Phan 4 mon thong tin quang (ver 1 2)

H͕c vi͏n Công ngh͏ B˱u chính Vi͍n thông

Gi̫ng viên: Tr̯n Thi͏n Chính

MÔN HӐC THÔNG TIN QUANG


z

z

z

z

Phҫn I: C˯ sͧ kͿ thu̵t thông tin quang
Giҧng viên: Trҫn ThiӋn Chính - Hӑc viӋn CNBCVT
Phҫ II
Phҫn
II: Thành
Thà h ph̯n
h̯ c˯
˯ b̫
b̫n cͯa
ͯ m̩ng quang
Giҧng viên: Trҫn ThiӋn Chính - Hӑc viӋn CNBCVT
Phҫn III: H͏͏ th͙ng
g thông
g tin qquang
g
Giҧng viên: Trҫn ThiӋn Chính - Hӑc viӋn CNBCVT

Phҫn IV: Thi͇t k͇ m̩ng quang WDM
Giҧ viên:
Giҧng
i
Trҫn
ҫ ThiӋn
hi Chí
Chínhh - Hӑc viӋn
i CNBCVT
C C

NӜI DUNG MÔN
Ô HӐC

2
15/05/2010


z

z

z

z

z

Thӡi gian: Tӯ ngày ..../..../........ ÿӃn ngày ..../..../........
Phҫn I: C˯ sͧ kͿ thu̵t thông tin quang

Thӡi gian: Tӯ .... h .... ÿӃn .... h .... ngày ..../..../........
/ /
Phҫn II: Thành ph̯n c˯ b̫n cͯa m̩ng quang
Thӡi gian: Tӯ .... h .... ÿӃn .... h .... ngày ..../..../........
Phҫn
ҫ III: H͏ th͙ng
͙ thông tin quang
Thӡi gian: Tӯ .... h .... ÿӃn .... h .... ngày ..../..../........
Phҫn IV: Thi͇t k͇ m̩ng quang WDM
Thӡi gian: Tӯ .... h .... ÿӃn .... h .... ngày ..../..../........

LӎCH HӐC

3
15/05/2010


IV.1IV.2IV.3IV.4IV 5
IV.5-

Mӣ ÿҫu
Các yӃu tӕ ҧnh hѭӣng tӟi thiӃt kӃ hӋ thӕng
Ҧ hѭӣng cӫa tán sҳc
Ҧnh
ҳ lên chiӅu
Ӆ dài truyӅn
Ӆ dүn
ү
ThiӃt kӃ tuyӃn ÿiӇm - ÿiӇm
Yê cҫu

Yêu
ҫ ÿӝ dӵ
d trӳ
t ӳ

IV/ THIӂT
ӂ Kӂ
ӂ MҤNG QUANG WDM

4
15/05/2010


z

Các tӯ viӃt tҳt:
+ OSNR: Tӹ sӕ tín hiӋu trên tҥp âm quang
+ FWM: Trӝn
ӝ bӕn bѭӟc sóngg ((hiӋu
Ӌ ӭng)
g)
+ XPM: Tӵ ÿiӅu chӃ pha chéo
+ PMD: Tán sҳc phân cӵc Mode
+ DGD: TrӉ nhóm vi sai
+ BER: Tӹ lӋ bit lӛi
+ APD: Ĉi ӕt tách sóng thác
+ ISI: Giao thoa giӳa các ký hiӋu
+ DSF: Sӧi quang tán sҳc dӏch chuyӇn
+ DCF: Sӧi quang bù tán sҳc
+ SMF: Sӧi quang ÿѫn mode

