TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TUYẾN CÁP QUANG THEO QUỸ CÔNG SUẤT VÀ THỜI GIAN LÊN TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN SỢI QUANG pptx

TRANG CHU
TRANG CHU
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
Đề tài:
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TUYẾN CÁP QUANG THEO QUỸ
CÔNG SUẤT VÀ THỜI GIAN LÊN TRONG HỆ THỐNG THÔNG
TIN SỢI QUANG
Người thực hiện: Nguyễn Thành Hiệp
Lớp : 05ĐTLT
Người hướng dẫn: TS.Tăng Tấn Chiến
Đà Nẵng-2007

NỘI DUNG ĐỒ ÁN
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
PHẦN I: LÝ THUYẾT
PHẦN I: LÝ THUYẾT
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG
CHƯƠNG 2: SỢI QUANG VÀ CÁP QUANG
CHƯƠNG 2: SỢI QUANG VÀ CÁP QUANG
CHƯƠNG 3: THIẾT BỊ PHÁT VÀ THU QUANG
CHƯƠNG 3: THIẾT BỊ PHÁT VÀ THU QUANG
CHƯƠNG 4: KỸ THUẬT GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO THỜI GIAN
CHƯƠNG 4: KỸ THUẬT GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO THỜI GIAN
PHẦN II: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
PHẦN II: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
CHƯƠNG5:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TUYẾN CÁP QUANG THEO QUỸ CÔNG
CHƯƠNG5:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TUYẾN CÁP QUANG THEO QUỸ CÔNG
SUẤT VÀ THỜI GIAN LÊN

SUẤT VÀ THỜI GIAN LÊN

Đặc điểm của hệ thống thông tin sợi quang:
Đặc điểm của hệ thống thông tin sợi quang:
•


Suy hao truyền dẫn rất nhỏ.
Suy hao truyền dẫn rất nhỏ.
•


Băng tần truyền dẫn rất lớn.
Băng tần truyền dẫn rất lớn.
•


Không bị ảnh hưởng của nhiễu điện từ.
Không bị ảnh hưởng của nhiễu điện từ.
•


Có tính bảo mật tốt.
Có tính bảo mật tốt.
•


Có kích thước và trọng tải nhỏ.
Có kích thước và trọng tải nhỏ.
•

Sợi có tính cách điện tốt và được chế tạo từ vật
Sợi có tính cách điện tốt và được chế tạo từ vật
liệu có sẵn.
liệu có sẵn.

Cấu hình của hệ thống thông tin quang
Cấu hình của hệ thống thông tin quang
Mã
hóa
Giải
Mã
Phát
Thu
Sợi
quang
Thiết
bị phát

quang
Sợi

quang
Bộ
Lặp
Thiết
bị thu
quang
Hình 1.2: Cấu hình của hệ thống thông tin

quang.

CHƯƠNG 2: SỢI QUANG VÀ CÁP QUANG
CHƯƠNG 2: SỢI QUANG VÀ CÁP QUANG
ϕ
tia phản xạ
a
b
Tia tới
Pháp tuyến
Tia khúc xạ
Pháp tuyến
n
1
n
2
n
2 <
n
1
Tia khúc xạ
ф
2
ф
1
Ө
2
Ө
1

Pháp tuyến Pháp tuyến
n
2
n
n
1
1

n
2


n
n
1
1

Tia tới c) Tia phản xạ Tia tới d)





Phỏn loaỷi theo vỏỷt lióỷu õióỷn mọi:

Sồỹi quang thaỷch anh.

Sồỹi quang thuyớ tinh õa vỏỷt lióỷu.

Sồỹi quang bũng nhổỷa.

Phỏn loaỷi theo mode truyóửn lan

Sồỹi quang õồn mode.

Sồỹi quang õa mode.

Phỏn loaỷi theo phỏn bọỳ chióỳt suỏỳt khuùc
xaỷ

Sồỹi quang chióỳt suỏỳt phỏn bỏỷc.

