CHƯƠNG 4:THIẾT KẾ TUYẾN THÔNG TIN QUANG DWDM
4.4.4 Quỹ thời gian lên
Mục đích của quỹ thời gian lên là bảo đảm rằng hệ thống có khả năng hoạt động đúng ở tốc độ bit mong muốn. Thậm chí,nếu dải thông của các thành phần riêng lẻ của hệ thống vượt quá tốc độ bit, vẫn có thể xảy ra trường hợp toàn hệ thống có thể không hoạt động được ở tốc độ bit đó. Thời gian lên của một hệ thống tuyến tính được định nghĩa là thời gian tương ứng với sự tăng biên độ tín hiệu ở đầu ra bộ tách quang từ 10% - 90% .
Ba thành phần của hệ thống thông tin quang có các thời gian lên riêng.Thời gian lên tổng cộng của toàn hệ thống có thể lấy gần đúng như sau:
= (4.6)
Trong đó: là các thời gian lên tương ứng với máy phát, sợi quang và máy thu.
Thời gian lên của máy phát và máy thu thường được biết khi thiết kế hệ thống. Thời gian lên của máy phát được xác định chủ yếu bởi các thành phần điện tử của mạch điều khiển và các phần tử ký sinh điện liên quan đến nguồn quang. Thường khoảng vài ns đối với máy phát sử dụng Led, nhưng có thể nhỏ hơn 0.1 ns đối với máy phát sử dụng Laser.
Thời gian lên của máy thu phụ thuộc vào tốc độ đáp ứng bộ tách quang và băng thông điện của máy thu (khoảng 3dB).
Thời gian lên của sợi quang
(4.7) Trong đó:là thời gian lên của sợi do tán sắc mode
là thời gian lên do tán sắc màu trong sợi quang
Thời gian lên của sợi được tạo ra do tán sắc màu trong sợi quang được xác định như sau:
(4.8)
Trong đó: là tán sắc của sợi,L là khoảng cách truyền dẫn và là độ rộng đường của Laser.Thực tế tuyến truyền thường sử dụng nhiều loại sợi có tán sắc khác nhau nên thường được chọn là giá trị trung bình.
Thời gian lên của sợi do tán sắc mode được xác định: (4.9) Trong đó :là tán sắc mode phân cực
Thời gian lên cực đại cho phép đối với tín hiệu NRZ là và đối với tín hiệu RZ là .Để đảm bảo thu được tín hiệu thì thời gian lên của tuyến phải nhỏ hơn thời gian lên cực đại cho phép.
4.4.5 Tán sắc
Tán sắc là hiện tượng các bước sóng khác nhau di chuyển với vận tốc khác nhau trong sợi quang.Hiện tượng này dẫn tới một hệ quả trong thông tin quang số,đó là một xung ánh sáng mang năng lượng của các bước sóng sẽ bị rãn rộng ra theo thời gian do các bước sóng khác nhau mang năng lượng đến đích ở các thời điểm khác nhau.
Hình 4.4 Tán sắc làm độ rộng xung ngõ ra tăng
Độ tán sắc tổng cộng của sợi quang kí hiệu là D_t được xác định: (4.10)
:Độ rộng xung ra và vào,đơn vị là giây [s] Đơn vị là giây [s]
Thường người ta chỉ quan tâm độ trải rộng xung trên một Km,và có đơn vị là [ns/Km ] hoặc[ Ps/km]
Ngoài ra có đơn vị[Ps/nm/Km ].Ý nghĩa của đơn vị này là với một sợi quang có hệ số tán săc X ps/nm/km nếu ta truyền đầu phát hai bước sóng có khoảng cách với nhau 1nm ,khi đó với mỗi 1km truyền qua ,hai bước sóng này sẽ giãn cách về mặt thời gian là X ps.
Phương pháp xác định ảnh hưởng của tán sắc đến hệ thống thông tin quang thông qua tính toán quỹ công suất hệ thống bằng việc thiết kế độ dài tuyến:
= (4.11)
Trong đó: là công suất tín hiệu phát có tính cả ảnh hưởng chirp phi tuyến G là độ khuếch đại của các bộ EDFA
là đền bù tổn hao công suất
là tổn hao công suất do tán sắc, đây chính là công suất tương đương do năng lượng phổ của xung tín hiệu bị giãn ra ngoài khe thời gian đã định sinh ra
là độ nhạy thu có tính cả ảnh hưởngcủa bộ khuếch đại và nhiễu của EDFA tương ứng là suy hao mối hàn và suy hao bộ nối quang.
tương ứng là số mối hàn và số bộ nối quang.
Chất lượng truyền dẫn được xác định thông qua việc tính tỷ số lỗi bit BER cho độ nhạy thu của thiết bị thu quang.
Công suất tín hiệu tại đầu vào thiết bị thu quang:
(4.12) Trong đó: là dòng tín hiệu điện thu được sau tách quang
là suy hao giữa khuếch đại quang và bộ thu quang Tổn hao công suất tín hiệu:
1- (4.13)
Với là tham số tán sắc vận tốc nhóm.Từ đây,ta có thể xác định được lượng công suất tổn hao khi có tác động của tán sắc sợi.