IV/ THIӂT
ӂ Kӂ
ӂ MҤNG QUANG WDM

5
15/05/2010


z

6
15/05/2010

Ĉӏnh nghƭa các thuұt ngӳ chuyên môn:
+ PIN: Photodiot PIN gӗm vùng p và n ÿһ cách nhau mӝt lӟp tӵ dүn i
+ Vұn
ұ tӕc nhóm là tӹӹ lӋӋ nghӏch
g ӏ ÿҧo cӫa tӕc ÿӝӝ thayy ÿәi hҵng
g sӕ truyӅn
y
sóng E vӟi tҫn sӕ liên quan
+ “Chirp”: Xung gӑi là Chirp nӃu tҫn sӕ sóng mang cӫa nó thay ÿәi
theo thӡi gian hay dӏch chuyӇn tҫn sӕ phө thuӝc vào thӡi gian, phә cӫa
xung Chirp
Chi rӝng
ӝ hѫn
h phә
hә cӫa
ӫ xung không

khô Chirp
Chi

IV/ THIӂT
ӂ Kӂ
ӂ MҤNG QUANG WDM


7
15/05/2010

IV.1- Mӣ ÿҫu:
z KӃ hoҥch mҥng cҫn phҧi ÿѭӧc tӕi ѭu vӟi các tham sӕ ÿiӋn và quang
khác nhau ÿӇ bҧo ÿҧm hoҥt ÿӝng cӫa mҥng ghép bѭӟc sóng (WDM);
cҩu
ҩ trúc hình hӑc cӫa mҥng có thӇӇ là tuyӃn
Ӄ ÿiӇm
Ӈ - ÿiӇm,
Ӈ vòng hoһc
mҥng lѭӟi, viӋc thiӃt kӃ hӋ thӕng ÿѭӧc xem xét trên hai phҫn: thiӃt kӃ
hӋ thӕng quang và thiӃt kӃ hӋ thӕng ÿiӋn hoһc lӟp cao hѫn
z Ĉӕi vӟi mҥng toàn cҫu,
cҫu lӟp WDM nhѭ là lӟp vұt lý ÿѫn thuҫn,
thuҫn chӭc
năng cӫa nó là truyӅn tҧi các bit thô ӣ tӕc ÿӝ bit cao vӟi suy hao rҩt nhӓ
z Tuy nhiên, vì tӕc ÿӝ bit và chiӅu dài truyӅn dүn tăng lên, các tham sӕ
quangg nàyy có khҧ năng
qu
g bӏ mҩt trong
o g mҥng,

ҥ g, cchoo nên
ê quy hoҥch
oҥc mҥng
ҥ g
cҫn phҧi xem xét tác ÿӝng cӫa các tham sӕ và xây dӵng mҥng vӟi các
tham sӕ quang giҧm xuӕng thích hӧp
z Xét tín hiӋu quang dҥng chұm có biên ÿӝ A(W,t) là hàm cӫa khoҧng cách
W và thӡi gian t, các tham sӕӕ khác nhau tác ÿӝng trong tҩt
ҩ cҧ thӡi gian

IV/ THIӂT
ӂ Kӂ
ӂ MҤNG QUANG WDM


z

z

z

8
15/05/2010

Tín hiӋu quang truyӅn qua sӧi có hҵng sӕ truyӅn sóng E, tín hiӋu quang
này bӏ suy hao bӣi thuӝc tính môi trѭӡng truyӅn sóng cӫa sӧi Silica và
ÿһc tҧ bӣi hӋ sӕ suy hao D (dB/km)
Vұy tҥi sao tham sӕӕ suy hao lҥi quan trӑng ? thӭ nhҩt,
ҩ nӃu
Ӄ nhѭ tәng

ә suy
hao tích lNJy lӟn hѫn công suҩt tín hiӋu ÿҫu vào Pin, thì tín hiӋu sӁ không
thӇ thu ÿѭӧc ӣ ÿҫu cuӕi, ÿiӅu này rҩt quan trӑng ÿӇ bҧo ÿҧm phân biӋt
ÿѭӧc tín hiӋu ӣ bӝ thu; thӭ hai,
hai ÿӕi vӟi thông tin quang xҧy ra ӣ bӝ thu
(thӵc chҩt là tách sóng quang PIN hoһc APD) cҫn phҧi có công suҩt tӕi
thiӇu ÿӇ phân biӋt ÿѭӧc 0 và 1 tӯ tín hiӋu quang thô ÿҫu vào
Công suҩt tӕi thiӇu yêu cҫu ӣ ÿҫu vào bӝ thu gӑi là ÿӝ nhҥy thu R, ӣ
ÿây cҫn
ҫ phҧi bҧo ÿҧm rҵng
ҵ công suҩt
ҩ phát phҧi ÿӫ cao ÿӇӇ có thӇӇ giӳ cho
công suҩt tín hiӋu > R ӣ ÿҫu bӝ thu, mһc dù có sӵ suy hao dӑc ÿѭӡng
truyӅn, ÿiӅu ÿó không có nghƭa rҵng nӃu tăng công suҩt phát ӣ mӭc cao
có thӇ gӱi các bit ÿi trên khoҧng cách xa

