CÔNG NGHỆ TRUYỀN SÓNG VÔ TUYẾN QUA SỢI QUANG Radio over Fiber

LOGO
CÔNG NGHỆ TRUYỀN SÓNG VÔ TUYẾN QUA SỢI QUANG
Radio over Fiber
CÔNG NGHỆ TRUYỀN SÓNG VÔ TUYẾN QUA SỢI QUANG
Radio over Fiber
Giảng viên hướng dẫn: Ngô Thu Trang
Nhóm 6
MỤC TIÊU

Làm quen với nghiên cứu khoa học

Nghiên cứu công nghệ truyền dẫn sóng vô tuyến qua sợi quang
NỘI DUNG
Giới thiệu chung về RoF
1
Tìm hiểu một tuyến RoF
2
Ứng dụng kỹ thuật RoF trong mạng truyền thông
Road Vehicle
35
Các kỹ thuật ghép kênh trong RoF
44
Một số kỹ thuật tạo tín hiệu sử dụng trong RoF
33
RoF là công nghệ truyền dẫn tín hiệu vô tuyến
đã được điều chế trên sợi quang
RoF là công nghệ truyền dẫn tín hiệu vô tuyến
đã được điều chế trên sợi quang
RoF
kết hợp các ưu điểm của:
Truy nhập vô

tuyến
Truyền dẫn sợi
quang
1. Giới thiệu chung về RoF
1. Giới thiệu chung về RoF
Mô hình mạng RoF
E/O
O/E
SOURCE
O/E
E/O
Am
CS
CS
MOBILE
MOBILE
MH
MH
BS
BS

Đặc điểm quan trọng của mạng RoF là kiến trúc mạng tập trung:

Các chức năng (ấn định kênh, điều chế, giải điều chế) được tập trung ở CS

Cấu trúc BS đơn giản. Các BS có chức năng chính đó là chuyển đổi quang/điện, khuếch đại RF và chuyển đổi điện quang

Ưu điểm:

Suy hao thấp


Băng thông rộng

Không chịu ảnh hưởng của nhiễu tần số vô tuyến

Lắp đặt và bảo dưỡng dễ dàng

Giảm công suất tiêu thụ

Phân bổ tài nguyên động

Nhược điểm:

Đo tín hiệu bị ảnh hưởng bởi nhiễu và méo

Suy hao, tán sắc mode
1. Giới thiệu chung về RoF
2. Một tuyến RoF
Tuyến RoF sử dụng 2 bộ điều chế dual-Mach-Zehnder.
B
0
: Bộ lọc quang độ rộng B
0
.
DMOD: Bộ giải điều chế.
DFB LD: Laser DFB.
EDFA: Bộ khuếch đại quang sợi pha Erbium
MOD: Bộ điều chế.
MZM: Bộ điều chế Mach-Zehnder.
PD: Photodiode tách sóng

PSK: Phương pháp điều chế số khóa dịch pha
3. Một số kỹ thuật tạo tín hiệu sử dụng trong RoF
3.1.Công nghệ ROF sử dụng IM-DD
Phương thức đơn giản nhất để phân phối tín hiệu RF là điều chế cường độ nguồn sáng với chính tín hiệu RF và sau đó
sử dụng tách sóng trực tiếp ở bộ tách sóng quang để khôi phục lại tín hiệu RF.
Tạo tín hiệu RF bằng điều chế cường độ trực tiếp
(a) Sử dụng laser (b) Sử dụng bộ điều chế ngoài
3.2. Tạo tín hiệu RF bằng kĩ thuật tách Heterodyne đầu xa RHD

Nguyên lý trộn kết hơp:

Hai trường quang có tần số góc ω
1
và ω
2
được biểu diễn:
E
1
= E
01
cos(ω
1
t) (3.1)
E
2
= E
02
cos(ω
2
t) (3.2)


Nếu cả hai trường tác động lẫn nhau trên một bộ tách sóng quang PIN, dòng tách quang trên bề mặt sẽ tỷ lệ với bình phương của tổng
các trường quang. Dòng tách quang danh định là :
i
PD
= (E
1
+ E
2
)
2
(3.3)
i
PD
= E
01
E
02
cos[(ω
1
– ω
2
)t] + E
01
E
02
cos[(ω
1
+ ω
2

)t] + các thành phần khác
(3.4)

Kỹ thuật RHD chia thành các kỹ thuật nhỏ phụ thuộc vào [ω
1
(t)-ω
2
(t)]

Nếu tạo ra [ω
1
(t) - ω
2
(t)] = 0 : kỹ thuật homodyne.

