Nghiên cứu hệ thống thông tin quang đa kênh và một số ứng dụng tại việt nam

LỜI NÓI ĐẦU
Chúng ta đang ở thế kỷ 21, kỷ nguyên của truyền thông. Thông tin luôn
là nhu cầu không thể thiếu được trong cuộc sống xã hội hiện nay và trong
tương lai. Xã hội càng phát triển, mức sống càng cao thì nhu cầu của con
người đối với các dịch vụ viễn thông ngày càng cao.
Thông tin quang là một trong những thành phần của hệ thống thông tin
của quốc gia và quân đội. Thông tin quang đã được đưa vào ứng dụng ở nước
ta vào cuối những năm của thế kỷ trước và ngày càng cho thấy vai trò và khả
năng của nó đối với công cuộc phát triển kinh tế và quốc phòng an ninh của
đất nước. Hệ thống thông tin quang quân đội không chỉ làm nhiệm vụ đảm
bảo cho thông tin quân sự mà còn tham gia vào công cuộc xây dựng và phát
triển nền kinh tế đất nước. Với tốc độ phát triển hết sức nhanh chóng của nền
kinh tế, theo đánh giá và dự báo của các nhà chuyên môn thì các loại hình
dịch vụ thoại và phi thoại sẽ phát triển nhanh chóng vào trong thời gian tới,
đồng thời nhu cầu kết nối với các cổng quốc tế cũng rất cấp thiết. Đứng trước
tình hình đó, vấn đề cấp bách được đặt ra là cần phải nghiên cứu các giải pháp
khả thi để tăng dung lượng cho tuyến thông tin quang hiện có nhằm đáp ứng
được các nhu cầu đó.
Hiện nay để nâng cao dung lượng của hệ thống thông tin quang, người ta
chủ yếu áp dụng các biện pháp ghép kênh. Trong đó kỹ thuật ghép kênh theo
bước sóng (WDM) tỏ ra có nhiều ưu điểm hơn cả và được sử dụng phổ biến
trên thế giới. Ở nước ta biện pháp được lựa chọn để nâng cao dung lượng hệ
thống thông tin quang cũng chủ yếu sử dụng kỹ thuật WDM.
Chính vì vậy, em được giao đồ án: “Nghiên cứu hệ thống thông tin
quang đa kênh và một số ứng dụng tại Việt Nam”. Nhiệm vụ đồ án là tìm hiểu
về hệ thống thông tin quang, các hiệu ứng ảnh hưởng tới chất lượng của hệ
thống thông tin quang đa kênh. Tìm hiểu và đánh giá về hệ thống thông tin
quang quân đội, đề ra giải pháp nâng cao dung lượng của hệ thống thông tin
1
quang quân đội trên cơ sở áp dụng kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng WDM.
Nội dung của đồ án bao gồm ba chương:

Chương I: Khái quát về hệ thống thông tin quang
Chương II: Các kỹ thuật ghép kênh quang
Chương III: Một số ứng dụng vào mạng thông tin quang đa kênh tại Việt
Nam
Đồ án đã hoàn thành đúng tiến độ và cơ bản đạt được mục tiêu đặt ra.
Song do khả năng bản thân còn hạn chế, điều kiện tiếp xúc với các hệ thống
thông tin quang trong thực tế còn nhiều khó khăn đặc biệt là đối với các tuyến
thông tin quang quân đội có nhiều vấn đề liên quan đến bí mật an ninh quốc
gia. Vì thế đồ án không tránh khỏi nhiều thiếu sót, đặc biệt là ở chương III,
em rất mong nhận được sự chỉ dẫn của các thầy giáo để đồ án có chất lượng
tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Vương Tuấn Hùng, cùng toàn
thể các thầy giáo trong khoa Vô tuyến điện tử đã giúp đỡ em hoàn thành
nhiệm vụ đồ án.
2
CHƯƠNG I
KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG
1.1 Khái niệm, đặc điểm và phân loại hệ thống thông tin quang
1.1.1 Khái niệm hệ thống thông tin quang
Về cơ bản thông tin quang cũng giống như các hệ thống thông tin khác
như: Vô tuyến, vi ba, cáp …nhưng khác chủ yếu là ở môi trường truyền dẫn
là các sợi quang. Thông tin quang được sử dụng trên tần số sóng mang ở vùng
nhìn thấy hoặc gần hồng ngoại của phổ sóng điện từ, các tần số sóng mang
này rất cao, tới hàng trăm THz. Hệ thống thông tin quang sợi là hệ thống
thông tin bằng sóng ánh sáng và dùng sợi quang làm môi trường truyền dẫn.
1.1.2 Đặc điểm hệ thống thông tin quang
Đặc điểm của sợi quang là nhỏ và nhẹ hơn nhiều so với các loại cáp
kim loại (d
k
=0,125mm), đặc tính của sợi quang dễ uốn cong, tiện lợi cho việc

vận chuyển cũng như lắp đặt. Sợi quang được chế tạo từ SiO
2
là một vật liệu
rất sẵn có trong tự nhiên nên giảm chi phí cho việc sản xuất, hơn nữa lại là vật
liệu không dẫn điện nên không bị các tác động điện gây ảnh hưởng tới thông
tin nên có thể lắp đặt sợi quang ở những nơi có điện từ trường mạnh. SiO
2
là
chất trung tính với các tác động của ion H
+
,OH
-
nên khi triển khai thì không bị
ăn mòn gây tổn thất cho hệ thống cũng như gây chập mạch như các hệ thống
cáp kim loại khác, đồng thời với thông tin quang thì không bị các tác động
xuyên âm, không gây nhiễu và rất khó bị lấy trộm thông tin.
Tiêu hao của sợi quang phụ thuộc vào bước sóng công tác nên ta có thể
chủ động lựa chọn sợi quang và bước sóng công tác để giảm thiểu suy hao
nên cự li liên lạc được tăng lên đáng kể, giảm được số trạm lặp trên đường
truyền, giảm chi phí cho việc lắp đặt hệ thống.
Băng tần công tác của sợi quang rất lớn, cho phép truyền thông tin với
tốc độ cao, dung lượng lớn, nếu băng tần công tác của sợi quang là ∆f =1%
3
tần số sóng mang thì tốc độ truyền dẫn của hệ thống thông tin quang có thể
lên tới hàng Tb/s.
Nhưng hệ thống thông tin quang cũng có một số khó khăn trong việc
xử lí các sự cố và các tình huống. Công nghệ chế tạo sợi quang cũng như các
thiết bị đảm bảo cho hệ thống là khá phức tạp nên giá thành thiết bị còn cao.
1.1.3 Phân loại hệ thống thông tin quang
a. Phân loại theo dạng tín hiệu đưa vào điều chế máy phát:

