến 10 mW.
* Góc phát quang :
e Công suất ánh sáng do các nguồn quang phát ra cực đại ở trục
phát quang và giảm dần theo góc hợp với trục. Góc phát quang được xác định ở mức công suất giảm đi 1⁄2 (3dB) so với trục Cực đại.
| e Góc phát quang của LED từ 300 đến 120” tùy loại. | * Hiệu suất ghép quang : | * Hiệu suất ghép quang :
| e Là tỉ số giữa công suất quang ghép vào sợi quang với công suất
phát quang tổng cộng của nguồn quang.
| Với LED : từ 1% đến 15% tùy loại.
| * Độ rộng phổ :
| e Nguồn quang phát ra có công suất lớn nhất ở bước sóng trung tâm và giảm dẫn về hai phía. Độ rộng phổ là khoảng bước sóng tâm và giảm dẫn về hai phía. Độ rộng phổ là khoảng bước sóng mà trong đó công suất quang không nhỏ hơn phân nữa công suất
đỉnh.
Với LED : từ 35 đến 100 nm.
* Thời gian chuyển lên :
e Là thời gian để mức công suất ra tăng từ 10% đến 90% mức công
| suất Ổn định.
* Ảnh hưởng của nhiệt độ :
e Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với LED không lớn.
»> Đối với Laser :
* Thông số điện :
e Dòng điện kích thích: từ vài chục đến vài trăm mÀ.
e Sụt áp: từ 1,5 đến 2,5V.
* Công suất phát quang :
e Từ l1 mW đến 10 mW. Đối với một số laser đời mới thì có thể
lên đến 50 mW.
* Góc phát quang :
e Có dạng hình elip từ 5” đến 100 theo phương ngang và từ 40
theo phương thắng đứng.
* Hiệu suất ghép quang :
e 30% đến 50% đối với sợi đơn mode.
| e 60% đến 90% đối với sợi đa mode.
| * Độ rộng phổ :
e Từ 1 đến 4 nm.
| Những Chú Ý Khi Thiết Kế Một Hệ Thống Thông Tìn Quang
|
* Ảnh hưởng của nhiệt độ :
e Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với laser là khá nhiều, nên laser
thường được chế tạo dưới dạng module.
8.3. Các loại điều chế và ghép kênh :
Khi thiết kế ta phải chọn loại điều chế thích hợp để truyền. Như trình bày ở chương trước ba loại điều chế AM, EM và số đều có các ưu khuyết điểm khác chương trước ba loại điều chế AM, EM và số đều có các ưu khuyết điểm khác nhau. Hệ thống AM cung cấp giải pháp đơn giản và rẻ tiền để mã hóa thông tin trong việc truyền bằng cáp quang. Nhưng suy hao đường truyền lớn và nhu cầu
thiết bị tuyến tính cao có thể loại bổ nhiều thuận lợi của AM so với những kỹ
| thuật khác bởi giá thành đắt do phải đạt được độ tuyến tính cao của LED hoặc
| Laser. Hệ thống EM miễn nhiễm với sự thay đổi về giá trị biên độ gây ra bởi tổn | hao quang. Điểu chế FM dựa trên sóng mang tần số cao. Một ưu điểm của hệ
| thống EM, qua phân tích toán học, chỉ ra rằng tỷ số tín hiệu trên nhiễu ở máy thu (tỷ số SNR) có thể được tăng cường bằng cách tăng độ lệch khỏi tân số sóng (tỷ số SNR) có thể được tăng cường bằng cách tăng độ lệch khỏi tân số sóng
| mang, qua đó hệ thống EM có tỉ số SNR cao. Một thuận lợi quan trọng khác, so
với AM thì EM giảm nhu cầu về độ tuyến tính của các thiết bị quang. Đối với hệ
thống số, tỉ số SNR rất cao nên suy hao đường truyền thấp. Tuy nhiên, giá thành đất hơn so với hai hệ thống AM và EM.
Khi truyền nhiều kênh cùng một lúc trên đường truyển đòi hỏi phải có các
bộ ghép, tách kênh. Có ba loại ghép kênh thường được sử dụng trong hệ thống quang : ghép kênh theo tần số EFDM (Frequency Division Mutiplexing) chỉ sử
| dụng cho tín hiệu tương tự, ghép kênh theo thời gian TDM (Time Division
| Mutiplexing) sử dụng cho cả tín hiệu số và tín hiệu tương tự được chuyển sang
: số (sử dụng kỹ thuật điều mã xung PCM : pulse code modulation), ghép kênh
_ theo bước sóng WDM (Wavelength Division Mutiplexing).
EDM : là cách thức phân chia dải thông của đường truyền cho n kênh thông
tin, sắp đặt chúng cho các băng tần riêng biệt và cách đều. Tín hiệu đem vào
ghép kênh theo tần số đều có dải phổ khác nhưng xẩy ra đồng thời trong cùng
một thời gian và không gian. Hình 8.1 cho kỹ thuật ghép FDM.
| Những Chú Ý Khi Thiết Kế Một Hệ Thống Thông Tin Quang
Băng thông đường truyền
—— —>
Band Guard
Kênh 1 Kênh 2 Kênh 3
—*>
f
Hình 8.1 : Kỹ thuật ghép FDM.
TDM : là kỹ thuật mà trong đó mỗi tín hiệu sẽ chiếm toàn bộ băng thông
hay một phần băng thông đường truyền, nhưng chỉ trong một thời gian ngắn sau đó lặp lại có tính chất chu kỳ. Hình 8.2 cho kỹ thật ghép TDM. Mỗi lần truyền đó lặp lại có tính chất chu kỳ. Hình 8.2 cho kỹ thật ghép TDM. Mỗi lần truyền
các kênh sẽ hoàn thành một lân và lặp lại có tính chu kỳ, gọi đó là một Frame
(khung) truyền.
Kênh 1 Kênh 2 Kênhh3 |---:=>= Kênh 1 Kênh 2 Kênh 3 —>
- —>>
{
Một Frame
Hình 8.2 : Kỹ thật ghép TDM.
Câ hai loại FDM và TDM chỉ dùng ghép kênh của tín hiệu điện còn đối với
WDM là ghép kênh sóng quang do đó có thể ghép hai kênh có bước sóng khác ^
nhau trên cùng một sợi quang. Hình 8.3 cho sơ đô ghép kênh theo kỹ thuật
WDM.
Kênh! |Chuyển đổi 1310 nm Chuyển đổi __ Kênh 1
điện-quang _ Eib iber quang-điện
WDM |Ä-€—> WDM
Kênh2 [Chuyển đổi NC Chuyển đổi _ KênhZ
điện-quang 1550 nm quang-điện Các bộ ghép quang theo bước sóng
Hình 8.3 : Kết hợp hai tín hiệu trên một sợi quang dùng kỹ thuật WDM.
| ...`` HH. hững Chú Ý Khi Thiết Kế Một Hệ Thống Thông nrỶaÝn Tin Quang
8.4. Sơ đồ khối của máy phát :
Hình 8.4 mô tả sơ đồ khối của máy phát quang.
RE
Oscillator
Ngõ và© [Timnieu| [Bộ khuếch| ,|Bộ § Mạch Sợi quang điện | | đại `. chế kích thích điện | | đại `. chế kích thích
Thăm dò Nguồn
quang quang
Hình 8.4 : Sơ đồ khối máy phát quang.
- Tín hiệu điện : các tín hiệu tương tự hay số được các mạch điện bên ngoài
cung cấp.