ĐỀ CƯƠNG THÔNG TIN QUANG

ĐỀ CƯƠNG THÔNG TIN QUANG
CÂU 1: TỔNG QUAN THÔNG TIN QUANG: ƯU NHƯỢC ĐIỂM, CẤU
TRÚC VÀ PHÂN LOẠI SỢI QUANG ?
-

Thông tin quang là một phg thức dùng ánh sáng để truyền dẫn thơng tin
Cấu trúc gồm:
• Bộ phát quang (LED or LASER)
• Bộ thu quang (PIN or APD)
• Mơi trường truyền dẫn là cáp sợi quang

-

Nguyên lý: t/ điện ngõ vào (điện thoại, số liệu or Fax) đưa đến bộ E/O để
chuyển thành t/h quang sau đó gửi vào cáp quang. Khi truyền qua sợi quang
cs t/h (ánh sáng) bị suy yếu dần và dạng sóng bị rộng ra. Khi truyền tới đầu
bên kia sợi quang, t/h này được đưa vào bộ O/E để tạo lại t/h điện, khôi phục
lại nguyên dạng như ban đầu mà t/h điện ngõ vào đã gửi đi.
Ưu điểm:
• suy hao thấp: cho phép k/cách lan truyền dài hơn
• dải thơng rộng: sợi quang có băng thơng rộng cho phép thiết lập
h/thống truyền dẫn số tốc độ cao (THz)
• trọng lượng nhẹ: dễ dàng lắp đặt
• kích thước nhỏ: dễ dàng cho việc thiết kế mạng chật hẹp về k/gian
lắp đặt cáp
• k bị can nhiễu SĐT và điện cơng nghiệp
• an tồn: sợi quang là chất điện mơi nên nó k dẫn điện
• bảo mật: sợi quang rất khó trích t/h. vì nó k bức xạ năng lượng điện
từ nên k thể bị trích để lấy trộm thơng tin bằng các phg tiện điện thông
thường như sự dẫn điện bề mặt hay cảm ứng điện từ và rất khó trích
lấy thơng tin ở dạng t/h quang

• linh hoạt: các hệ thống TTQ đều khả dụng cho hầu hết các dạng TTS
liệu, thoại và video
nhược điểm:
• biến đổi điện-quang: trước khi đưa 1 t/h thơng tin điện vào sợi
quang, t/h điện đó phải biến đổi thành sóng ánh sang

-

-


dòn, dễ gẫy: sợi quang được sử dụng trong viễn thơng được chế tạo
từ thủy tinh nên dịn và dễ gẫy. kích thước sợi nhỏ nên việc hàn nối
gặp nhiều khó khăn
• sửa chữa
• an tồn lao động: khi hàn nối sợi quang cần để các mảnh cắt vào lọ
kín để tránh đâm vào tay, vì k có phg tiện nào có thể phát hiện mảnh
thủy tinh trong cơ thể.
Phân loại sợi quang:
• Sư phân bố chiết suất trong sợi quang
+ chiết suất của lớp bọc k đổi và bằng
+ chiết suất của lõi nói chung thay đổi theo bán kính sợi quang (tâm
nằm trên trục của lõi)
• Sợi chiết suất phân bậc SI (step-index)
• Sợi chiết suất giảm dần GI (graded-index)
• Sợi đa mode (multi-mode) : truyền đồng thời nhiều mode sóng
+mode sóng là trạng thái truyền ổn định của ánh sang trog sợi quang.
Số mode sóng phụ thuộc vào thơng số của sợi
• Sợi đơn mode (single-mode): là sợi trong đó chỉ có một mode sóng
cơ bản lan truyền

•

-

CÂU 2: VẼ SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG TTQ đơn giản. nêu chức năng
các khối.
-

Phần đầu của câu 1 đến nguyên lý (.)

