2.2.1. Các nguồn nhiễu
Hình 2. 1.Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu năng hệ thống MMW-RoF
Các nguồn nhiễu trong các hệ thống thông tin quang bao gồm nhiễu cường độ tương đối RIN (Relative Intensity Noise) của Laser, nhiễu pha của laser, nhiễu nổ của
PD (Photo Diode) và nhiễu nhiệt của bộ khuếch đại và bộ thu. Cơng suất nhiễu RIN được tính như sau:
2 2
2
. . . .
RIN Lasers phase av n
RIN av n
RIN RIN I B
K I B
(2.1)
trong đó RINLasers, là nhiễu cường độ tương đối từ các laser, RINphase là nhiễu biến đổi từ nhiễu pha sang nhiễu cường độ, Iav là dòng quang điện trung bình và Bn là băng tần nhiễu hiệu dụng của bộ thu. KRIN là giá trị phụ thuộc vào thiết bị, được tính bằng dB/Hz (thường nhận giá trị khoảng -150dB/Hz).
Nhiễu tại bộ thu quang (tại BS cho đường xuống hoặc CO cho đường lên) gây ra bao gồm nhiễu nổ, nhiễu dòng tối PD và nhiễu nhiệt. Công suất nhiễu nổ được xác định bởi:
2
2
short qI Bav n
(2.2)
trong đó, q là điện tích electron.
Vì dịng tối (Id) cũng tạo ra nhiễu nổ, nên nhiễu nổ tổng sẽ được tính như sau:
2
2
short q Iav Id Bn
(2.3)
Nhiễu nhiệt là nhiễu sinh ra do sự chuyển động nhiệt ngẫu nhiên của các điện tử bên trong điện trở tải gây nên sự thăng giáng về dịng. Cơng suất nhiễu nhiệt được mô tả bởi công thức sau:
2
4 /
th K TBB n RL
(2.4)
trong đó, Bnlà hằng số Boltzmann, T là nhiệt độ Kelvin và RLlà điện trở tải tại đầu ra PD.
2.2.2. Méo phi tuyến
Méo phi tuyến gây ra bởi bộ thu phát trong hệ thống MMW-RoF bao gồm méo phi tuyến gây ra bởi nguồn quang trong điều chế trực tiếp, méo phi tuyến gây ra bởi bộ điều chế ngoài (MZM) và méo phi tuyến gây ra bởi bộ tách sóng quang. Do đặc tính điều chế của LD chỉ tuyến tính trong một khoảng nhất định, khi đưa tín hiệu RF vào điều chế trực tiếp nguồn LD sẽ làm cho tín hiệu bị méo nếu khơng lựa chọn điểm làm việc cẩn thận để đảm bảo nguồn quang làm việc ở vùng tuyến tính.
Trong điều chế ngoài, bộ điều chế MZM được sử dụng để điều chế tín hiệu dữ liệu vào sóng mang quang từ LD. Khi đó LD chỉ phát ánh sáng liên tục nên không gây ra hiệu ứng phi tuyến, ảnh hưởng phi tuyến lại là do đặc tính phi tuyến của bộ MZM.
Tại các bộ tách sóng quang, tín hiệu được tách sóng theo luật bình phương, vì thế, các thành phần không mong muốn sẽ xuất hiện tại đầu ra bộ tách sóng. Một trong các thành phần không mong muốn ảnh hưởng đến hiệu năng hệ thống đó là thành phần phi tuyến bậc hai, đây chính là đặc trưng cho nhiễu phi tuyến gây ra bởi bộ tách sóng quang.
2.2.3. Các tham số khác
Các tham số khác ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống và đã được khảo sát trong luận án gồm chỉ số điều chế của bộ điều chế MZM và hệ số khuếch đại của bộ thu APD.
Chỉ số điều chế của bộ điều chế MZM cũng là một tham số gây méo tín hiệu do đó làm suy giảm hiệu năng hệ thống. Khi chỉ số điều chế q thấp thì hiệu quả điều chế khơng cao. Do có cơ chế khuếch đại dịng nên hệ số khuếch đại của APD tăng MA lần so với
đáp ứng của PD. Tùy thuộc vào vật liệu chế tạo APD khác nhau mà dải giá trị của MA
sẽ nhận các giá trị khác nhau (ví dụ MA = 10-40 với vật liệu sử dụng là InGaAs).