Tuỳ theo dạng tín hiệu điện đưa vào điều biến nguồn quang là tín hiệu
tương tự hay tín hiệu số mà ta có:
+ Hệ thống thông tin quang tương tự
+ Hệ thống thông tin quang số
Tuy nhiên mạng thông tin hầu như đã được số hóa nên chủ yếu hiện nay
sử dụng hệ thống thông tin quang số chỉ còn một số mạng đặc thù là vẫn còn
dùng hệ thống thông tin quang tương tự. Ví dụ như hệ thống truyền hình cáp.
b. Phân loại theo phương pháp điều chế và giải điều chế:
Theo nguyên lý điều chế quang đầu phát và giải điều chế tín hiệu quang
ở đầu thu có thể chia hệ thống thông tin quang thành hai loại hệ thống sau:
+ Hệ thống điều chế cường độ - tách sóng trực tiếp (IM/DD): Ở đầu phát
các tín hiệu điện thực hiện điều chế trực tiếp cường độ bức xạ quang của
nguồn quang. Phía đầu thu photodiode thực hiện tách sóng trực tiếp tín hiệu
quang nhận được tín hiệu băng gốc đã truyền đi.
+ Hệ thống thông tin quang kết hợp (Coherent): Hệ thống này sử dụng
phương pháp điều chế gián tiếp nguồn quang, ở đầu phát luồng tín hiệu điện
đưa đến điều chế nguồn bức xạ quang đơn sắc trong bộ điều chế ngoài, ở đầu
thu thực hiện kỹ thuật thu đổi tần. Tín hiệu quang thu được đưa vào bộ trộn
quang với tín hiệu dao động nội rồi đưa đến bộ tách sóng quang để lấy ra tín
hiệu điện trung tần (IF), sau đó thực hiện giải điều chế khôi phục lại tín hiệu
cần phát đi.
4
c. Phân loại theo tốc độ và cự li truyền dẫn:
+ Hệ thống có dung lượng truyền dẫn nhỏ tốc độ 8Mb/s hoặc hệ thống
có dung lượng truyền dẫn tốc độ trung bình 34Mb/s, sử dụng trên mạng trung
kế giữa các tổng đài, trên mạng thuê bao (ISDN) và mạng nội bộ (LAN).
+ Hệ thống có dung lượng truyền dẫn rất lớn, tốc độ truyền dẫn lớn hơn
140Mbps sử dụng cho hệ thống thông tin đường dài, trong mạng lõi.
1.2 Cấu hình chung một hệ thống thông tin quang
Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát hệ thống thông tin quang cho một hướng

Hệ thống thông tin quang cơ bản cũng có phần phát, phần thu và môi trường
truyền dẫn. Hình 1.1 mô tả một hệ thống thông tin quang cho một hướng từ
nguồn phát đến nguồn thu. Tín hiệu điện đưa vào máy phát quang được biến
đổi thành tín hiệu quang và đưa vào sợi quang, các trạm xen rẽ kênh tuỳ theo
nhu cầu sử dụng mà lấy kênh thông tin cần thiết ra. Các trạm lặp khôi phục lại
cường độ tín hiệu quang và truyền ra sợi quang. Trên thực tế hiện nay các
trạm lặp đã được thay thế bởi các bộ khuếch đại quang. Thiết bị bù tán sắc
nhằm khắc phục hiện tượng tán sắc. Tín hiệu sau đó được đưa vào máy thu
quang và được biến đổi trở lại thành tín hiệu điện.
1.2.1 Thiết bị phát quang
Thiết bị phát quang là một bộ phận không thể thiếu của một hệ thống
thông tin quang. Nhiệm vụ chính của nó là nhận tín hiệu điện đầu vào và biến
đổi thành tín hiệu quang ở bước sóng công tác phù hợp. Sơ đồ khối của một
máy phát quang được miêu tả qua hình 1.2
Máy phát
quang
Các trạm
lặp
Tín hiệu
điện vào
Tín hiệu
điện ra
Mối hàn
Sợi quang
Xen rẽ
kênh
Bù tán sắc
Máy thu
quang
5

Bộ nối
quang
Hình 1.2 Các thành phần của một máy phát quang
a. Bộ điều khiển: Thực chất là một mạch điện có chức năng cung cấp
một năng lượng điện cho nguồn quang và chế độ công tác của nó. Các mạch
này thường khá đơn giản đối với các thiết bị phát quang sử dụng diode phát
quang (LED) nhưng lại khá phức tạp đối với các máy phát quang tốc độ cao
có sử dụng nguồn quang là bán dẫn laser, lý do là ở chỗ với nguồn phát quang
sử dụng bán dẫn laser thì mạch điều khiển cần cung cấp một thiên áp cố định
và có mạch ổn định điểm làm việc và ổn định nhiệt cho laser.
b. Nguồn quang: Là thành phần chủ yếu nhất của máy phát quang. Các
nguồn quang được sử dụng phổ biến là diode phát quang LED và diode laser
bán dẫn (LD). Đây là các nguồn phát quang có nhiều ưu điểm như kích thước
nhỏ gọn, độ tin cậy cao, dải bước sóng phù hợp, vùng phát xạ hẹp tương ứng
với kích thước lõi sợi và khả năng điều chế trực tiếp tại các tần số tương đối
cao.
Diode phát quang LED là một nguồn phát quang sử dụng rất phù hợp với
các hệ thống thông tin quang có tốc độ bit không quá 200Mb/s sử dụng sợi
quang đa mode. Có hai kiểu cấu trúc LED được sử dụng rộng rãi nhất là các
cấu trúc tiếp giáp thuần nhất và cấu trúc tiếp giáp dị thể kép. Căn cứ vào
nhiều yếu tố như năng lượng vùng cấm và bước sóng trong vùng cấm của vật
liệu chế tạo LED mà người ta sử dụng các loại vật liệu khác nhau cho các
vùng bước sóng khác nhau.
Diode laser bán dẫn LD thường được sử dụng trong các hệ thống thông
tin quang có tốc độ cao như các mạng thông tin đường trục. Thực tế sử dụng
Nguồn
quang
Bộ nối
quang
Điều chế