Sồỹi quang chióỳt suỏỳt bióỳn õọứi õóửu.
PHN LOAI SĩI QUANG


Suy hao tín hiệu trong sợi dẫn quang
Suy hao tín hiệu trong sợi dẫn quang
- suy hao do hấp thụ
- suy hao do hấp thụ




Hấp thụ vật liệu
Hấp thụ vật liệu
. Hấp thụ điện tử
. Hấp thụ điện tử
- Suy hao do tán xạ
- Suy hao do tán xạ

- Suy hao do uốn cong sợi
- Suy hao do uốn cong sợi
- suy hao lớp võ và lõi
- suy hao lớp võ và lõi



Chương 3 Thiết bị thu và phát quang
Chương 3 Thiết bị thu và phát quang


LINH KIỆN PHÁT QUANG

Diode phátquang (LED)

Laser Diode (LD).
LINH KIỆN THU QUANG

Photodiode PIN

Photodiode APD

p
n
p
i
Vùng thác
Trường điện
Vùng nghèo
Trường tối thiểu cần

thiết để tác động ion hoá
Cấu trúc cơ bản và sơ đồ vàng năng
lượng của photodiode APD

Thiên áp
Điện tử
Vùng nghèo
Vùng hoá trị
Vùng dẫn
Vùng
cấm
P
nn
P
n
i
Lỗ trống
Điện tửLỗ trống
hv >E
Photon
Trở
tải
I
P
Cấu trúc cơ bản và sơ đồ vùng năng
lượng của photodiode PIN

Photodetector
Đồng hồ
Tín hiệu ra

Khuếch đại Bộ cân bằng Bộ lọc
Trích thời
gian
Mạch quyết
định
Tín hiệu vào
Tầng khuếch đại
Sơ đồ khối điển hình của thu quang trong truyền dẫn số

Chng 4: K thut ghộp kờnh phõn chia theo thi gian
Nguọửn
phaùt
Khuóỳch
õaỷi quang
(EDFA)
Bọỹ chia
quang
Bọỹ õióửu chóỳ
Bọỹ õióửu chóỳ
Bọỹ õióửu chóỳ
Bọỹ õióửu chóỳ
Bọỹ
gheùp
quang
Khuóỳch
õaỷi quang
Bọỹ
taùch
kónh
Kónh1

Kónh4
Khọỳi phaùt
clock
Tróự quang
Sồỹi
dỏựn
quang
Tờn hióỷu
Thồỡi gian Kónh Thồỡi gian
Sồ õọử khọỳi hóỷ thọỳng gheùp kónh quang OTDM.
*OTDM: Optical Time Division Multiplexing

Mục đích của việc thiết kế tuyến là phải đạt được các yêu cầu sau:
Cự ly truyền dẫn theo yêu cầu.
Tốc độ truyền dẫn.
Tỷ số lỗi bit BER.
Để đảm bảo cho việc thiết kế tuyến đạt được các yêu cầu đó cần phải chọn các thành phần của tuyến:
Sợi quang đơn mode hay đa mode.
Kích thước lõi sợi.
Chỉ số chiết suất mặt cắt lõi.
Băng tần hoặc tán sắc.
Suy hao của sợi.
Khẩu độ hay bán kính trường mode.
Nguồn phát là LD hay LED
Bước sóng phát .
Độ rộng phổ.
Công suất phát.
Vùng phát xạ có hiệu quả.
Thiết bị thu quang sử dụng PIN hay APD
Hệ số chuyển đổi.

Bước sóng làm việc.
Tốc độ làm việc.
Độ nhạy thu.

10 10
-2
10
-3
10
-7
10
-6
10
-5
10
-8
10
-9
10
-10
10
-11
10
-12
10
-4
BER = ½ erfc(Q)
1
2
3

4
5
6
7
5
10
15
20
23
Q =
N
S
2
1
S/N (dB)

B
Nhập các thông số của tuyến :
-Tốc độ bit
-Loại mã truyền dẫn
-Số mối hàn
- Số conector
- Bước sóng làm việc của tuyến
-Chiều dài của tuyến
Nhập loại linh kiện
-công suất của nguồn
phát:LED,LD,LDDM
Tính T
S
Tạo các tổ hợp từ linh kiện

Tính T
th
B
A

Không có tổ
hợp nào thỏa
mãn yêu cầu
Tính P
r
?
Điều kiện về
công suất
:P
r
>MPD
Kết thúc
Y
Tăng công
suất phát
Tính BER_th?
A
Điều kiện về
BER_th<BER
o
Xuất tổ hợp thỏa
mãn yêu cầu kỹ
thuật
Kết thúc
Y

Tăng công
suất phát
N
A
N
Điều kiện về
thời gian lên:
T
th
<T
s
B
N
Y