CÂU 3: HỆ THỐNG PHÂN CHIA THEO BƯỚC SĨNG: KHÁI NIỆM, ƯU
NHƯỢC ĐIỂM, PHÂN LOẠI
-

-

Mục đích của ghép kênh là chia sẻ băng thông của kênh truyền dẫn đơn lẻ
giữa các người dùng khác nhau
Ghép kênh p/chia theo bước sóng WDM là cơng nghệ trong một sợi quang
đồng thời truyền dẫn nhiều bước sóng t/h quang
+ ở đầu phát, nhiều t/h quang có bước sóng khác nhau được tổ hợp lại (ghép
kênh) để truyền đi trên một sợi quang.
+ ở đầu thu, t/h tổ hợp đó được phân giải ra (tách kênh), khôi phục lại t/h
gốc rồi đưa vào các đầu cuối khác nhau
Phân loại WDM:
• Hệ thống đơn hướng: chỉ truyền theo một chiều trên sợi quang vì thế
để truyền thơng tin giữa hai điểm cần hai sợi quang


Hệ thống song hướng: truyền hai chiều trên một sợi quang nên chỉ

cần 1 sợi quang để có thể trao đổi thơng tin giữa hai điểm
Ưu điểm:
• Tăng băng thơng truyền trên sợi quang số lần tương ứng số bước sóng
được ghép vào để truyền trên một sợi quang
• Tính trong suốt: do công nghệ WDM thuộc kiến trúc lớp mạng vật lý
nên có thể hỗ trợ các dạng định dạng số liệu và thoại như: ATM,
chuyển mạch kênh, IP,..
• Khả năng mở rộng: cơng nghệ mới trong WDM có thể sẽ làm tăng
băng thông truyền trên sợi quang lên đến hàng Tbps
• Hiện nay chỉ có duy nhất WDM cho phép xây dựng mơ hình mạng
truyền tải OTN (optical transport network) giúp truyền tải trong suốt
nhiều loại hình dịch vụ, quản lý mạng hiệu quả.
Nhược điểm:
• Vẫn chưa khai thác hết băng tần hoạt động có thể của sợi quang (chỉ ở
mức băng C(1530-1565nm) và L(1565-1625nm))
• Q trình khai thác, bảo dưỡng phức tạp hơn gấp nhiều lần
• Nếu hệ thống sợi quang đang sử dụng là sợi DSF theo chuẩn G.653
thì rất khó triển khai WDM vì xuất hiện hiện tượng trộn bốn bước
sóng khá gay gắt.
+ Trong hệ thốngWDM sử dụng các tần số góc ω1....ωn, sự phụ thuộc
của chiết suất vào cường độ (công suất) không chỉ gây ra sự dịch pha
trong mỗi kênh mà còn sinh ra tần số mới như là 2ωi-ωj và ωi+ωj-ωk.
Hiện tượng này gọi là hiện tượng trộn bốn bước sóng (FWM_Fourwave Mixing).
•

-

-

CÂU 4: LASER: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG, CẤU TRÚC, ĐẶC TÍNH VÀ

SO SÁNH VỚI LED
-

-

Laser (light amplification by stimulated emission of radiation) là KĐ ánh
sáng bằng phát xạ kích thích
Cấu trúc: buồng cộng hưởng chứa hoạt chất laser, nguồn ni và hệ thống
dẫn quang
• Buồng cộng hưởng chứa hoạt chất laser là một chất đặc biệt có k/năng
KĐ ánh sáng bằng phát xạ cưỡng bức để tạo ra laser
Nguyên lý hoạt động:
• Dưới tác động của HĐT cao, các e của thạch anh di chuyển từ mức
năng lượng thấp lên mức năng lượng cao tạo nên trạng thái nghịch
đảo mật độ tích lũy của e


ở mức năng lượng cao, một số e sẽ rơi ngẫu nhiên xuống mức năng
lượng thấp, giải phóng hạt ánh sáng được gọi là photon
• các hạt photon này sẽ tỏa ra nhiều hướng khác nhau từ 1 nguyên tử, va
phải các nguyên tử khác, kích thích e ở các nguyên tử này rơi xuống
tiếp, sinh thêm các photon cùng tần số, pha và hướng bay, tạo nên một
phản ứng dây chuyền KĐ dịng ánh sáng
• các photon bị p/xạ qua lại nhiều lần trong vật liệu, nhờ các gương để
tăng hiệu suất KĐ ánh sáng
• một số photon ra ngồi nhờ có gương bán mạ tại một dầu của vật liệu.
tia sáng đi ra chính là laser
so sánh với LED:
•