IV.1-- Mӣ ÿҫu
IV.1


z

z

z

9
15/05/2010

Công suҩt ÿҫu vào cao làm suy yӃu tín hiӋu bӣi các hiӋu ӭng phi tuyӃn

nhѭ XPM, SPM, FWM, ... hѫn nӳa, giӟi hҥn trên tӕn tҥi vӟi mӑi bӝ thu
(APD hoһc PIN) ÿӇ thu công suҩt quang, ÿiӅu này cho bӣi dҧi ÿӝng cӫa
bӝ thu
th vàà nóó thiӃt lұp
lұ dҧi công
ô suҩt
ҩt lӟn
lӟ nhҩt,
hҩt nhӓ
hӓ nhҩt
hҩt ÿӕi vӟi
ӟi bӝ thu,
th víí
dө -7 dBm tӟi -28 dBm là dҧi ÿӝng công suҩt ÿһc trѭng cӫa bӝ thu
Do vұy, công suҩt ÿҫu vào lӟn nhҩt có thӇ ÿѭa vào sӧi quang bӏ giӟi hҥn
và cNJng hҥn chӃ khoҧng cách truyӅn lӟn nhҩt L; nӃu Pin-max
là công suҩt
i
vào lӟn nhҩt, pr là công suҩt thu nhӓ nhҩt, công suҩt vào lӟn nhҩt có thӇ
ÿѭa vào sӧi và khoҧng cách truyӅn lӟn nhҩt xác ÿӏnh nhѭ sau:
Pin max dB
DL  Pr dB

((IV.1))
Pin max  Pr
(IV.2)
L
D
Trongg tính toán trên ÿã bӓ qqua tán sҳc,, sӧi
ӧ pphi tuyӃn,

y , pphân cӵc,
ӵ , mӣ rӝng
ӝ g
phә, chirp (nguӗn mӣ rӝng), suy hao thiӃt lұp sӧi (ÿҫu nӕi, hàn nӕi, già

IV.1-- Mӣ ÿҫu
IV.1


z

z

z

10
15/05/2010

hóa), ... nӃu xét tӟi các hiӋu ӭng này thì chiӅu dài truyӅn dүn giҧm xuӕng
Vҩn ÿӅ ÿһt ra là làm thӃ nào ÿӇ có ÿѭӧc hӋ thӕng truyӅn dүn cӵc xa ?
bҵng cách ÿһt các tҫng lһp có thӇ tăng khoҧng cách truyӅn dүn
Có hai loҥi bӝ lһp ÿó là: Bӝ lһp ÿiӋn quang - ÿ iӋn - quang (OEO), ӣ ÿó
tách sóng, tҥo dҥng, khôi phөc thӡi gian và phát lҥi (3R) tín hiӋu, bӝ
khuӃch ÿҥi quang sӧi (sӧi pha chҩt kích hoҥt, Raman, SOA) khuӃch ÿҥi
mӭc công suҩt tín hiӋu hoàn toàn trong miӅn quang
Bӝ lһp ÿiӋn thӵc hiӋn tái tҥo lҥi tín hiӋu và phát lҥi nhӡ chuyӇn ÿәi
quang - ÿiӋn, ÿӇ làm ÿѭӧc nhѭ vұy, tín hiӋu WDM ghép lҥi cҫn phҧi
ÿѭӧc tách
c gghép
ép hoàn