Tín hiệu quang
đầu ra
Tín hiệu điện
đầu vào
Bộ điều
khiển
6
trong hệ thống hiện nay là các loại LD có cấu trúc dị thể. Do cần phải phát tia
laser nên cấu trúc của LD phức tạp hơn so với LED.
c. Bộ điều chế: Thực hiện điều chế tín hiệu điện nguồn phát quang và
tuỳ theo từng hệ thống mà sử dụng điều chế IM/DD hoặc sử dụng hệ thống
điều chế kết hợp Coherent.
d. Bộ nối vào kênh quang: Thông thường bộ nối vào kênh quang là một
hệ thống thấu kính hội tụ có tiêu điểm hướng tín hiệu quang vào trong sợi cáp
quang với hiệu quả lớn nhất có thể.
1.2.2 Thiết bị thu quang
Thiết bị thu quang cũng là một thành phần không thể thiếu được trong
một hệ thống thông tin quang. Nhiệm vụ chính của thiết bị thu quang là thu
tín hiệu trên sợi quang và biến đổi tín hiệu quang đó thành tín hiệu điện ở
dạng ban đầu. Do thiết bị thu quang ở tại vị trí sau cùng của một tổ chức
truyền dẫn nên nó sẽ thu nhận mọi tác động của toàn tuyến đưa tới, vì vậy mà
hoạt động của thiết bị thu quang ảnh hưởng chính tới chất lượng của toàn bộ
hệ thống truyền dẫn. Vì vậy mà yêu cầu đối với các thiết bị thu quang là khá
cao, như đòi hỏi độ nhạy cao, đáp ứng nhanh, nhiễu thấp, giá thành hạ, độ tin
cậy cao. Cấu hình của một thiết bị thu quang được miêu tả qua hình 1.3.
Hình 1.3 Sơ đồ khối của thiết bị thu quang
a. Bộ nối vào kênh: Giống như trong bộ phát quang nhưng ở đây bộ
ghép nối của thiết bị thu quang thực hiện chức năng ngược lại.
b. Bộ tách sóng quang: Có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu quang nhận được
từ bộ nối vào kênh thành tín hiệu điện cùng dạng như tín hiệu đưa vào đầu

của thiết bị phát quang. Các thiết bị sử dụng để làm nhiệm vụ trên thông
Các mạch
điện tử
Nối
vào kênh
Giải điều
chế
Tách sóng
quang
Tín hiệu
quang
Tín hiệu
điện
7
thường là các photodiode, có hai loại hiện nay được dùng phổ biến trên các hệ
thống thông tin quang là photodiode−PIN và photodiode−thác APD, hai loại
photodiode trên hoạt động theo nguyên lý biến đổi quang điện.
+ Nguyên lý chung biến đổi quang điện
Photodiode làm việc dựa trên hiệu ứng quang điện của các chất bán dẫn.
Giả sử một diot quang có cấu trúc từ lớp chuyển tiếp P-N của chất bán dẫn là
Si hoặc GaAsAl được đặt dưới thiên áp ngược (áp âm vào lớp P). Khi không
có ánh sáng chiếu vào lớp chuyển tiếp thì hàng rào thế năng của lớp P-N ngăn
cản không cho các điện tử và lỗ trống dịch chuyển qua lớp P-N. Trong diode
quang không có dòng điện.
Khi có ánh sáng mang năng lượng của photon lớn hơn độ rộng vùng cấm
E=h
ν
> E
g
chiếu vào photodiode, trong vùng P và N của diot khi hấp thụ các

photon sẽ tạo ra các cặp điện tử và lỗ trống tự do. Dưới tác động của điện
trường đặt lên diode, các điện tử và lỗ trống sẽ chuyển động kéo theo qua lớp
chuyển tiếp theo hai hướng ngược nhau. Qua photodiode có dòng quang điện
chảy. Độ lớn của dòng quang điện tỉ lệ với công suất ánh sáng chiếu vào.
Dòng điện tách quang được tính theo công thức sau:
I
P
= RP
in
(1.1)
Trong đó P
in
là công suất ánh sáng tới
R là độ nhạy quang hoặc hệ số chuyển đổi dòng photon
R có thể được biểu diễn thông qua hiệu suất lượng tử η (hiệu suất tạo ra
điện tử so với hiệu suất của photon tới)
η=
hvP
qI
in
p
=
q
hv
R ⇒R=η
hv
q
=η
24,1
λ

(1.2)
Ở đây: q điện tích điện trở
λ bước sóng ánh sáng tính theo µm
h=6,625.10
-34
js là hằng số Plank
ν tần số ánh sáng
8
E
g
độ rộng năng lượng vùng cấm chất bán dẫn
Gọi hệ số hấp thụ là α
Gọi công suất ánh sáng truyền qua lớp bán dẫn là P
TR
=e
−
αω
P
in
(1.3)
Công suất ánh sáng được hấp thụ
P
HT
=P
in
−P
TR
=P
in
(1−e

−
αω
) (1.4)
⇒η=
in
HT
P
P
(1−e
−
αω
) (1.5)
Quá trình khảo sát các chất bán dẫn chỉ ra rằng hệ số hấp thụ là một tham
số phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng chiếu đến và vật liệu chế tạo bán dẫn
như trên hình 1.4. Trong đó tồn tại một bước sóng cắt λ
C
, người ta nhận thấy
đối với các bước sóng λ>λ
C
thì khi đó hiệu suất lượng tử η=0, khối bán dẫn
không hấp thụ được photon nên không có dòng điện. Bước sóng λ>λ
C
gọi là
trong suốt đối với chất bán dẫn.
Hình 1.4 Hệ số hấp thụ phụ thuộc theo bước sóng quang và vật liệu
+ Photodiode-PIN: Một photodiode−PIN thường có cấu trúc được chia
ra làm vùng p, vùng n và giữa hai vùng trên là vùng i (vùng có trở kháng cao)
của chất bán dẫn Si, Ge hay GaAsAl như hình 1.5. Để thiết bị hoạt động cần
cấp một thiên áp ngược cho nó, trong chế độ hoạt động bình thường thì thiên
9

