Bài giảng Cơ sở truyền thông sợi quang: Chương 5 - HV Bưu chính viễn thông

Bài giảng Cơ sở truyền thông sợi quang: Chương 5 - Một số vấn đề trong thiết kế tuyến TTQ số đơn kênh điểm – điểm trình bày các vấn đề như hệ thống thông tin quang số đơn kênh điểm – điểm, ảnh hưởng của suy hao và thiết kế tuyến có khuếch đại, ảnh hưởng của tán sắc và thiết kế tuyến có bù tán sắc.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ sở truyền thông sợi quang: Chương 5 - HV Bưu chính viễn thông HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG BÀI GIẢNG MÔN CƠ SỞ TRUYỀN THÔNG SỢI QUANG Bộ môn: Thông tin quang - Khoa VT1 Năm biên soạn: 2010 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Nội dung 1 Tổng quan về kỹ thuật thông tin quang 2 Sợi quang Chương 3 Bộ phát quang 4 Bộ thu quang 5 Một số vấn đề trong thiết kế truyền TTQ đơn kênh điểm – điểm www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 2 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Chương 5- Một số vấn đề trong thiết kế tuyến TTQ số đơn kênh điểm – điểm  Hệ thống thông tin quang số đơn kênh điểm – điểm  Ảnh hưởng của suy hao và thiết kế tuyến có khuếch đại  Ảnh hưởng của tán sắc và thiết kế tuyến có bù tán sắc www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 3 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Hệ thống TTQ số đơn kênh điểm – điểm Hệ thống TTQ đơn kênh điểm – điểm: a. Sử dụng trặm lặp quang – điện b. Sử dụng bộ khuếch đại quang www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 4 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Ảnh hưởng của suy hao  Công suất ánh sáng lan truyền trên sợi bị suy giảm dần theo chiều dài sợi  suy hao giới hạn khoảng cách truyền dẫn của hệ thống.  Suy hao của hệ thống TTQ gồm:  Suy hao của sợi quang truyền dẫn  Suy hao giữa các mối nối, mối hàn: kết nối giữa các cuộn cáp, giữa sợi quang và các thiết bị trên hệ thống  Suy hao xen: suy hao khi truyền qua các thiết bị trên hệ thống  Suy hao dự phòng www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 5 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Ảnh hưởng của suy hao  Giải pháp bù suy hao nhờ trạm lặp quang điện:  Tín hiệu quang cần khuếch đại được chuyển về miền điện sau đó phát lại bằng LED/ Laser và truyền đi  Chức năng 3R: • Tạo lại dạng – Re-shaping • Định thời lại – Re-timing • Khuếch đại – Re-amplifying  Ưu điểm: Bù suy hao đồng thời bù tán sắc  Nhược điểm: Phức tạp www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 6 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Ảnh hưởng của suy hao  Gi¶i ph¸p kh¸c: dïng c¸c bé khuÕch ®¹i quang (OA) ®Ó khuÕch ®¹i trùc tiÕp tÝn hiÖu quang.  1980: mét sè lo¹i bé OA ®· ®­îc nghiªn cøu chÕ t¹o  S OA : S e mic o nduc to r Optic al Amplifie r  RFA : Raman­bas e d Fibe r Amplifie r  EDFA : Erbium­do pe d Fibe r Amplifie r   1990: øng dông OA ®Ó bï suy hao  Víi c¸c hÖ thèng quang: EDFA ®­îc sö dông phæ biÕn nhÊt  §èi víi c¸c hÖ thèng cù li dµi: RFA ho¹t ®éng tèt h¬n. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 7 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Ảnh hưởng của suy hao  HÇu hÕt c¸c bé OA khuÕch ®¹i ¸nh s¸ng tíi th«ng qua ph¸t x¹ kÝch thÝch, gièng nh­ laser (Tuy nhiªn, bé OA sîi kh«ng cã håi tiÕp quang).  Nguyªn lý c¬ b¶n: b¶n sö dông n¨ng l­îng Laser b¬m (quang hoÆc ®iÖn) ®Ó thùc hiÖn ®¶o mËt ®é.  HÖ sè khuÕch ®¹i quang phô thuéc: vµo tÇn sè cña tÝn hiÖu tíi vµ c­ êng ®é ¸nh s¸ng b¬m (phô thuéc nhiÒu hay Ýt lµ cßn phô thuéc vµo m«i tr­êng khuÕch ®¹i)  Quá trình khuếch đại ánh sáng được diễn ra trong vùng tích cực. Fiber­to­Amplifier  Coupler  Active medium  Optical  Amplified optical   input signal     onput signal  Pump  Source    www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 8 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Ảnh hưởng của suy hao Ứng dụng KĐ quang - K§ ®­êng truyÒn:bï suy hao truyÒn dÉn - K§ c«ng suÊt: t¨ng c«ng suÊt ®Çu ra bé ph¸t quang. - TiÒn K§: ®Ó t¨ng ®é nh¹y bé thu quang - K§ LAN: bï suy hao do ghÐp nèi. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 9 Lmax (km) n= −1 BÀI GIẢNG MÔN lc (km) KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Thiết kế tuyến TTQ có khuếch đại  Các tham số dùng để thiết kế:  Độ nhạy thu: Prec(dBm)  Công suất phát quang đi vào đầu sợi: P (dBm)  Hệ số suy hao của sợi: α (dB/km)  Suy hao mối nối: αcon (dB)  Suy hao dự phòng: αdp (dB)  Chiều dài tuyến Lmax với giả thuyết sử dụng N bộ khuếch đại được xác định như sau: P(dBm) - Prec(dBm) = α(dB/km)xLmax(km) + (Nx2+2+n)xαcon(dB) + αdp(dB) – NxG(dB) Lmax (km) Với n là số cuộn cáp ...