Suy hao do hàn nối giữa hai sợi quang với nhau đợc đo bằng đơn vị dB
g.Dự trữ hệ thống:
Sau một thời gian sử dụng, bộ tách quang sẽ giảm đáp ứng quang thu do sự già hoá của Điốt cũng nh các phần tử khác trong mạch khuếch đại. Do vậy khi thiết kế hệ thống ngời ta thờng coi đáp ứng quang của Điốt giảm 5% mỗi năm. Và thờng dùng 1.5-2 dB dự trữ công suất cho sự hoá già của bộ tách quang.
Dự trữ hệ thống là công suet quang dự phòng cho việc sửa chữa thay thê, nâng cấp trong tơng lai và sự già hoá của linh kiện.
h.Tỷ số lỗi bít (BER):
Các tuyến thông tin quang hiện nay yêu cầu tỷ lệ lỗi bít BER khoảng 10-10
đến 10-12 , đặc biệt mạng LAN cần có BER là 10-14.
i.Độ nhạy thu:
Đây là công suất quang yêu cầu tối thiểu của bộ thu quang để đảm bảo tỷ số BER cho trớc.
Tham số của sợi quang
a. Các thông số kĩ thuật của một số sợi quang đơn mode
Hai tham số đợc quan tâm ở sợi quang chính là hệ số suy hao và hệ số tán sắc.
b. Sự lựa chọn sợi quang tuyến truyền dẫn SDH đơn b ớc sóng
Nh ta đã biết hiện nay nhu cầu về tăng dung lợng truyền dẫn cho hệ thống mạng viễn thông ngày càng cấp thiết. Với hệ thống SDH đã lắp đặt một số l- ợng lớn sợi quang đơn mode G652 với u điểm làm việc ở khu vực tổn hao thấp ở cửa sổ thứ nhất (1310 nm) có hệ số tán sắc rất thấp, nhng hạn chế về tán sắc (20ps/nm.km) khi làm việc ở cửa sổ thứ hai (1550 nm). Nh vậy để vẫn sử dụng G652 ta phải kết hợp với việc bù tán sắc, giá sẽ tơng đối cao.
Có thể sử dụng sợi quang G653 (DSF), là sợi quang đơn mode có tính năng tốt nhất ở bớc sóng 1550nm, còn gọi là sợi quang thay đổi vị trí tán sắc. Thay đổi sự phân bố khúc xạ làm cho điểm tán sắc bằng không dịch từ 1310 nm – 1550 nm.
Ngoài ra với tuyến đơn kênh quang truyền dẫn ở bớc sóng 1550nm thì đều có thể sử dụng sợi quang G654 và NZ-DSF. Tuy nhiên hạn chế của nó là giá thành cao, và công nghệ chế tạo khá phức tạp.
c. Lựa chọn sợi quang cho tuyến WDM
Dùng sợi quang nào thích hợp nhất cho hệ thống WDM luôn là vấn đề nghiên cứu của các nhà khoa học. Do tính chất u việt của sợi G653(DSF) ở 1550 nm mà nó trở thành sợi quang số 1 đợc mọi ngời quan tâm tới. Nhng khi nghiên cứu thêm phát hiện rằng tuy thông tin bớc sóng cự li dài DSF có tính u việt rất lớn nhng khi dùng trong hệ thống WDM thì ở khu vực bớc sóng có tán sắc bằng không sẽ xuất hiện vấn đề phi tuyến tính nghiêm trọng, hạn chế việc ứng dụng của WDM, trở thành khuyết điểm chủ yếu của DSF (G653), từ đó dẫn ra một loạt sợi quang mới – sợi quang biến đổi tán sắc bằng không (NZ – DSF). Dới đây giới thiệu sự hạn chế của DSF và nguyên lí ứng dụng của NZ – DSF.
Khi sử dụng EDFA trong đờng dây DSF để kéo dài cự li truyền dẫn, vì mật độ công suất quang truyền dẫn trong sợi quang tăng lên rất nhiều, dẫn tới hiệu ứng phi tuyến tính sẽ làm giảm tính năng chất lợng của hệ thống, nhất là khi ứng dụng trong hệ thống WDM sẽ xuất hiện hiệu ứng FWM (trộn tần 4 sóng) thì ảnh hởng rất lớn tới hệ thống: làm suy giảm công suất quang trong kênh tín hiệu, mà còn gây ra xuyên nhiễu giữa các kênh với nhau.
Đối với DSF, bớc sóng có tán sắc bằng không là 1550 nm, EDFA cũng thích nghi tới bớc sóng đó, công tác tại bớc sóng này thì tán sắc bằng không. Nhng đối với WDM, các sóng quang tác dụng lẫn nhau truyền cùng pha sẽ làm cho trộn tần bốn sóng càng thêm nghiêm trọng, thờng bớc sóng nó sinh ra giống nh bớc sóng truyền dẫn nào đó, làm giảm đáng kể chất lợng truyền dẫn của hệ thống WDM.
Nguyên lí làm việc của NZ – DSF
Để ngăn cản tốt FWM, cho phép đa ra công suất tơng đối lớn và nhiều kênh bớc sóng trên sợi quang, ra đời sợi quang biến đổi vị trí tán sắc khác không (NZ – DSF). Đặc điểm của sợi quang này là di chuyển điểm tán sắc bằng không của DSF, làm cho trị số tán sắc ở phạm vi 1548 – 1565 tơng đối nhỏ duy trì ở 1 – 4ps/nm.km, tránh khỏi khu tán sắc bằng không, nhng lại có trị số tán sắc tơng đối nhỏ. Có thể đạt tán sắc bằng không trong phạm vi tơng đối nhỏ trên hoặc dới 1550 nm (nh 1520 hoặc 1570 nm).