áp ngược đủ lớn được đặt cắt ngang thiết bị để cho vùng bên trong đảm bảo
hoàn toàn trôi được các hạt mang. Khi có một photon đi tới mang một năng
lượng lớn hơn (hoặc bằng) với năng lượng vùng cấm thì photon này có thể
làm kích thích một điện tử từ vùng hóa trị lên vùng dẫn. Quá trình này làm
phát ra các cặp điện tử và lỗ trống tự do, tạo ra dòng điện trong khối bán dẫn.
Chất lượng của photodiode-PIN phụ thuộc vào nhiều yếu tố (thiên áp đặt vào,
vật liệu chế tạo, bước sóng công tác) và được đánh giá qua hệ số hấp thụ η và
hệ số chuyển đổi dòng photon R. Hạn chế lớn nhất của photodiode-PIN là hệ
số chuyển đổi nhỏ R, chỉ đạt giá trị lớn nhất khi hiệu suất lượng tử η=1
§iÖn tr êng
Hình 1.5 Sơ đồ cấu tạo và phân bố điện trường trong photodiode-PIN
Chất lượng thu bị giảm là do có sự tác động của các nguồn nhiễu lên
thiết bị thu. Bộ tách sóng photodiode-PIN cũng chịu sự tác động của một số
nguồn nhiễu, đó là nhiễu lượng tử; nhiễu dòng tối; nhiễu dòng rò bề mặt và
nhiễu nhiệt. Nhiễu tổng cộng tác động lên hệ thống theo thứ tự lần lượt là:
σ
2
=(i
2
Σ
)=2eB
e
(I
p
+I
d
+I
l
)+(4k
B

T/R
L
) F
n
B
e
(1.6)
Trong đó I
p
là dòng photon, B
e
độ rộng băng tần nhiễu, I
d
là dòng tối
khối ban đầu của bộ tách sóng , k
B
là hằng số Boltzman, T là nhiệt độ tuyệt
đối, F
n
là hệ số nhiễu được khuếch đại.
+ Photodiode-thác APD: Photodiode-thác APD có cấu trúc như hình
1.6, trong đó vùng p
+
và n
+
là các vùng giầu lỗ trống và điện tử, hai vùng cách
10
nhau bởi vùng i hay π, lớp i(π) là lớp vật liệu có pha tạp một chút vật liệu p từ
chất bán dẫn Si, Ge, hay GaAsAl.
Hình 1.6 Sự phân bố trường điện và cấu trúc diode thác APD Silic

Đặc điểm làm việc của photodiode-thác APD là có hiệu ứng khuếch đại
dòng. Tại vùng i ánh sáng được hấp thụ sinh ra các cặp điện tử và lỗ trống.
Dưới tác động của điện trường ngoài, các điện tử và lỗ trống sẽ trôi về các
cực và nếu trường ngoài đủ lớn thì tại vùng thác các điện tử sẽ được tăng tốc
và va chạm với các nguyên tử để tạo ra các điện tử thứ cấp, các điện tử này lại
được tăng tốc tạo ra thác điện tử dẫn đến dòng tách quang I
p
tăng vọt. Khả
năng khuếch đại của photodiode-thác APD lớn hơn nhiều so với photodiode-
PIN vì thế làm tăng độ nhạy máy thu. Chất lượng của photodiode-thác APD
cũng phụ thuộc vào vật liệu, bước sóng công tác, thiên áp đặt vào.
Do có quá trình khuếch đại dòng nên các nhiễu cũng được khuếch đại
lên theo. Trong photodiode-APD thì nhiễu lượng tử và nhiễu dòng tối sẽ được
tăng lên M
2
lần, dòng rò bề mặt I
sl
và nhiễu nhiệt không bị ảnh hưởng của
hiện tượng khuếch đại thác. Vì thế nhiễu tổng của photodiode-thác APD là:
σ
2
APD
=(i
2
APDΣ
)=2eB
e
(I
p
+I

d
)M
2
F
A
+2eB
e
I
l
+ (4k
B
T/R
L
)F
n
B
e
(1.7)
Trong đó F
A
là hệ số nhiễu trội của APD và có giá trị phụ thuộc vào hệ
số khuếch đại M, nó liên quan đến bản chất ngẫu nhiên của quá trình thác.
F
A
=k
A
M+(1-k
A
)(2-1/M) (1.8)
11

khuếch đại
Và từ các kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng F
A
≈M
x
với x là tham số phân
tử gam và phụ thuộc vào vật liệu chế tạo (0≤ x ≤1).
Nhược điểm: Để xảy ra hiện tượng thác điện tử thì yêu cầu thiên áp
ngược cấp vào khối bán dẫn phải lớn (cỡ 100V). Để có hệ số khuếch đại M
lớn thì độ dày của lớp p cũng phải lớn do đó làm tăng thời gian trôi của điện
tử làm hạn chế tốc độ truyền. Do có hiện tượng thác nên quá trình va chạm
xảy ra sinh nhiệt nhiều vì vậy quá trình sử dụng cần phải ổn định nhiệt độ.
c. Khối giải điều chế: Thường sử dụng hai phương pháp giải điều chế là
IM/DD và tách sóng Coherent. Đối với phương pháp IM/DD thì khối giải
điều chế suy biến vào trong bộ tách sóng, khi đó không cần sử dụng các mạch
điện tử phụ bên ngoài. Đối với phương pháp Coherent thì khối giải điều chế là
một khối riêng biệt kết hợp sử dụng các mạch điện tử nhằm duy trì điều chế
kết hợp giữa thu và phát, duy trì việc đồng bộ sóng mang quang.
d. Độ nhạy của thiết bị thu quang: Là mức công suất quang trung bình
thu được nhỏ nhất có thể chấp nhận được tại điểm tham chiếu trên sợi quang
ở ngay trước bộ nối quang phía thu mà vẫn duy trì được một tỉ lệ lỗi bit
(BER) xác định trước. Đây là yếu tố quan trọng nhất đánh giá khả năng và
chất lượng của một hệ thống thông tin sợi quang.
1.2.3 Các trạm lặp
Các trạm lặp được thiết kế và sử dụng khi cự li truyền dẫn là dài, số trạm
lặp được sử dụng tuỳ theo khoảng cách của cự li truyền dẫn, loại điện quang.
Hình 1.7 dưới đây thể hiện sơ đồ khối của trạm lặp.
Hình 1.7 Sơ đồ khối tổng quát trạm lặp điện quang
Khuếch đại
và sửa méo