o toàn,
o , nhѭng
ѭ g sӁ hoһc
oһc cchi pphí ccaoo hoһc
oһc không
ô g hiӋu
Ӌu
quҧ; bӝ khuӃch ÿҥi quang ÿã làm dӏu bӟt vҩn ÿӅ nhӡ khuӃch ÿҥi tҩt cҧ
các kênh trong miӅn quang, vì vұy bӝ khuӃch ÿҥi quang có thӇ tăng
khoҧng cách khuӃch ÿҥi Tuy nhiên, ngoài viӋc khuӃch ÿҥi tín hiӋu,
kh Ӄch ÿҥi quang
khuӃch
q ang cNJng lҥi gây
gâ ra nhiӉu
nhiӉ cӫa bҧn thân nó,
nó ÿó là bӭc xҥҥ tӵ
phát ÿѭӧc khuӃch ÿҥi (ASE)

IV.1-- Mӣ ÿҫu
IV.1


Hình IV.1b: Tích lNJy nhi͍u gây nên tͳ nhi͉u t̯ng khu͇ch ÿ̩i

Hình IV.1a: B̫n ch̭t ng̳u nhiên cͯa nhi͍u và nó tích lNJy ͧ m͟i t̯ng khu͇ch ÿ̩i

IV.1-- Mӣ ÿҫu
IV.1

11

15/05/2010


z

z

z

z

12
15/05/2010

NhiӉu khuӃch ÿҥi gây nên vҩn ÿӅ trong thiӃt kӃ hӋ thӕng ÿó là tӹ lӋ tín
hiӋu trên nhiӉu quang (OSNR), OSNR là tӹ sӕ cӫa hai công suҩt (tín
hiӋu và nhiӉu); do vұy, nӃu cҧ tín hiӋu và nhiӉu ÿѭӧc khuӃch ÿҥi, thì
OSNR cӫa
ӫ hӋ thӕng
thӕ cho
h biӃt chҩt
hҩt lѭӧng
l
cӫa
ӫ tín
tí hiӋu
hiӋ
ThiӃt kӃ hӋ thӕng dӵa trên cѫ sӣ OSNR là công cө thiӃt kӃ quan trӑng;
tán sҳc gây ra giãn rӝng xung, tán sҳc quan trong nhҩt ÿó là tán sҳc vұn
tӕc nhóm (GVD)

Vұn tӕc nhóm là tӹ lӋ nghӏch ÿҧo cӫa hҵng sӕ truyӅn sóng E vӟi tҫn sӕ
liên quang, E phө thuӝc vào hӋ sӕ phi tuyӃn J và công suҩt tín hiӋu P,
chiӃt suҩt nhóm
Do vұy, tán sҳc gây ra giãn xung và dүn tӟi giao thoa giӳa các ký hiӋu
(ISI), tham sӕ GVD E2 là vi phân bұc hai cӫa E vӟi thay ÿәi liên quan
trong tҫn sӕ quang cuӕi cùng; lѭu ý rҵng tán sҳc GVD gӑi là tán sҳc
mà ÿӕi lұp vӟi
màu
ӟi tán sҳc phân cӵc mode (PMD)

IV.1-- Mӣ ÿҫu
IV.1


z

z

z

z

13
15/05/2010

Sӧi quang tán sҳc cân bҵng hoһc tán sҳc dӏch chuyӇn (DSF) có bѭӟc
sóng tán sҳc bҵng 0 dӏch chuyӇn trong dҧi băng hoҥt ÿӝng; hѫn nӳa, kӻ
thuұt sӱ dөng sӧi quang bù tán sҳc (DCF) ÿѭӧc bӕ trí ӣ vӏ trí quan trӑng
t
trong