-

Ngồi ra, LED thơng thường được sử dụng ở các bước sóng 850nm và
1310nm, cịn laser được sử dụng chủ yếu ở 1310nm và 1550nm
CÂU 5: BỘ TÁCH SÓNG QUANG: NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG, CẤU
TRÚC
-

-

-

mục đích tách sóng quang (photodiode PIN) là chuyển đổi ánh sáng phát ra
từ sợi quang trở thành t/h điện, rồi KĐ và hồi phục trở lại thành tín hiệu
cùng dạng ở đầu vào t/bị quang.
Cấu trúc: gồm các vùng bán dẫn p, n, ở giữa là một lớp tự dẫn i rất mỏng
Nguyên lý hoạt động:
• Bình thường photodiode được phân cực ngược, diode k có dịng, chỉ
có dịng ngược rất nhỏ gọi là dịng tới
• Khi có ánh sáng đi vào photodiode nếu một photon sinh ra tại lớp p, i,
n, một cặp điện tử và lỗ trống
• Các điện tử thì bị hút về miền n vì có diện áp dương, cịn các lỗ trống
thì về phía miền p có điện áp âm nhờ điện trường ngoài.
So sánh PIN vs APD (diode quang thác)


•
•

•

•

Hai loai đều được phân cực ngược, để khi k có ánh sáng thì chỉ có
dịng trơi rất nhỏ
PIN có tạp âm nội nhỏ, song k có k/năng KĐ dịng điện nên k nâng
cao độ nhạy máy thu được. APD thì có tạp âm nội lớn nhưng có
k/năng KĐ dịng điện nên nâng cao độ nhạy
PIN chỉ hoạt động với tốc độ bí k lớn đến vài ba trăm Mbit/s cịn APD
có thể hoạt động với tốc độ tới hàng Gbit/s
PIN cần điện áp cung cấp nhỏ, APD cần điện áp cung cấp lớn đến
hàng trăm V, APD có đặc tính làm việc phụ thuộc vào nhiệt độ nhiều
do đó cần sử dụng nguồn áp để điều chỉnh nhiệt độ nên chi phí tăng

CÂU 6: BỘ KĐ QUANG: NGUYÊN LÝ, TĂNG ÍCH VÀ BĂNG THƠNG
TĂNG ÍCH, TẠP ÂM
-

-

Bộ KĐ quang là 1 t/bị được dùng trong hệ thống TTQ, dữ liệu quang, bản
chất của t/h quang học là t/h truyền đi xa ít có suy hao
Ngun lý :
• Hiện tượng phát xạ kích thích:
+ hiện tượng phát xạ do kích thích xảy ra khi một điệntử dang ở trạng
thái năng lượng cao bị kích thích bởi photon khác và chuyển xuống
mức năng lượng thấp. quá trình này phát ra một photon có năng lượng
bằng với năng lượng, cùng phương truyền, cùng phân cực, cùng pha
và cùng tần số với photon kích thích ban đầu. tức là q trình KĐ
được ánh sáng được thực hiện
• Hiện tượng hấp thụ:

+ hiện tượng hấp thụ xảy ra khi một photon có năng lượng hf12 bị hấp
thụ bởi một điện tử ở trạng thái năng lượng thấp. quá trình này xay ra
khi năng lượng hf12 bằng với độ chênh lệch năng lượng giữa trạng
thái cao và trạng thái thấp của điện tử. hay đây là nguyên nhân gây
suy hao t/h quang khi đi qua bộ KĐ quang
• Hiện tượng phát xạ tự phát:
+ khi một điện tử chuyển trạng thái năng lượng từ mức năng lượng
cao E2 xuống mức năng lượng thấp E1 và phát ra một năng lượng
dưới dạng một photon ánh sáng. Quá trình này xảy ra một cách tự
nhiên vì trạng thái năng lượng E2 kp là trạng thái năng lượng bền
vững của điện tử
Tăng ích (độ lợi - Gain): là tỷ số giữa cs quang ở ngõ ra chia cho cs quang ở
ngõ vào G = (lần)


G (dB) = 10log[]
-

-

Băng thơng tăng ích: được xác định bởi điểm -3dB so với độ lợi đỉnh của bộ
KĐ. Giá trị băng thông độ lợi xác định băng thông của các t/h có thể được
truyền bởi một bộ KĐ quang.
Tạp âm: bộ KĐ quang tạo ra tạp âm ASE (), tạp âm ASE thường được hạn
chế bằng bộ lọc quang
+ cơng suất tạp âm trung bình:
băng thơng của bộ lọc quang
: mật độ phổ công suất tạp âm ASE

CÂU 7: CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA PHÂN LOẠI BỘ KĐ QUANG ?