Biến đổi
E/O
Sợi quang
Sợi quangBiến đổi
O/E
12
Tín hiệu quang được đưa vào bộ biến đổi quang/điện (O/E) để biến đổi
thành tín hiệu điện, tín hiệu điện được đưa vào bộ khuếch đại và sửa méo để
khôi phục lại cường độ tín hiệu, sau đó tín hiệu điện được đưa qua bộ biến đổi
điện/quang (E/O) để tạo lại tín hiệu quang và đưa ra sợi quang. Hình 1.8 thể
hiện sơ đồ khối chức năng của một trạm lặp điện quang.
T¸i sinh
biªn ®é
T¸i sinh
®é réng
KÝch
thÝch
§iÒu khiÓn
Laser
Kh«i phôc
Clock
Khèi nghiÖp
vô
K§ K§,San B»ng
SQ
SQ
Hình1.8 Sơ đồ khối chức năng của trạm lặp loại điện-quang
Trên thực tế hiện nay người ta đã sử dụng các bộ khuếch đại quang làm
các trạm lặp, chủ yếu là các bộ khuếch đại đường dây pha tạp Eribum
(EDFA). Các bộ khuếch đại này có ưu điểm là không cần quá trình chuyển

đổi O/E và E/O mà thực hiện khuếch đại trực tiếp tín hiệu quang. Chính vì thế
nên cấu trúc của trạm lặp dùng bộ khuếch đại quang EDFA gọn nhẹ và đơn
giản hơn rất nhiều so với các trạm lặp điện quang trước đây.
1.2.4 Các trạm xen/rẽ kênh
Do nhu cầu của người sử dụng nên trên đường truyền tại một số nơi cần
lấy thông tin hoặc cần truyền thông tin đi, nên trạm xen-rẽ được sử dụng để
lấy thông tin trên luồng hoặc ghép thêm kênh thông tin cần truyền vào đường
truyền chung. Tại các trạm xen-rẽ luồng thông tin có thể được hạ xuống tốc
độ phù hợp. Việc xen-rẽ kênh được thực hiện thông qua các thiết bị ghép
kênh điện (ADM). Tuy nhiên thời gian gần đây người ta đã sử dụng các thiết
bị xen-rẽ kênh quang (OADM), thiết bị OADM cho phép tách ghép trực tiếp
13
các luồng tín hiệu quang mà không cần thông qua quá trình biến đổi O/E và
E/O như trong thiết bị ADM.
1.3 Sợi quang
Sợi quang là môi trường truyền dẫn trong thông tin quang và vì thế đây
là một thành phần quan trọng nhất của bất kì một hệ thống thông tin quang
nào. Thông thường trên thực tế lắp đặt và triển khai hệ thống người ta thường
lắp đặt cáp quang, tuy nhiên khi xem xét về môi trường truyền dẫn quang thì
ta chỉ cần xem xét đến sợi quang là đủ.
1.3.1 Cấu tạo và phân loại sợi quang:
Sợi quang là những sợi nhỏ trong suốt chế tạo từ thuỷ tinh hoặc sợi tổng
hợp để truyền ánh sáng. Cấu trúc các loại sợi quang như trong hình 1.9.
n2
n1
n1
n2
n2
n1
Sîi quang MMSI

§ êng kÝnh lâi: 50 - 400
§ êng kÝnh vá: 125 - 500
§ êng kÝnh líp vá ngoµi:250 - 1000
Sîi quang MMGI
§ êng kÝnh lâi: 30 - 100
§ êng kÝnh vá: 100 - 150
§ êng kÝnh líp vá ngoµi: 250 - 1000
Sîi quang SMSI
§ êng kÝnh lâi: 5 - 10
§ êng kÝnh vá: 125
§ êng kÝnh líp vá ngoµi: 250 - 1000
m
µ
m
µ
m
µ
m
µ
m
µ
m
µ
m
µ
m
µ
m
µ
Hình 1.9 Cấu trúc sợi quang

Tuỳ theo cấu trúc, đặc tính truyền dẫn của sợi mà có thể phân loại theo
nhiều cách khác nhau:
+ Phân loại theo vật liệu chế tạo sợi: Sợi quang làm bằng thuỷ tinh thạch
anh, sợi quang làm bằng thuỷ tinh hỗn hợp, sợi quang làm bằng chất dẻo.
14
+ Phân loại theo phân bố chiết suất của sợi: Sợi quang có chiết suất nhảy
bậc (sợi SI), sợi quang có chiết suất biến đổi (sợi GI).
+ Phân loại theo dạng mode truyền lan: Sợi quang đơn mode (SM), sợi
quang đa mode (MM).
Trong hệ thống thông tin đường trục sử dụng loại sợi quang đơn mode
có chiết suất phân bậc (SMSI). Để có được sợi quang đơn mode cần thoả mãn
yêu cầu sau: V<2,045
Trong đó V=
o
d
λ
π
.
.
( )
2
1
2
2
1
2
nn −
là tham số cấu trúc (1.9)
Với d là đường kính lõi sợi quang, λ
o

là bước sóng truyền trong sợi
quang, n
1
là chiết suất lõi sợi quang, n
2
là chiết suất vỏ sợi quang.
1.3.2 Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang
Hình 1.10 Hiện tượng phản xạ toàn phần trong sợi quang
Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang dựa trên hiện tượng phản
xạ ánh sáng toàn phần tại mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt có
chiết suất khác nhau. Khi cho một tia sáng đi từ môi trường trong suốt có
chiết suất n
1
vào môi trường trong suốt có chiết suất n
2
(n
1
>n
2
) thì tại mặt
phân cách giữa hai môi trường sẽ xảy ra hiện tượng phản xạ và khúc xạ như
hình 1.10. Dựa vào hiện tượng phản xạ toàn phần mà ta có thể truyền ánh
sáng đi trong lõi sợi với suy hao thấp.
15
Quan hệ giữa góc tới θ
t
và góc khúc xạ θ
k
với các chiết suất n
1

và n
2
tuân
theo định luật khúc xạ (tia số 1):
n
1
.sinθ
1
=n
2
.sinθ
k
(1.10)
Khi tăng góc tới θ
t
đến một giá trị θ
0
nào đó thì tia khúc xạ không đi vào
môi trường có chiết suất n
2
mà đi song song với mặt phân cách giữa hai môi
trường (tia số 2), khi đó góc θ
0
được xác định tương ứng với θ
k
=90
0
nên ta có:
n
1

.sinθ
0
=n
2
.sinθ
k
=n
2
.sin90
0
=n
2
⇒ sinθ
0
=n
2
/n
1
(1.11)
⇒ θ
0
=arcsin(n
2
/n
1
) (1.12)
Nếu ta tiếp tục tăng góc tới θ
t
lên thì chỉ còn tồn tại tia phản xạ và hiện
tượng phản xạ toàn phần xảy ra (tia số 3), góc θ