mҥng, vìì nóó cóó thӇ tái tҥo
t lҥi
l i dҥng
d
xung ÿã bӏ giãn
iã rӝng;
ӝ
kӻ thuұt
th ұt
khác sӱ dөng cách tӱ quang Bragg (FBG) trên cѫ sӣ bù tán sҳc
Mӝt loҥi thiӃt kӃ khác ÿó là dӵa trên cѫ sӣ phân cӵc, giҧ thiӃt sӧi quang
phân cӵc không lý tѭӣng,
tѭӣng các trҥng thái phân cӵc khác nhau tҥo nên các
mӭc PMD khác nhau, sҳp xӃp và bù PMD ÿӇ bҧo ÿҧm cho các tín hiӋu
tӕc ÿӝ bit cao ÿӫ mҥnh
Cuӕi cùng sӁ cҫn phҧi nghiên cӭu sӧi quang phi tuyӃn; tӵ ÿiӅu chӃ pha
và ÿiӅu
Ӆ chӃӃ pha chéo là hai vҩn
ҩ ÿӅӅ ghép nӕi
ӕ chung; FWM, SRS, SBS
cNJng bҧo ÿҧm cho tӕc ÿӝ bit cao và công suҩt cao
ThiӃt kӃ hӋ thӕng có thӇ ÿѭӧc tӕi ѭu bҵng cách cân nhҳc tӟi các hiӋu
ӭng này
nà

IV.1-- Mӣ ÿҫu
IV.1


14

15/05/2010

IV.2- Các yӃu tӕ ҧnh hѭӣng tӟi thiӃt kӃ hӋ thӕng:
z Suy hao sӧi quang ÿѭӧc xem nhѭ là nhân tӕc lӟn nhҩt giӟi hҥn chiӅu
dài cӫa mӝt kênh quang; tuy nhiên, do tӕc ÿӝ dӳ liӋu tăng lên và các
xung chiӃm
hiӃ giӳ
iӳ khe
kh thӡi gian
i nhӓ
hӓ hѫn
h mӝt
ӝt chút,
hút GVD,
GVD SPM,
SPM XPM,
XPM
FWM trӣ thành vҩn ÿӅ quan trӑng cҫn phҧi quan tâm
z Trong các mҥng quang WDM thӵc tӃ, yêu cҫu BER là 10-12 (~ 10-9 tӟi
10-12),
) có nghƭa rҵng BER lӟn nhҩt bҵng 1012 bit thì sӁ làm gián ÿoҥn
ÿѭӡng truyӅn; do ÿó, BER ÿѭӧc xem nhѭ giá trӏ quan trӑng ÿӕi vӟi
mҥng WDM, tҩt cҧ các thiӃt kӃ ÿӅu dӵa trên chӍ tiêu chҩt lѭӧng này
z Phân tích BER cho thҩy, BER là tӹ sӕ chênh lӋch mӭc (công suҩt) bit
cao và thҩp
ҩ vӟi chênh lӋch trong ÿӝ lӋch chuҭn
ҭ cӫa mӭc bit cao và thҩp
ҩ
z Giҧi thích khác vӅ BER nhѭ sau: ĈӇ mӝt bӝ tách sóng quang phân biӋt
ÿúng bit 1 (giҧ thiӃt ÿiӅu chӃ không trӣ vӅ 0/ trӣ vӅ 0 hoһc NRZ/ RZ),

nó cҫn phҧi chҳc chҳn sӕ lѭӧng Photon (Np) tӕi thiӇu
thiӇ ÿӃn bӝ tách sóng

IV/ THIӂT
ӂ Kӂ
ӂ MҤNG QUANG WDM


z

z

z

z

15
15/05/2010

NӃu NTP là sӕ lѭӧng Photon khӣi ÿҫu ӣ bӝ phát, 'p sӕ lѭӧng Photon
mҩt ÿi (giҧ thiӃt) do suy hao, hҩp thө, tán sҳc và suy yӃu khác trong khi
truyӅn, thì nӃu NTP - 'p < Np, bӝ thu không thӇ giҧi mã tín hiӋu ÿúng; ÿӇ
d trì
duy
t ì thông
thô tin
ti chҳc
hҳ chҳn,
hҳ thì buӝc
b ӝ phҧi

