Đang tải... (xem toàn văn)
Chuyên đề: Nghiên cứu thiết kế hệ thống thông tin quang đơn giảnNội dung:I. Cấu trúc hệ thống thông tin quangII. Thiết kế tuyến thông tin quang điểm điểmIII. Một số vấn đề gặp phải khi thiết kế hệ thốngIV.Kết Luận
BÀI THUYẾT TRÌNH Thông tin quang KHOA VIỄN THÔNG Hà nội: 15/04/2014 Chuyên đề: Nghiên cứu thiết kế hệ thống thông tin quang đơn giản Giảng viên: Trần Thủy Bình Các thành viên: Hà Huy Khiêm Nguyễn Văn Đức Vũ Xuân Oánh Lưu Đình Mạnh Posts and Telecommunications Institute of Technologies Address: PTIT- Km10-Nguyen Trai Street, HaDong, HaNoi Office : (0)84-(0)4-8549352, (0)84-(0)34- 515484 Nội Dung Chính II. Thiết kế tuyến thông tin quang điểm điểm III. Một số vấn đề gặp phải khi thiết kế hệ thống IV.Kết Luận I. Cấu trúc hệ thống thông tin quang 4 1 3 Hà nội: 02/04/2014 Kỹ thuật thông tin quang Sợi quang Mạch diều khiển Nguồn phát quang Bộ chia quang Thu quang Mạch điện Phát quang Khuếch đại quang Tách sóng quang Chuyển đổi tín hiệu Thiết bị phát quang Bộ Nối quang Mối hàn sợi Xen rẽ kênh Các thiết bị khác Trạm lặp Mối hàn sợi Bù tán sắc Tín hiệu điện ra Khuếch đại điện Thiết bị thu quang Tín hiệu đầu vào Hình 1 I.Giới thiệu hệ thống thông tin quang điểm điểm 1. Cấu trúc tuyến truyền dẫn quang điểm điểm Hình 2. Sơ đồ bộ ghép kênh điện iD(t) 1 2 n Bé ghÐp kªnh i nđ ệ Chức năng: Ghép các kênh tín hiệu điện(1÷n) có tốc độ thấp thành tín hiệu điện có tốc độ cao (SDH/NGSDH) để đưa vào điều chế quang Bé ghÐp kªnh ®iÖn Sơ đồ: 2. Các thành phần chính trong tuyến truyền dẫn quang điểm-điểm I.Giới thiệu hệ thống thông tin quang điểm điểm Hình 3. Sơ đồ bộ phát quang Chức năng: Biến đổi tín hiệu vào iD (t) thành tín hiệu ánh sáng Pp (t) để ghép vào sợi quang. Bé ph¸t quang Bé ph¸t quang iD(t) Pp(t) S¬ ®å : I.Giới thiệu hệ thống thông tin quang điểm điểm 2. Các thành phần chính trong tuyến truyền dẫn quang điểm-điểm I.Giới thiệu hệ thống thông tin quang điểm điểm 2. Các thành phần chính trong tuyến truyền dẫn quang điểm-điểm Hình 4. Cấu trúc của sợi quang Chức năng: Truyền dẫn ánh sáng từ đầu phát đến đầu thu. Trong quá trình truyền trong sợi quang, tín hiệu bị suy hao và méo C u ấ trúc : Sợi quang Chøc n¨ng: - Biến đổi ánh sáng tới PT(t) trở thành tín hiệu điện iT(t) có dạng giống như tín hiệu truyền dẫn ban đầu. - Trong tín hiệu ra iT(t) có thể có nhiễu và méo kèm theo (đối với truyền dẫn analog) hoặc lỗi bít (đối với truyền dẫn số). Bé thu quang Hình 5. Sơ đồ bộ thu quang Bé thu quang iT (t) PT(t) S¬ ®å : I.Giới thiệu hệ thống thông tin quang điểm điểm 2. Các thành phần chính trong tuyến truyền dẫn quang điểm-điểm Hỡnh 6. S b tỏch kờnh in 1 2 n B tỏch kờnh i n Chức năng: Tách tín hiệu điện có tốc độ cao (SDH/NGSDH) từ bộ giải điều chế quang thành các kênh