0
gọi là góc tới hạn. Người ta
sử dụng hiện tượng phản xạ toàn phần để truyền ánh sáng trong sợi quang, khi
đó ánh sáng truyền trong sợi phải phản xạ toàn phần liên tiếp trên bề mặt phân
cách giữa lõi sợi và vỏ của sợi quang. Để biển diễn và phân tích sự truyền ánh
sáng trong sợi quang người ta có thể sử dụng phương pháp quang hình mặc
dù phương pháp này chỉ mô tả gần đúng hiện tượng mà thôi. Phương pháp
chính xác nhất là sử dụng phương pháp quang sóng trên cơ sở các phương
trình sóng nhưng phương pháp này rất phức tạp.
n2
n1
a
n0
i
θ
r
θ
θ
Hình 1.11 Sự truyền sóng ánh sáng trong sợi chiết suất phân bậc
Hình 1.11 thể hiện các tia sáng được truyền trong một sợi quang có chiết
suất phân bậc. Theo định luật khúc xạ ánh sáng ta có:
n
0
.sinθ
i
= n
1
sinθ
r
(1.13)

Trong đó n
0
là chiết suất của không khí, θ
θ
là góc tới,θ
r
là góc khúc xạ, a
là bán kính lõi sợi quang. Giả sử θ
0
là góc tới hạn, nếu θ>θ
0
thì tia sáng đi vào
16
lõi sợi quang sẽ phản xạ toàn phần và chỉ truyền trong lõi sợi quang mà không
đi ra ngoài. Theo công thức 1.13 khi đó góc khúc xạ tương ứng với góc tới
hạn θ
0
là θ
r0
=90
0
-θ
0
. Do vậy góc tiếp nhận θ
i0
tới hạn sẽ thoả mãn điều kiện:
n
0
sinθ
i0

= n
1
.sinθ
r0
=n
1
.sin(90
0
-θ
0
)=n
1
.cosθ
0
(1.14)
⇒ n
0
sinθ
i0
= n
1
.cos(arcsin(n
2
/n
1
))=
2
2
2
1

nn −
=NA (1.15)
vì chiết suất của không khí n
0
=1 nên ta có
NA=sinθ
i0
=
2
2
2
1
nn −
(1.16)
NA được gọi là khẩu độ số của sợi quang, θ
i0
là góc tiếp nhận cực đại
của sợi quang, nó sẽ tạo thành một hình nón, trong đó các tia sáng đi vào tiết
diện của sợi quang với góc θ
i
>θ
i0
nằm ngoài hình nón sẽ không truyền trong
lõi sợi mà đi ra ngoài vỏ sợi quang. Như vậy chỉ các tia sáng nào nằm trong
hình nón khi truyền vào sợi quang mới phản xạ toàn phần liên tiếp giữa lõi sợi
và vỏ, khi đó tia sáng truyền trong lõi sợi quang theo một đường ziczac. Nếu
gọi ∆ là độ lệch chiết suất tương đối: ∆=
1
21
n

nn −
(1.17)
Trên thực tế thì n
1
≈n
2
và khi đó:
NA=
2
2
2
1
nn −
=n
1
2
1
2
2
2
1
n
nn −
≈n
1
2
1
211
)(2
n

nnn −
=n
1
∆2
(1.18)
Như vậy điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần là:
- Các tia sáng phải đi từ môi trường chiết quang hơn (chỉ số chiết suất
lớn hơn) sang môi trường chiết quang kém hơn (chỉ số chiết suất thấp hơn).
- Góc tới của tia sáng phải lớn hơn góc tới hạn
1.3.3 Đặc tính truyền dẫn của sợi quang
a. Các mode trong sợi quang
Việc giải phương trình Maxwell cho ta xác định được các thành phần
sóng ánh sáng truyền trong sợi quang. Nghiệm riêng của phương trình sóng
gần đúng với các sóng ánh sáng truyền trong sợi quang và được gọi là các
17
mode truyền trong sợi quang. Người ta chỉ quan tâm đến các mode truyền dẫn
và mong muốn trong sợi chỉ tồn tại các mode truyền dẫn. Trong một sợi
quang có rất nhiều mode sóng có thể truyền lan. Số mode phụ thuộc vào
đường kính lõi sợi quang, vào độ dài bước sóng và khẩu độ số NA. Ta có thể
xác định số cực đại mode trong sợi quang theo công thức sau:
N
mod
=
2
1
V
2
(1.19)
b. Tán sắc của sợi quang
Định nghĩa tán sắc: Hiện tượng các xung quang truyền dọc sợi quang bị

giãn rộng tại đầu thu được gọi là hiện tượng tán sắc trong sợi quang.
Độ tán sắc trên một đơn vị độ dài =
L
tt
1
2
2
2
−
(1.20)
Trong đó L là chiều dài sợi quang, t
1
là độ rộng xung vào ở 1/2 công
suất, t
2
là độ rộng xung ra ở mức 1/2 công suất.
Các nguyên nhân gây tán sắc trong sợi quang được nhắc tới như sau:
- Tán sắc vật liệu: Do chiết suất của vật liệu phụ thuộc vào bước sóng
công tác, chiết suất là một hàm theo bước sóng n=n(λ). Nếu nguồn quang bức
xạ ánh sáng đơn sắc thì sẽ không có tán sắc vật liệu nhưng thực tế các nguồn
phát quang chính được sử dụng là LED và LD thường phát xạ ra ánh sáng
nằm trong một dải bước sóng, chính vì thế nên gây ra hiện tượng tán sắc vật
liệu. Hình 1.14 mô tả phổ ánh sáng bức xạ của LED và LD.
λ
∆
λ
∆
λ
Laser 1-2 nm
LED 30-40 nm

P( )/Pmax
1
0.5
λ
Hình 1.12 Quan hệ P(λ)/P
max
phụ thuộc vào λ
18
Tồn tại hệ số tán sắc vật liệu M(λ)=
2
2
0
)(
λ
λ
λ
d
nd
c
(1.21)
Độ giãn xung do tán sắc vật liệu τ
vl
bởi nguồn sáng có độ rộng phổ xác
định ∆λ với bước sóng trung tâm λ
0
là:
τ
vl
=
2