hҧi bҧo
bҧ ÿҧm
ÿҧ NTP - 'p > Np trên
tê
chiӅu dài kênh truyӅn dүn mong muӕn “L”
Tӯ nhӳng lý giҧi trên cho thҩy rõ rҵng tҥi sao khi thiӃt kӃ hӋ thӕng
quang lҥi coi trӑng ÿӕi vӟi quӻ công suҩt và dӵ trӳ công suҩt (dӵ trӳ an
toàn cho thiӃt kӃ tin cұy ÿѭӧc) cNJng nhѭ vҩn ÿӅ tán sҳc phù hӧp
Nhѭ ÿã biӃt, tán sҳc là sӵ giãn rӝng xung trong miӅn thӡi gian, nói
chung do sӵ khác nhau lӟn cӫa lƭnh vӵc phә (nhiӅu thành phҫn phә
khác nhau tӗn
ӗ tҥi trong mӝt xung, mӛi
ӛ ÿѭӡng truyӅn
Ӆ ӣ tӕc
ӕ ÿӝ khác
nhau), ÿiӅu ÿó có nghƭa là tán sҳc gây nên giãn xung
Tác ÿӝng giãn rӝng xung có hҥi nhҩt là ISI, ngay cҧ nӃu nhѭ giҧ ÿӏnh
rҵng ISI không bao giӡ xҧy
ҧ ra (do thiӃt kӃ tin cұy),
cұ ) vүn
үn còn mӝt lѭӧng

IV.2-- Các yӃu tӕ ҧnh hѭӣng tӟi thiӃt kӃ hӋ thӕng
IV.2


z

z

z

16
15/05/2010

nhӓ tán sҳc có hiӋu ӭng bҩt lӧi; giãn rӝng xung thҩp hѫn lѭӧng công
suҩt cӫa nó, có nghƭa rҵng 'p tăng lên, nói cách khác, sӕ lѭӧng Photon
sӁ tách ÿӝng làm giҧm tách sóng quang
Do vұy, khi nghiên cӭu hӋ thӕng
ӕ giӟi hҥn tán sҳc,
ҳ cҫn
ҫ phҧi xét tӟi công
suҩt bҩt lӧi do tán sҳc, công suҩt bҩt lӧi này có thӇ xác ÿӏnh mӝt cách
ÿӏnh tính là suy hao thӵc cӫa công suҩt do tán sҳc trong khi truyӅn tín
hiӋu trong hӋ thӕng bӏ ҧnh hѭӣng/ bӏ hҥn chӃ tán sҳc
Công suҩt bҩt lӧi cNJng có thӇ xem nhѭ công suҩt thӵc phө thêm ÿòi hӓi
ÿӇ bѫm tín hiӋu vì rҵng nó ÿӃn bӝ thu (tách sóng quang) trong khi vүn
duy trì yêu cҫu BER tӕi thiӇu cӫa hӋ thӕng; công suҩt bҩt lӧi ÿһc trѭng
cӫa hҫu
ҫ hӃt
Ӄ các mҥng trong khoҧng tӯ 2 - 3 dB
Bҵng cách ÿѭa vào bӝ khuӃch ÿҥi quang, có thӇ tăng công suҩt tín hiӋu
quang tӟi bӝ tách sóng quang; bây giӡ sӁ xem xét thiӃt kӃt hӋ thӕng
khác nӳa ÿó là phi tuyӃn
t Ӄn sӧi thӵc trong sӧi quang
q ang Silica,
Silica cѭӡng ÿӝ cӫa

IV.2-- Các yӃu tӕ ҧnh hѭӣng tӟi thiӃt kӃ hӋ thӕng
IV.2

z

z

J Pin
D

1  e DL

n2Z0
cAeff

(IV.4)

(IV.3)

17
15/05/2010

n2 là chiӃt suҩt vӓ, Aeff là vùng mһt cҳt cӫa lõi; )NL phө thuӝc vào Pin
nhѭng Pin lҥi chính là dáp ӭng thay ÿәi theo thӡi gian,
gian do ÿó,
ÿó dӏch pha
phi tuyӃn gây ra ӣ xung di chuyӇn nhanh là hoàn toàn ÿӝng; ÿiӅu ÿó có
nghƭa là tҫn sӕ chirp kӃt hӧp vӟi dӏch pha này, hay nói cách khác, xung
ӣ tҫn sӕ Z0 ÿӃn ÿúng lúc có các thành phҫn tҫn sӕ trong phҥm vi:
Z0 r ) NL
(IV.5)