tín hiệu điện (1 ữ n) có tốc độ thấp B tỏch kờnh i n Sơ đồ : I.Gii thiu h thng thụng tin quang im im 2. Cỏc thnh phn chớnh trong tuyn truyn dn quang im-im S b khu ch i quangơ đồ ộ ế đạ B khu ch đ i quangộ ế ạ Hình 7. Sơ đồ bộ khuếch đại quang Pr(t) Pv(t) Bé khuÕch ®¹i quang I.Giới thiệu hệ thống thông tin quang điểm điểm 2. Các thành phần chính trong tuyến truyền dẫn quang điểm-điểm II.Thiết kế tuyến thông tin quang điểm-điểm - Tốc độ truyền dẫn (dung lượng hệ thống), - Cự ly truyền dẫn, - Tiêu chuẩn chất lượng cho phép, - Yêu cầu quỹ công suất dự phòng. 1. Yêu cầu bài toán thiết kế tuyến TTQ điểm-điểm [...]... th«ng tin quang ĐiỂM-ĐiỂM 3 Mô hình toán thiết kế Số liệu yêu cầu thiết kế hệ thống Lựa cấu kiện cho hệ thống Tính toán thiết kế tuyến theo phân bổ quỹ công suất Tính toán thiết kế tuyến theo phân bổ tán sắc Lựa chọn các bộ Khuếch đại Các tham số Thiết kế tuyến Hình 7 Tuyến truyền dẫn Quang đọc thiết kế Lựa chọn các Bộ bù tán sắc II.ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang ĐiỂM-ĐiỂM 4 Tính toán thiết kế tuyến... TTQ đơn kênh điểm-điểm 4.1 Lựa chọn cấu kiện thiết bị cho hệ thống - Dung lượng/tốc độ hệ thống= > lựa chọn hệ thống điện ghép kênh điện - Lựa chọn thiết bị phát quang= > công suất phát quang - Lựa chọn thiết bị thu quang= > Công suất thu quang - Lựa chọn sợi quang => Suy hao sợi quang và tán sắc II.ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang ĐiỂM-ĐiỂM 4 Tính toán thiết kế tuyến TTQ đơn kênh điểm-điểm 4.2 Tính toán thiết. .. trong khoảng đó đáp ứng tăng từ 10-90% Hình 9 : Thời gian lên Tr trong với hệ thống tuyến tính bị giới hạn dải thông III Một số vấn đề gặp phải khi thiết kế hệ thống 5 Bù công suất • Độ nhạy của bộ thu quang trong một hệ thống thông tin quang bị ảnh hưởng bởi một số hiện tượng vật lý mà khi kết hợp với sợi tán sắc trong sợi quang sẽ làm suy giảm SNR tại mạch quyết định trong mạch thu Các hiện tượng... th«ng tin quang ĐiỂM-ĐiỂM 4 Tính toán thiết kế tuyến TTQ đơn kênh điểm-điểm 4.4 Độ dài tuyến thiết kế Độ dài tuyến lớn nhất cho phép phải thỏa mãn cả hai yêu cầu về suy hao và tán sắc Khoảng cách truyền dẫn cho phép tối đa của hệ thống TTQ = MIN (giới hạn truyền dẫn theo tán sắc, giới hạn truyền dẫn theo suy hao) III Một số vấn đề gặp phải khi thiết kế hệ thống 1 Ảnh hưởng của suy hao • Trừcáctuyếnthông... tổng suy hao truyền dẫn • Ms là công suất dự phòng của hệ thống III Một số vấn đề gặp phải khi thiết kế hệ thống 4 Quỹ thời gian lên • Mục đích của quỹ thời gian lên là đảm bảo rằng hệ thống có khả năng hoạt động đúng ở tốc đọ bit mong muốn • Khái niệm thời gian lên được sử dụng để phân bổ băng thông giữa các hệ thống thời gian lên • Tr của một hệ thống được định nghĩa là thời gian trong khoảng đó đáp... là chiều dài cuộn cáp II.ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang ĐiỂM-ĐiỂM 4 Tính toán thiết kế tuyến TTQ đơn kênh điểm-điểm 4.3.Tính toán thiết kế theo tán sắc Các tham số trong thiết kế tuyến Hệ số tán sắc D (ps/km.nm) Tốc độ bit của hệ thống R xác định được nửa độ rộng xung ban đầu tại công suất 1/e là T0 (ps) Giới hạn truyền dẫn l (km) được xác định thông qua độ rộng xung của tín hiệu khi lan truyền... cách truyền dẫn tối đa Lmax(D) (km) II.ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang ĐiỂM-ĐiỂM 4 Tính toán thiết kế tuyến TTQ đơn kênh điểm-điểm 4.3.Tính toán thiết kế theo tán sắc Giải pháp bù tán sắc đơn giản và hiệu quả nhất là sử dụng sợi bù tán sắc với giá trị tán sắc ngược dấu với giá trị tán sắc trong sợi sử dụng làm đường truyền quang Nguyên tắc thiết kế đoạn sợi bù tán sắc tuân theo (5-5) biểu thức sau: L1D1... II.ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang ĐiỂM-ĐiỂM 4 Tính toán thiết kế tuyến TTQ đơn kênh điểm-điểm 4.3.Tính toán thiết kế theo tán sắc Mối quan hệ giữa chiều dài tán sắc và hệ số tán sắc D: T02 2π c 2 lD = 2 D λ (5-4) Trong thực tế, độ rộng xung tại nửa biên độ cực đại TFWHM thường được sử dụng thay thế nửa độ rộng xung tại công suất 1/e Với xung quang dạng Gauss, mối quan hệ giữa TFWHM và T0 như sau:... khi thiết kế hệ thống 1 Ảnh hưởng của suy hao • Trừcáctuyếnthông tin quangcựlyngắn, • thamsốsuyhaocủasợiquangcóvaitròquantrọngtrongviệcthiếtkế h thống • XétmộtthiếtbịquangcócôngsuấtpháttrungbìnhPtr Nếuthiếtbịthucóđộnhạytạitốcđộ bit B làPrecthìkhoảngcáchtruyềndẫnlớnnhấtđạtđượctínhtheocôngth ức L= log10 • Trongđó: làsuyhaotrungbìnhcủasợiquang (dB/Km) baogồmcảsuyhaocácmốihànvàsuyhaocác connector Sựphụthuộccủa... khi thiết kế hệ thống 2 Ảnh hưởng của tán sắc • khi khoảng cách truyền dẫn bị giới hạn do hiện tượng tán sắc xảy ra trong sợi quang ngắn hơn khoảng cách truyền dẫn nị hạn chế do suy hao sợi thì hệ thống xem là bị giới hạn do tán sắc Hình 8 : Suy hao ( đường liền nét) và tán sắc ( đường ko liên tục)giới hạn cự li Truyền dẫn L là hàm của tốc độ bit và truyền dẫn III Một số vấn đề gặp phải khi thiết kế hệ . quỹ công suất dự phòng. 1. Yêu cầu bài toán thiết kế tuyến TTQ điểm-điểm II.ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang i M- i MĐỂ ĐỂ Thiết kế tuyến TTQ số đơn kênh điểm – điểm phụ thuộc vào cả hai yếu tố:. dẫn cho phép tối đa của hệ thống TTQ = MIN (giới hạn truyền dẫn theo tán sắc, giới hạn truyền dẫn theo suy hao) 2. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc thiết kế tuyến TTQ điểm- điểm Tính toán thiết kế. truyền dẫn cho phép tối đa của hệ thống TTQ = MIN (giới hạn truyền dẫn theo tán sắc, giới hạn truyền dẫn theo suy hao) 4. Tính toán thiết kế tuyến TTQ đơn kênh điểm-điểm II.ThiÕt kÕ tuyÕn