2
0
)(
λ
λ
λ
λ
d
nd
c
L
∆
(1.22)
Trong đó c là vận tốc ánh sáng trong chân không (c=3.10
8
m/s).
- Tán sắc mode: Tán sắc này chỉ đáng kể ở sợi đa mode do các mode
truyền khác nhau qua sợi quang với khoảng thời gian khác nhau vì thế dẫn
đến giãn xung đầu ra. Tán sắc mode phụ thuộc vào kích thước sợi, đặc biệt là
đường kính lõi sợi. Độ giãn xung đối với sợi MM-SI là:
τ
mod
=∆
C
L
2
2
1
n
n

vì n
1
≈n
2
nên ta có τ
mod
=
C
L
(n
1
-n
2
) (1.23)
Độ giãn xung của sợi MM-GI là τ
mod
=
c
Ln
8
2
1
∆
(1.24)
- Tán sắc đường truyền: Hay còn gọi là tán sắc dẫn sóng, là sự giãn
xung đầu ra do hệ số truyền của các mode trong sợi quang phụ thuộc vào tỉ lệ
d/λ. Các mode truyền dẫn với λ khác nhau gây tán sắc, khi d lớn dẫn tới tán
sắc nhỏ còn khi d nhỏ tán sắc lớn. Tán sắc này có ảnh hưởng lớn tới sợi SM-
SI do sợi đơn mode có đường kính lõi sợi là nhỏ.

- Tán sắc mặt cắt: Trên thực tế không chỉ có chiết suất phần lõi thay đổi
theo bước sóng mà độ chênh chiết suất cũng thay đổi theo bước sóng gây ra
tán sắc mặt cắt. Độ dãn xung do tán sắc mặt cắt phụ thuộc vào loại chất phụ
gia trong quá trình chế tạo sợi và phụ thuộc vào nguồn quang. Tham số P
đánh giá tán sắc mặt cắt gọi là hệ số tán sắc mặt cắt.
P=
λ
λ
d
d
n
n
n
∆
∆
0
với ∆=
1
21
n
nn −
=
1
n
n∆
(1.25)
19
Trong đó n
0
là chiết suất tại tâm sợi, n

n
là chiết suất nhóm.
Từ đó người ta tính được tham số mặt cắt tối ưu.
α
opt
=2–
5
12
∆–2P (1.26)
- Ảnh hưởng của tán sắc tới hệ thống thông tin quang:
Tán sắc làm cho các xung ánh sáng lan truyền trên sợi quang bị giãn
rộng ra và điều này gây hiện tượng méo dạng tín hiệu và gây xuống cấp các
đặc tính của hệ thống, nếu xung tín hiệu mà dãn quá lớn sẽ dẫn tới hiện tượng
phủ chờm của các xung kề nhau và khi mà hiện tượng phủ chờm vượt quá
một mức nào đó thì sẽ xuất hiện tín hiệu lỗi. Như vậy tán sắc đã làm giới hạn
tốc độ truyền dẫn của sợi quang. Đối với sợi đơn mode hiện tượng tán sắc gây
ra các hiện tượng làm xung Gaussian bị lệch tần (hiện tượng chirp), làm giới
hạn tốc độ truyền dẫn và làm giới hạn băng tần của sợi quang.
c. Suy hao sợi quang
Suy hao sợi quang là một yếu tố làm ảnh hưởng tới chất lượng thu.
Trong quá trình thiết kế và triển khai hệ thống người ta quan tâm tới suy hao
trong sợi quang và suy hao do uốn cong sợi quang.
- Suy hao trong sợi quang: Là suy hao do bản chất của sợi quang. Là
tham số đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế hệ thống, xác định khoảng
cách giữa phía phát và phía thu. Cơ chế suy hao trong sợi quang là suy hao do
hấp thụ, suy hao do tán xạ và suy hao do bức xạ. Suy hao sợi thường được đặc
trưng bằng hệ số suy hao α và được tính theo công thức sau:
α=









out
in
P
P
L
log
10
(1.27)
Trong đó L là chiều dài sợi dẫn quang, P
in
là công suất quang đầu vào,
P
out
là công suất quang đầu ra, α được tính theo dB/km. Suy hao trong sợi
quang chủ yếu phụ thuộc vào hấp thụ vật liệu và tán xạ Rayleigh.
20
+ Suy hao do hấp thụ vật liệu: Hấp thụ trong sợi quang là yếu tố quan
trọng trong việc tạo nên bản chất suy hao của sợi quang. Hấp thụ chủ yếu do
ba cơ chế gây như sau:
+ Hấp thụ do tạp chất
+ Hấp thụ do vật liệu chế tạo sợi
+ Hấp thụ cực tím hay còn gọi là hấp thụ điện tử
+ Suy hao do tán xạ: Do tính không đồng nhất trong lõi sợi gây ra mặc
dù rất nhỏ. Đó là do có những thay đổi rất nhỏ của vật liệu, tính không đồng

nhất về cấu trúc hoặc các khiếm khuyết trong quá trình chế tạo sợi quang.
Ánh sáng truyền trong sợi quang bị tán xạ ra các hướng và gây ra tán xạ
Rayleigh. Tán xạ Rayleigh chỉ có ý nghĩa khi bước sóng ánh sáng cùng cấp
với kích thước của cơ cấu tán xạ. Suy hao Rayleigh tỉ lệ nghịch với mũ 4 của
bước sóng (λ
4
).
Hình 1.13 miêu tả các dạng suy hao trong sợi quang theo bước sóng đối
với sợi quang làm bằng thuỷ tinh thạnh anh pha GeO
2
. Từ đó ta xác định được
ba vùng bước sóng có suy hao nhỏ gọi là ba vùng truyền dẫn.
Vùng 1: Suy hao chủ yếu do tán xạ, một phần do hấp thụ, có bước sóng
trong dải λ=0,8÷0,9µm, α=2÷3 dB/km. Được sử dụng trong các mạng LAN,
các đường thuê bao số dịch vụ băng rộng. Bước sóng trung tâm là λ=0,85µm.
Vùng 2: Suy hao chủ yếu do hấp thụ, có bước sóng trong dải
λ=1,2÷1,35µm, α=0,3÷0,5 dB/km. Được sử dụng trong các đường trung kế.
Bước sóng trung tâm là λ=1,3µm.
Vùng 3: Đây là vùng có suy hao thấp nhất với dải bước sóng
λ=1,5÷1,7µm, α=0,15÷0,25dB/km. Được sử dụng trong các mạng lõi có tốc
độ truyền dẫn lớn. Bước sóng trung tâm là λ=1,55µm. Đây là vùng bước sóng
được sử dụng chủ yếu trong các hệ thống thông tin quang.
21
Suy hao (dB/Km)
B íc sãng ( )
m
µ
Thùc
nghiÖm
HÊp thô hång