-

-

-

Bộ KĐ sợi quang kích tạp Erbium (EDFA- erbium doped fiber amplifier)
• Đầu ra bơm laser (980/1480nm) được ghép vào sợi silica kích tạp làm
cho các ion Erbium () chuyển sang trạng thái kích thích
• Các t/h quang mang tin khi di chuyển qua sợi quang kích tạp kích
thích các ion về trạng thái cơ bản  tạo ra hiệu ứng KĐ
• KĐ (G ≈ 20dB ) các t/h mag tin ở băng C
• t/h băng L cũng đươc KĐ nhưng có khác biệt (phổ đạt được phẳng
hơn nhiều, độ lợi nhỏ hơn 1/3, tạp âm ASE cao hơn tín hiệu ở băng
C or L có thể được thực hiện riêng biệt)
Bộ KĐ sợi quang Raman (RFA)
• t/h mang tin tự KĐ khi truyền lan qua sợi quang
• sử dụng hiệu ứng phi tuyến (stimulated raman scattering) của sợi
quang để truyền cs từ t/h bơm cs lớn sang t/h mang tin
• có thể được điều chỉnh để đảm bảo đạt được độ tăng ích KĐ trên tồn
bộ các bước sóng bằng cách sử dụng nhiều nguồn bơm
• thực tế là RFA được sử dụng để bù cho EDFA
Bộ KĐ quang dùng bán dẫn (SOA)
• Tương tự như laser bán dẫn nhưng k có các gương phản xạ
• Vùng tích cực được cấu tạo bằng vật liệu bán dẫn
• Cấu trúc vùng tích cực của SOA tương tự như vùng tích cực của laser
bán dẫn. điểm khác biệt là SOA hoạt động ở trạng thái dưới mức
ngưỡng phát xạ
• Nguồn cung cấp năng lượng để KĐ t/h quang là dịng điện
• Ưu điểm: băng thơng KĐ 30-100nm, có thể tích hợp với các t/bị khác

• Nhược điểm:
+ xuất hiện nhiễu xuyên âm(tỉ số giữa công suất ngõ ra được tạo ra
bởi ngõ vào mong muốn và công suất ngõ ra được tạo ra bởi ngõ vào


không mong muốn. Giá trị này càng cao càng tốt, thường khoảng 80
dB.) trong hệ thống WDM giảm độ lợi
(nhiễu xuyên âm )
+ suy hao đầu vào cao
CÂU 8: ĐẶC ĐIỂM BỘ LỌC QUANG: ĐỊNH NGHĨA, NGUYÊN LÝ HOẠT
ĐỘNG, ỨNG DỤNG ?
-

-

Bộ lọc quang là t/bị chỉ cho phép một kênh bước sóng đi qua, khóa đối với
tất cả các kênh có bước sóng khác.
Ngun lý:
• Là sự giao thoa giữa các t/h, bước sóng hoạt động của bộ lọc sẽ được
cộng pha nhiều lần khi đi qua nó, các kênh bước sóng khác, ngược lại
sẽ bị triệt tiêu về pha.
ứng dụng:
• được dùng trong nhiều ứng dụng trong mạng quag
+ sử dụng trong bộ ghép và tách kênh của WDM
+ lọc tạp âm ASE trong các tuyến có KĐ quang
+ san bằng tăng ích của các bộ KĐ quang
+ tạo dạng hoặc chia cắt phổ của các nguồn quang có phổ vạch rộng

CÂU 9: ĐẶC ĐIỂM CÁC BỘ TÁCH, GHÉP, KẾT HỢP QUANG, BỘ CÁCH
LY, BỘ CẦU XOAY, BỘ SUY HAO QUANG?