Điểm nổi bật khi dùng NZ –DSF là có u điểm của hai sợi quang G652 và DSF, đồng thời giải quyết nhợc điểm cố hữu của sợi quang G652 là bị hạn chế bởi tán sắc.
So sánh NZ-DSF và DSF thì ngoài sự dịch chuyển của điểm tán sắc bằng không, các đặc tính khác đều giống nhau ở chỗ bớc sóng 1550nm có tổn hao và tán sắc nhỏ nhất. Tuy nhiên hệ số tán sắc của nó khác không, nhng so với sợi quang G652 đã giảm rất nhiều, mở rộng cự li bị hạn chế bởi tán sắc chủ yếu là khai thác thuận lợi hệ thống WDM nhiều bớc sóng trong giai đoạn có tán sắc tổn hao thấp, mà không bị ảnh hởng của FWM.
Phân tích lý thuyết chỉ rõ, tốc độ truyền dẫn của một sợi quang NZ-DSF có thể đạt ít nhất là 80Gb/s, sau này khi nâng cấp cũng tơng đối linh hoạt, tức có
thể xây dựng hệ thống WDM trớc không cần bù là cách lựa chọn lí tởng ở tốc độ cao và cự li dài.
ứng dụng NZ – DSF
Để sử dụng rộng rãi trong hệ thống EDFA/WDM khi thiết kế và chế tạo NZ- DSF cần chú ý những điểm sau:
• Trong khu vực bớc sóng 1540 – 1565 nm cần điều chỉnh tán sắc ở 1- 4ps/nm.km.
• Tăng cờng đờng kính trờng mode của sợi quang (MFD) để giảm mật độ công suất giảm hiệu ứng phi tuyến.
• Trong khu bớc sóng công tác vẫn phải duy trì tổn hao thấp xấp xỉ 0,2 dB/Km
Tán sắc của phân cực phải nhỏ hơn 0,5ps/ km.nm
- Phân bố hiệu suất khúc xạ trong lõi sợi quang theo hình tam giác hoặc hình thang.
- Tăng MFD và dịch chuyển điểm tán sắc bằng không của bớc sóng sẽ làm tăng tổn hao uốn cong cho nên phải cần thiết kế tối u.
Hiện nay công tác nghiên cứu NZ – DSF đã đợc sự quan tâm nhiều của các công ty viễn thông trên thế giới. Theo dự đoán, đối với hệ thống sợi quang trên đất liền với cự li truyền dẫn 1000 km dùng cửa sổ truyền dẫn tán sắc dơng và ở dới cửa sổ tán sắc bằng không sẽ có lợi cho bù tán sắc. Nhng đối với cự li truyền dẫn dài (nh cáp quang dới biển 9000 km) thì dùng cửa sổ truyền dẫn tán sắc âm và ở trên cửa sổ tán sắc bằng không để ổn định điều chế.
3.4 Thiết kế hệ thống
Thiết lập quỹ thời gian là quá trình kiểm tra giới hạn băng thông của hệ thống :
tsys=(Σti)1/2là căn bậc 2 của tổng bình phơng của từng thành phần. tsystem= ( 2 2 2
PDF F ls t t t + + )1/2
tls, tF , tPD lần lợt là thời gian lên của nguồn quang, thiết bị thu quang, và hệ thống.
Nhìn chung sự suy giảm thời gian dịch chuyển của tổng truyền dẫn số không nên vợt quá 70% một chu kỳ bit với NRZ hoặc 35% của một chu kỳ đối với RZ.
ở đây một chu kỳ bit đợc xác định nh là một hàm thuận nghịch của tốc độ số.
Thông số tán sắc cực đại τTS[ps/nm] đợc đa ra để xác định giới hạn khoảng
cách của tuyến theo quỹ thời gian, tức là :
λ δ τTS.
F
t <=
Với δλ là độ rộng phổ của tín hiệu. Khi đó L<=
dis TS DS vl TS d d d τ τ = +
3.4.2 Thiết lập tính toán cho quỹ công suất của tuyến
Công suất dự phòng: Pdp(Pmagin) dùng trong trờng hợp dự phòng cho tuổi thọ các thành phần, sự thay đổi nhiệt độ và suy hao tăng lên ở các thành phần. Dự phòng cho tuyến thờng từ 6-8dB. Chính vì vậy mà quỹ công suất của tuyến (power buget) có thể xem nh là suy hao công suất tổng Pt nằm giữa nguồn phát quang và bộ tách sóng quang. Suy hao tổng này bao gồm suy hao sợi αf ,
suy hao bộ nối quang αCoup, suy hao mối hàn αEga, và dự phòng cho hệ thống
Magin
P
Ta sử dụng bộ nối quang ở hai đầu của tuyến, mà không dùng ở giữa tuyến còn suy hao hàn sợi đợc ghép vào trong suy hao sợi để đơn giản phép tính.
Thiết lập tính toán cho quỹ công suất của tuyến :
Các thành phần tổn hao bao gồm các loại suy hao và dự trữ công suất : Suy hao đờng truyền (tổn hao loại này là chủ yếu)