ngo¹i
T¸n x¹ Rayleigh
HÊp thô cùc tÝm
Sù kh«ng hoµn h¶o
cña sîi quang
Hình 1.13 Đặc tính suy hao theo bước sóng đối với các dạng suy hao
- Suy hao do uốn cong sợi: Là suy hao ngoài bản chất của sợi. Khi bất
kì một sợi quang nào bị uốn cong theo một bán kính xác định thì sẽ phát xạ
ánh sáng ra ngoài vỏ sợi gây nên suy hao tín hiệu. Có hai loại suy hao uốn
cong là uốn cong vĩ mô và vi mô. Hiện tượng suy hao do uốn cong có thể thấy
rõ nhất khi góc tới lớn hơn góc tới hạn tại các vị trí sợi bị uốn cong.
+ Uốn cong vĩ mô: Là uốn cong có bán kính uốn cong tương đương
hoặc lớn hơn đường kính sợi. Bán kính uốn cong càng nhỏ thì suy hao càng
lớn.
+ Uốn cong vi mô: Là hiện tượng sợi quang bị uốn cong một cách ngẫu
nhiên, trường hợp này hay xảy ra trong lúc sợi quang được bọc thành cáp.
1.3.4 Giới thiệu một số loại sợi quang mới
a. Nguyên tắc tạo sợi quang mới
Qua khảo sát người ta nhận thấy suy hao của các sợi quang nhỏ nhất là ở
vùng bước sóng 1550nm và lớn ở vùng bước sóng 1300nm, tuy nhiên tại
vùng bước sóng 1550nm thì tán sắc lại là lớn và ở vùng bước sóng 1300nm
thì tán sắc lại là nhỏ nhất. Một câu hỏi đặt ra là tại sao không kết hợp các yếu
22
tố trên để tạo ra một loại sợi quang có giá trị suy hao và tán sắc là tối ưu nhất?
Biện pháp được lựa chọn là điều chỉnh các tham số cơ bản của sợi nhằm dịch
chuyển tán sắc tối thiểu tới bước sóng có suy hao nhỏ. Do chủ yếu sợi triển
khai trên đường trục là sợi đơn mode nên người ta chỉ hướng tới nghiên cứu
về sợi đơn mode.
Đối với sợi quang đơn mode thì chỉ có tác động của tán sắc vật liệu và
tán sắc dẫn sóng. Tán sắc vật liệu phụ thuộc vào vật liệu chế tạo và khó có thể

thay đổi được nhiều, chỉ có tán sắc dẫn sóng phụ thuộc vào tỉ lệ giữa đường
kính với bước sóng công tác và độ chênh chiết suất. Căn cứ vào đặc điểm đó
cùng với ý tưởng ở trên người ta nghiên cứu và đề xuất ra hai cấu tạo sợi là
sợi có tán sắc dịch chuyển và sợi có tán sắc phẳng. Hình 1.16 mô tả biến thiên
chỉ số chiết suất của ba loại sợi đơn mode: sợi tiêu chuẩn (sợi đơn mode thông
thường G.652) có tán sắc tối ưu tại bước sóng 1300nm, sợi có tán sắc dịch
chuyển và sợi có tán sắc phẳng.
23
Hình 1.14 Các mặt cắt chỉ số chiết suất của ba loại sợi đơn mode chính
b. Các loại sợi quang mới
Trên cơ sở những phân tích ở trên thì người ta đã thiết kế và chế tạo
được hai loại sợi quang mới dùng khá hiệu quả trên các hệ thống thông tin
quang, đó là sợi quang đơn mode có tán sắc dịch chuyển (DSF) và sợi quang
đơn mode tán sắc dịch chuyển không bằng không hay tán sắc dịch chuyển
khác không (NZ-DSF).
+ Sợi DSF có bước sóng trung tâm gần bước sóng 1550nm mà tại đó tán
sắc bằng không. Sợi này có suy hao và tán sắc rất nhỏ.
+ Sợi NZ-DSF là sợi quang đơn mode có giá trị tán sắc nhỏ nhưng
không bằng không trong vùng bước sóng 1550nm. Sợi này có giá trị suy hao
tương tự như sợi đơn mode thông thường nhưng tán sắc rất nhỏ. Ưu điểm nổi
24
trội của NZ-DSF là giảm ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến và giảm tán
sắc phân cực mode. Có hai loại sợi +NZ-DSF và –NZ-DSF.
1.4 Các tham số của hệ thống thông tin quang
Hệ thống thông tin quang cũng có một số các tham số nhất định để cho
quá trình thu cũng phát tín hiệu quang được đảm bảo. Thông thường người ta
quan tâm tới các tham số chính sau:
Các tham số điện quang:
+ (S/N)
e

và (C/N)
e
là tỉ số tín hiệu trên nhiễu và tỉ số sóng mang trên
nhiễu được đo và xác định về phía điện của hệ thống điện quang, đó chính là
tỉ số của điện áp, dòng điện hoặc công suất điện. Tham số tỷ lệ lỗi bit BER
của hệ thống truyền dẫn số luôn được đo sau bộ tách sóng quang tương ứng
với tỉ số tín hiệu trên nhiễu S/N.
+ Độ rộng băng tần điện (BW)
e
là khoảng tần số trong đó đáp ứng của tín
hiệu như hệ số khuyếch đại, tỉ số dòng điện hay điện áp nằm trong giới hạn
xác định.
+ (S/N)
O
và (C/N)
O
là tỉ số tín hiệu và sóng mang trên nhiễu được đo và
xác định tại cổng quang của hệ thống tương ứng.
+ Độ rộng băng tần quang (BW)
O
là khoảng tần số mà tại đó mức công
suất quang nằm trong giới hạn xác định.
Các tham số quang:
+ Công suất yêu cầu tối thiểu của nguồn quang: Mỗi thiết bị trên đường
truyền luôn có tổn hao nhất định và có thể biểu diễn bằng một hàm truyền:
L(dB)=10lg
vao
ra
P
P

(1.28)
Trong đó P
ra
và P
vao
là công suất ra và công suất vào của từng thiết bị, độ
tổn hao của toàn tuyến bằng tổng tổn hao của các thành phần trong hệ thống.
25