CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠNG TRUY NHẬP GPON DỰA TRÊN PHẦN MỀM OPTISYSTEM
3.3 Phân tích mạng truy nhập GPON dựa trên phầm mềm OptiSystem 1 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng mạng quang
3.3.1.1Tỉ số lỗi Bit Ber
Định nghĩa: Là tỉ lệ bit bị lỗi trên tổng số bit truyền đi. Trong đó, xác suất lỗi bit là một trong những cách hiệu quả để đánh giá hiệu năng hệ thống một cách định lượng.
Tín hiệu quang đi đến ONU sẽ được chuyển sang miền điện. Tín hiệu điện được đưa qua mạch khôi phục dữ liệu. Dựa vào mức ngưỡng để xác định bit “1” và bit “0”. Tỉ lệ lỗi bit trong hệ thống thông tin quang thường là 10-9. Cách tính BER với nhiễu biên độ tuân theo hàm phân bố Gaussian.
Hình 3.7: Mối liên quan giữ tín hiệu nhận được và hàm phân bố xác suất.
Hình 3.7(a) chỉ ra dạng tín hiệu nhận được. Giá trị dòng điện I dao động từ I0 tới I1 và ID là dòng ngưỡng. Nếu I > ID thì đó là bit “1” còn ngược lại đó là bit “0”. BER có thể được tính theo xác xuất lỗi bit:
BER = P(1)P(0/1) + P(0)P(1/0) Trong đó:
P(1) và P(0) là xác suất nhận được bit 1 và 0.
P(0/1) là xác suẩt lựa chọn bit 0 khi bit 1 được nhận. P(1/0) là xác suất lựa chọn bit 1 khi bit 0 được nhận. Do có thể xảy ra trường hợp: P(1) = P(0) = 1/2.
Khi đó:BER=[P(0/1) +P(1/0)]
Hình 3. 7 ( b)chỉraxácsuấtP(0/1)vàP(1/0)phụthuộcvàohàmmậtđộxácxuất P(I).DạnghàmP(I)phụthuộcvàothốngkênguồnnhiễu.Vớinhiễubiênđộtuân
Mỗi một hàm Gaussian có một giá trị σ khác nhau. Trong đó erfc là hàm bù lỗi được định nghĩa như sau:
Phương trình này chỉ ra rằng BER phụ thuộc vào dòng ngưỡng ID. Trên thực tế ID được đánh giá dựa trên giá trị BER nhỏ nhất. Trường hợp nhỏ nhất khi ID được chọn theo công thức:
Tính xấp xỉ ta có : Suy ra:
Ta có: σ0 = σ1
Khi đó, BER min. Khi đó P(1/0) = P(0/1). Điều này có thể nhìn thấy rõ trong hình 3.7(b). Thay các giá trị tìm được vào công thức tính BER ta có:
Với
Phương trình trên chỉ ra mối quan hệ giữa BER và hệ số Q: Q giảm thì BER tăng và ngược lại. Ta có thể thấy rõ điều đó thông qua đồ thị dưới đây:
Hình 3.8: Mối quan hệ giữa hệ số phẩm chất Q và tỉ lệ lỗi bit BER