Nếu tạo ra [ω
1
(t) - ω
2
(t)] ≠ 0 : kỹ thuật heterodyne

3. Một số kỹ thuật tạo tín hiệu sử dụng trong RoF

Giả sử ta có tín hiệu s
IF
(t) ở tần số IF:
S
IF
(t) = cos(ω
IF

+ φ
s
) (3.5)
Cường độ điện trường của tín hiệu quang mang tín hiệu trên có dạng:
E(t) = Ks
IF
(t)e
jω(opt) + φ
(3.6)
Với K là hằng số.

Tại BS, giả sử ta tách được tín hiệu s
IF
(t), ta sẽ đưa lên tần số RF bằng một bộ nâng tần (hay còn gọi là bộ điều chế
cần bằng)
S
RF
= Acos(ω
IF
t)A’cos(ω
RFocs
t) = AA’[cos(ω
RFocs
+ ω
IF
)t + cos(ω
RFocs
– ω
IF
)t] (3.7)

Sau khi đi qua bộ lọc thông. Ta có tín hiệu RF mong muốn:
S
RF
= cos(ω
RFocs
+ ω
IF
)t (3.8)
3.3. Kỹ thuật nâng tần và hạ tần
3. Một số kỹ thuật tạo tín hiệu sử dụng trong RoF
4.1. Ghép kênh sóng con phụ SCM
Trong SCM, các tín hiệu RF (sóng mang con) được sử dụng để điều chế
một sóng mang quang tại phía phát.
.
Ưu điểm: - Hỗ trợ nhiều lưu lượng dữ liệu.
- Các thành phần yêu cầu đối với hệ thống dựa trên SCM hầu hết là khả dụng. Dẫn đến giá thành hệ thống thấp.
.
Nhược điểm: Nhạy cảm đối với các tác động nhiễu và méo do các hiệu ứng phi tuyến.
4. Các kỹ thuật ghép kênh trong RoF
4.2.Ghép kênh phân chia theo bước sóng WDM
Ứng dụng WDM vào RoF bằng cách ấn định các bước sóng khác nhau cho mỗi BS riêng biệt. Chỉ cần một sợi quang thì
kỹ thuật RoF đã có thể phục vụ được cho rất nhiều các BS.
4. Các kỹ thuật ghép kênh trong RoF
Mạng truyền thông Road Vehicle (RVC) là cơ sở hạ tầng của mạng truyền dẫn thông minh ITS, được ứng dụng cho các
phương tiện đang di chuyển có thể truy cập vào mạng, trao đổi thông tin giao thông an toàn, phục vụ cho việc di chuyển.
5. Ứng dụng của RoF trong mạng truyền thông Road Vehicle
Mạng RVC dựa trên kỹ thuật RoF
Kiến trúc mạng RVC dựa trên kỹ thuật ROF
5. Ứng dụng của RoF trong mạng truyền thông Road Vehicle
5. Ứng dụng của RoF trong mạng truyền thông Road Vehicle

Ấn định khung trong khi di chuyển
Khởi tạo và gia nhập mạng
5. Ứng dụng của RoF trong mạng truyền thông Road Vehicle
Cấu trúc khung
Quản lý chuyển giao
5. Ứng dụng của RoF trong mạng truyền thông Road Vehicle
KẾT LUẬN

RoF là sự kết hợp nhiều ưu điểm của truy nhập vô tuyến và truyền dẫn quang, có thể coi nó là nền tảng cho
mạng truy nhập không dây băng thông rộng trong tương lai.


Một vài ứng dụng của kỹ thuật RoF chỉ mới trong giai đoạn nghiên cứu, phát triển và thử nghiệm nhưng những
kết quả mà nó mạng lại rất khả quan.


Với một kiến trúc đưa ra dựa trên kỹ thuật RoF thì ứng dụng của nó cho mạng trên là một điều có thể thực hiện
được. Tuy nhiên để triển khai một mạng như vậy trong thực tế thì còn nhiều vấn đề phải được tiếp tục nghiên
cứu và phát triển hơn nữa ở tất cả các lớp quang, lớp vô tuyến và lớp mạng.
LOGO
Em xin cảm ơn !