J



Trong ÿó, hӋ sӕ phi tuyӃn xác ÿӏnh nhѭ sau:

) NL



sóng ÿiӋn tӯ trѭӡng truyӅn qua sӧi làm tăng tính phi tuyӃn, chiӃt suҩt
khúc xҥ có thành phҫn phi tuyӃn mҥnh phө thuӝc vào mӭc công suҩt tín
hiӋu; tính phi tuyӃn gây ra dӏch pha phi tuyӃn biӇu thӏ bӣi )NL nhѭ sau:

IV.2-- Các yӃu tӕ ҧnh hѭӣng tӟi thiӃt kӃ hӋ thӕng
IV.2


z

z

z

18
15/05/2010

Trong (IV.5) )NL ÿӝng, kӃt quҧ là xung giãn rӝng do dӏch pha gây ra; vì
vұy, ÿӇ kiӇm soát dӏch pha công suҩt lӟn nhҩt cӫa xung, buӝc phҧi ÿһt

ngѭӥng công suҩt ÿҫu vào lӟn nhҩt, dӏch pha phi tuyӃn này là tӵ ÿiӅu
chӃ
hӃ pha
h (SPM)
Trong thông tin quang, ánh sáng cҫn thiӃt kӃ sao cho dӏch pha lӟn nhҩt
có thӇ chҩp nhұn ÿѭӧc )NL < 1, do ÿó, công suҩt lӟn nhҩt Pin-max()NL<1)
có thӇ hҥn chӃ dӏch pha nhӓ hѫn yêu cҫu cӫa hӋ thӕng
Có thӇ thiӃt kӃ mҥng ÿúng ÿҳn nhӡ cân nhҳc ÿӃn tҩt cҧ các yӃu tӕ tác
ÿӝng và sӱ dөng thӵc thӇ liên quan tӟi bù các yӃu tӕ ÿó; sӱ dөng
phѭѫng pháp này, phân tích hai tác ÿӝng ÿӗng thӡi miӅn tҫn sӕ bҵng
cách phá vӥ sӧi dүn
ү sóng hình trө thành các ÿoҥn chӗng
ӗ lҩn
ҩ vô cùng
nhӓ, nhѭ vұy, SPM ÿѭӧc giҧ ÿӏnh hoҥt ÿӝng trên các ÿoҥn bӓ trӕng và
GVD thiӃt lұp hoҥt ÿӝng trên các ÿoҥn bҵng phҷng; tính phi tuyӃn ÿã xét
chӍ trên mӝt kênh,
kênh vұy nhӳng gì sӁ xҧy ra khi có mӝt hӋ thӕng WDM ?

IV.2-- Các yӃu tӕ ҧnh hѭӣng tӟi thiӃt kӃ hӋ thӕng
IV.2


z

z

z

J

D

1  e DL
i

P  2¦

w

Pk




(IV 6)
(IV.6)

¬D ¼

19
15/05/2010

Trong ÿó w là tәng sӕ kênh, Pk là công suҩt cӫa kênh thӭ k, dӏch pha lӟn
nhҩt nhѭ sau:

ªJ º
NL
(IV 7)
(IV.7)
) max

« »>2 w  1@Pi

) iNL

Hai hoһc nhiӅu kênh có ҧnh hѭӣng phi tuyӃn lên mӛi kênh khác: XPM
và FWM; XPM xҧy ra do tҫn sӕ mang các kênh ÿӝc lұp khác nhau bao
gӗm cҧ dӏch pha kӃt hӧp trên kênh khác nӳa, XPM gây táv hҥi rҩt mҥnh
vàà nóó gҩp
ҩ hai
h i lҫn
lҫ PSM;
PSM dӏch
dӏ h pha
h gây
â ra bӣi tác
tá ÿӝng
ÿӝ cӫa
ӫ hai
h i xung ӣ tӕc
tӕ
ÿӝ bit khác nhau hoһc có vұn tӕc nhóm khác nhau xuyên chéo lүn nhau
Toàn bӝ dӏch pha phө thuӝc vào công suҩt thӵc cӫa tҩt cҧ các kênh và
vào bit ÿҫu ra cӫa kênh; dӏch pha lӟn nhҩt xҧy ra khi hai bit 1 xuyên
chéo lүn nhau bӣi công suҩt cao trong cҧ hai bit (ngѭӧc vӟi mӭc công
suҩt thҩp khi cҧ hai bit không ӣ mӭc logic 1), dӏch pha nhѭ sau:

IV.2-- Các yӃu tӕ ҧnh hѭӣng tӟi thiӃt kӃ hӋ thӕng
IV.2

z

§
V ·
1  ¨¨ DL O ¸¸
V0 ¹
©

V
V0
2

(IV 8)
(IV.8)

20
15/05/2010

Trong ÿó VO là ÿӝ rӝng phә, V0 là ÿӝ rӝng xung; ÿӕi vӟi sӧi quang ÿѫn
mode
d (SMF),
(SMF) tham
th sӕӕ tán
tá sҳc
ҳ D = 17 ps/km-nm,
/k
giӟi
iӟi hҥn
h khoҧng
kh ҧ cách:

á h

Ppenalty

10 lg

IV.3- Ҧnh hѭӣng cӫa tán sҳc lên chiӅu dài truyӅn dүn:
z Tán sҳc vұn tӕc nhóm GVD (tán sҳc màu) là nguyên nhân cѫ bҧn có liên
quan trong các hӋ thӕng WDM ÿѫn mode tӕc ÿӝ bit cao; nhѭ ÿã biӃt, tán
sҳc
ҳ trong xung quang tҥo ra giãn rӝng xung, nhѭ vұy xung trҧi rӝng sang
khe (trong miӅn thӡi gian) cӫa các xung khác; ÿiӅu này không chӍ gây
nên ISI và còn gây ra bҩt lӧi công suҩt, ÿiӅu này có thӇ làm suy giҧm
chҩt lѭӧng SNR cӫa hӋ thӕng
z Bҩt lӧi công suҩt do tán sҳc nhѭ sau:

IV/ THIӂT
ӂ Kӂ
ӂ MҤNG QUANG WDM


(IV.9)

z

I1  I0
V1 V0

(IV.10)

21
15/05/2010

I1 là giá trӏ dòng bit 1, I0 là giá trӏ dòng bit 0, V1 là ÿӝ lӋch chuҭn dòng
bit 1, V0 là ÿӝ lӋch chuҭn
ҭ dòng bit 0; quan hӋ cӫa Q và BER nhѭ sau:

Q

IV.4- ThiӃt kӃ tuyӃn ÿiӇm - ÿiӇm:
z ĈӇ thiӃt kӃ mҥng, buӝc phҧi thiӃt kӃ hӋ thӕng vӟi yêu cҫu BER cӫa
mҥng; hӋ sӕ phҭm chҩt Q cung cҩp chҩt lѭӧng cӫa bӝ thu bӣi vì nó là
mӝt hàm cӫa tín hiӋu trên tҥp âm quang; hӋ sӕ Q ám chӍ SNR tӕi thiӇu
ÿòi hӓi ÿҥt ÿѭӧc BER ÿһc trѭng vӟi tín hiӋu ÿã cho
z Hình vӁ IV.2 cho thҩy quan hӋ giӳa hӋ sӕ Q vӟi BER; hình vӁ IV.3 thӇ
hiӋn bҩt lӧi cӫa hӋ sӕ Q do các hiӋu ӭng phi tuyӃn bҵng cách tăng công
Ӌ qquang
g cho bӣi:
suҩt ÿҫu vào;; hӋӋ sӕ Q cӫa tín hiӋu

2

16 O 2 D
O2 D hoһc
L 2
B L  16
2Sc
B 2Sc

IV/ THIӂT

ӂ Kӂ
ӂ MҤNG QUANG WDM


Hình IV.2: M͙i quan h͏ cͯa Q vͣi BER

IV.4-- ThiӃt kӃ tuyӃn ÿiӇm - ÿiӇm
IV.4

22
15/05/2010