-

Bộ tách/ghép t/h (coupler) là t/bị quang dùng để kết hợp các t/h truyền đến
từ các sợi quang khác nhau. Nếu coupler chỉ cho phép ánh sáng truyền qua
nó theo một chiều gọi là coupler có hướng, cịn cho ánh sáng đi theo 2 chiều
là coupler song hướng
• Đặc điểm: Coupler này được chế tạo bằng cách đặt 2 sợi quang cạnh
nhau, sau đó vừa nung chảy để chúng kết hợp với nhau vừa kéo dãn ra
để tạo thành một vùng ghép (coupling region). Một coupler 2 x 2 đặc
trưng bởi tỉ số ghép α (0<α<1). α là tỉ lệ công suất ánh sáng ngõ vào 1
đến ngõ ra 1 so với tổng công suất ánh sáng vào ngõ vào 1. Phần tỉ lệ
1-α công suất ánh sáng còn lại của ngõ vào 1 sẽ được truyền đến ngõ
ra 2. Hình là một coupler FBT 2 x 2 có hướng.


-

Bộ ghép, kết hợp: xây dựng bằng cách nối các bộ ghép 3dB , dùng trong
phát quảng bá hoặc phát đa điểm (multicast)

-

Bộ cách ly (isolator) là t/bị không thuận ngược, nó chỉ cho truyền ánh sáng
qua nó theo một chiều và ngăn k cho truyền theo chiều ngược lại. nó được
dùng tại các đầu ra của các t/bị quang (bộ KĐ, nguồn phát laser) để ngăn quá
trình phản xạ ngược trở lại các t/bị đó, gây nhiễu và hư hại t/bị. tham số
chính của nó là suy hao xen và độ cách ly
Bộ cầu xoay (circulator) cũng thực hiện chức năng tương tự như bộ Isolator
nhưng nó thường có nhiều cổng, thường là 3 hoặc 4 cửa.

-

Bộ Isolator thường đứng trước đầu ra bộ khuếch đại quang hoặc
nguồn phát laser để ngăn ánh sáng phản xạ ngược trở lại thiết bị gây
nhiễu và có thể làm hư thiết bị.
• Bộ Circulator được dùng như một bộ phận để chế tạo phần tử xen rớt
quang OADM.
Bộ suy hao quang: hạn chế truyền dẫn trên cả hai hướng.
•

-

CÂU 10: NÊU CÁC THÀNH PHẦN TẠP ÂM TRONG MÁY THU ?
-

Dòng photon được tạo ra từ t/h quang thu được có cs P
+ gồm t/h hữu ích và nhiều thành phần tạp âm khác nhau


+ gọi R là đáp ứng của bộ tách sóng quang (A/W), dòng photon t/h là:
=R.P
+ các thành phần tạp âm là các biến ngẫu nhiên Gaussian với phương sai
bằng trung bình bình phương của dịng photon mà chúng tạo ra
=
•

Tạp âm nhiệt được tạo ra từ chuyển động ngẫu nhiên của e trong mơi
trường truyền dẫn
+ có nguồn gốc xuất phát từ bộ tách sóng photon và điện trở tải trong
mạch điện máy thu

+ độc lập với t/h đầu vào
+ bị giới hạn bởi băng thông (electrical) của máy thu
+ dịng tạp âm nhiệt có phương sai:

=
Hằng số boltzmann’s k=1,38 ì J/K
ã

ã

ã

Tp õm tp tỏn (shot noise) gõy bi phân bố ngẫu nhiên của các e tạo
ra từ quá trình tách sóng quang
+ biểu diễn thuật tiện biến thiên của dòng photon được tạo ra
+ phụ thuộc vào mức t/h thu được
+ dòng tạp âm tạp tán tương ứng với dịng photon I có phương sai
= (e=1,602×)
Dịng tối hiện diện khi k có t/h ánh sáng tới máy thu
+ độc lập với t/h quang đầu vào
+ có biên độ nhỏ hơn so với tạp âm nhiệt và tạp âm tạp tán
Mức tạp âm tối, nhiệt, tạp tán giảm nếu băng thông nhỏ: thực tế
0.5 < < B , B là tốc độ bit k gây méo t/h

