Báo cáo khoa học: Tính toán tỷ số tín hiệu trên tạp âm điện của hệ thống thông tin quang sử dụng khuếch đại quang với ảnh hưởng của bộ lọc điện không lý tưởng

Tóm tắt: Bài báo đ-a ra ph-ơng pháp tính chính xác tỷ số tín hiệu trên tạp âm điện sau bộ tách sóng quang của các hệ thống thông tin quang sử dụng tiền khuếch đại quang. ảnh h-ởng của bộ lọc điện không lý t-ởng đ-ợc phân tích, tính toán và mô phỏng. Kết quả chỉ ra rằng ảnh h-ởng của bộ lọc điện không thể bỏ qua trong các hệ thống thông tin quang tốc độ cao có sử dụng bộ khuếch đại quang. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo khoa học: "Tính toán tỷ số tín hiệu trên tạp âm điện của hệ thống thông tin quang sử dụng khuếch đại quang với ảnh hưởng của bộ lọc điện không lý tưởng"TÝnh to¸n tû sè tÝn hiÖu trªn t¹p ©m ®iÖn cña hÖ thèng th«ng tin quang sö dông khuÕch ®¹i quang víi ¶nh h−ëng cña bé läc ®iÖn kh«ng lý t−ëng KS. §µm mü h¹nh ThS. lª trung thµnh Bé m«n Th«ng tin viÔn th«ng Khoa §iÖn - §iÖn tö Tr−êng §¹i häc Giao th«ng VËn t¶i Tãm t¾t: Bμi b¸o ®−a ra ph−¬ng ph¸p tÝnh chÝnh x¸c tû sè tÝn hiÖu trªn t¹p ©m ®iÖn sau bé t¸ch sãng quang cña c¸c hÖ thèng th«ng tin quang sö dông tiÒn khuÕch ®¹i quang. ¶nh h−ëng cña bé läc ®iÖn kh«ng lý t−ëng ®−îc ph©n tÝch, tÝnh to¸n vμ m« pháng. KÕt qu¶ chØ ra r»ng ¶nh h−ëng cña bé läc ®iÖn kh«ng thÓ bá qua trong c¸c hÖ thèng th«ng tin quang tèc ®é cao cã sö dông bé khuÕch ®¹i quang. Summary: In this paper, we would like to propose a method of accurate estimation of the electrical Signal to Noise Ratio for optical communication systems optical preamplifier. Influence of the non-ideal electrical filter on the systems has been investigated. The results show that electrical filters have remarkable effects on high rate optical communication systems. CBAi. ®Æt vÊn ®Ò C¸c bé khuÕch ®¹i quang sîi nh− bé khuÕch ®¹i quang sîi pha t¹p Erbium (EDFA) vµNeodymium (NDFA) ®· vµ ®ang ®−îc øng dông rÊt réng r·i trong c¸c hÖ thèng th«ng tin quangtèc ®é cao vµ cù ly truyÒn dÉn xa [2]. §· cã nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu trong vµ ngoµi n−íctÝnh to¸n vµ tèi −u ho¸ viÖc sö dông bé khuÕch ®¹i quang trong hÖ thèng th«ng tin quang nh−[1,2,3-10]. Tuy nhiªn, tÊt c¶ c¸c kÕt qu¶ nµy ®Òu tÝnh to¸n víi gi¶ thiÕt r»ng hµm truyÒn cña béläc ®iÖn sau bé t¸ch sãng quang cã d¹ng h×nh ch÷ nhËt, tøc coi lµ lý t−ëng vµ bá qua ¶nh h−ëngcña bé läc ®iÖn lªn hÖ thèng. Trong c¸c hÖ thèng th«ng tin quang tèc ®é cao yªu cÇu b¨ngth«ng bé läc ®iÖn lín; do ®ã ¶nh h−ëng nµy lµ ®¸ng kÓ vµ cÇn ph¶i ®−îc tÝnh to¸n chi tiÕt. DovËy, trong bµi b¸o nµy chóng t«i nghiªn cøu vµ ®−a ra ph−¬ng ph¸p tÝnh tû sè tÝn hiÖu trªn t¹p©m ®iÖn cña hÖ thèng th«ng tin quang sö dông khuÕch ®¹i quang cã tÝnh ®Õn ¶nh h−ëng cña béläc ®iÖn kh«ng lý t−ëng lªn hÖ thèng. C¸c kÕt qu¶ nµy sÏ lµ c¬ së cho viÖc thiÕt kÕ c¸c hÖ thèngth«ng tin quang tèc ®é cao cã sö dông khuÕch ®¹i quang.ii. ph−¬ng ph¸p tÝnh tû sè tÝn hiÖu trªn t¹p ©m ®iÖn cña hÖ thèng tiÒnkhuyÕch ®¹i quang víi bé läc ®iÖn kh«ng lý t−ëng Trong hÖ thèng th«ng tin quang, bé khuÕch ®¹i quang sîi EDFA th−êng ®−îc sö dông lµm tiÒn khuÕch ®¹i nh− ®−îc chØ ra trªn h×nh 1. Bé khuÕch ®¹i quang sÏ khuÕch ®¹i tÝn hiÖu vµo, nh−ng nã còng t¹o ra c¸c t¹p ©m ph¸t x¹ tù ph¸t ®−îc khuÕch ®¹i vµ lµm gi¶m tû sè tÝn hiÖu trªn t¹p ©m cña hÖ thèng [1,2]. H×nh 1. HÖ thèng th«ng tin quang sö dông EDFA lμm tiÒn khuÕch ®¹i MËt ®é phæ c«ng suÊt cña dßng t¹p ©m sau bé thu PIN ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: S( f ) = S sh ( f ) + S s −sp ( f ) + S sp −sp ( f ) (1) trong ®ã: S sh ( f ), S s −sp ( f ) vµ S sp − sp ( f ) lµ mËt ®é phæ c«ng suÊt cña c¸c dßng t¹p ©m l−îng tö, t¹p ©m ph¸ch gi÷a tÝn hiÖu vµ bøc x¹ tù ph¸t vµ t¹p ©m ph¸ch tù ph¸t- tù ph¸t vµ chóng ®−îc tÝnh theo [9]: S sh ( f ) = eℜ(GP + R N (0)) ; S sp 2 sp ( f ) =2 [SN ( f )SN ( f )] S s −sp ( f ) = ℜ 2 2GP[SN ( f − fc ) + SN ( f + fc )] , (2) ë ®ã: e, ℜ , fc t−¬ng øng lµ ®iÖn tÝch electron, ®¸p øng cña ph«t«®ièt vµ tÇn sè sãng mang; G , P lµ hÖ sè khuÕch ®¹i cña bé khuÕch ®¹i quang EDFA vµ c«ng suÊt ®Çu vµo bé khuÕch ®¹i t−¬ng øng; R N (τ) , SN ( f ) lµ hµm tù t−¬ng quan cña t¹p ©m vµ mËt ®é phæ c«ng suÊt t¹p ©mCBA ph¸t x¹ tù ph¸t ®−îc tÝnh theo SN ( f ) = Pn (G − 1) / 2 trong b¨ng tÇn quang B0 cña bé läc quang, víi Pn = N sp hυ , N sp , h , υ t−¬ng øng lµ hÖ sè ph¸t x¹ tù ph¸t cña bé khuÕch ®¹i, h»ng sè Planck vµ tÇn sè quang (ký hiÖu ⊗ lµ thuËt to¸n nh©n chËp). Sau khi ®−îc biÕn ®æi quang ®iÖn qua ph«t«®ièt PIN, dßng t¹p ©m trªn sÏ ®i qua mét bé läc ®iÖn; gi¶ sö r»ng bé läc ë ®©y lµ bé läc Butterworth bËc N víi hµm truyÒn He ( f ) , vµ hµm truyÒn b×nh ph−¬ng ®−îc viÕt theo [8]: 1 2 ...