CÂU 11: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ QUANG ĐANG ĐƯỢC SỬ
DỤNG PHỔ BIẾN ? TRÌNH BÀY VẮN TẮT NGUYÊN LÝ, ƯU NHƯỢC
ĐIỂM ? TRONG TƯƠNG LAI, PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ NÀO SẼ
ĐƯỢC SỬ DỤNG ? TẠI SAO ?
-

Điều chế là biến đổi dữ liệu số or tương tự ở dạng điện sang t/h quang phù
hợp với truyền dẫn trên sợi quang


-

Các phương pháp điều chế quang hiện nay:
+ điều biên (OOK on-of keying modulation)
+ điều chế sóng mang con (subcarrier modulation)
• Điều biên OOK: là phương pháp điều chế thơng dụng nhất trong các
hệ thống TTQ hiện nay (còn đượ gọi là khóa dịch biên or điều chế
cường độ)
Các bit được phát với thời lượng/chu kì/khoảng bit T (bit interval)
✓ T = 1/Tốc độ bit. Ví dụ: Tốc độ bít 1 Gb/s, bit interval là 1 ns
✓ Bit “1” được mã hóa bởi sự có mặt của ánh sáng trong khoảng bit.
✓ Bit “0” được mã hóa bởi sự khơng có mặt (lý tưởng) của ánh sáng
trong khoảng bit
Có thể điều chế trực tiếp hoặc gián tiếp (on/off) nguồn quang (laser
hoặc LED):
✓ Điều chế trực tiếp: đơn giản nhưng có chirp.
✓ Điều chế gián tiếp (ngồi): phức tạp hơn, ít chirp hơn
+ tín hiệu NRZ (Non-return-to-zero)
 Bit 1 xuất hiện trong toàn khoảng bit
 Tiết kiệm phổ
 Dùng trong các hệ thống tốc độ cao (155Mb/s-10Gb/s)
+ tín hiệu RZ (return-to-zero)
Bit 1 chỉ xuất hiện tron một phần khoảng bit
Tốn phổ hơn
 Dùng trong các hệ thống cự ly lớn, tốc độ cao
(>10Gb/s)

• Điều chế sóng mang con (SCM)
 t/h mang tin đầu tiên điều chế 1 sóng mang dải 10MHz300GHz (sóng mang con)
 sóng mang con đã điều chế này sau đó điều chế sóng mang
quang
 lý do chon SCM :
 ghép nhiều luồng dữ liệu lên 1 t/h quang
 mỗi luồng được cấp 1 tần số sóng mang con duy
nhất  ghép kênh sóng mang con
chất lượng SCM phụ thuộc vào độ tuyến tính của quan hệ cơng suất laser với
dịng điều khiển đầu vào
• độ phi tuyến của laser tạo ra các sp xuyên điều chế gây ra can nhiễu
các kênh khác



-


phải công tác với cs quang cao để giữ các sp xuyên điều chế ở mức
thấp
• hệ thống SCM cần laser có độ tuyến tính rất cao
méo t/h trong SCM cịn có ngun nhân từ việc giới hạn t/h (clipping)
•

-

CÂU 12: PHÂN TÍCH QUỸ CƠNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG TTQ WDM CÓ
KHUẾCH ĐẠI? Ý NGHĨA CÁC BIẾN SỐ TRONG PHƯƠNG TRÌNH
THỰC TẾ? THIỆT HẠI CƠNG SUẤT PP ĐƯỢC XÁC ĐỊNH NTN?
-

-

Xét tuyến thơng tin sợi quang WDM điển hình có KĐ:
+ các máy phát và thu quang (1 cặp/1 bước sóng)
+ bộ ghép và phân kênh theo bước sóng
+ các bộ KĐ quang:
• KĐ phát (boot amplifier): gia tăng cs đầu ra
• KĐ đường dây (line): bù suy hao sợi quang
• Tiền KĐ (preamplifier): cải thiện độ nhạy máy thu
Dự trữ cs chi tuyến truyền WDM có KĐ:

PP – Power Penalty (công suất thiệt hại) (Tx, nhiễu xuyên âm, sự
phân tán, khuếch đại gộp,..)
• OA – Optical amplifier (khuếch đại quang)
• PDL – Polarization Dependent Loss
Đối với tuyến WDM có KĐ, ngoài dự trữ cs, các tham số khác cx cần được
quan tâm
Từng loại suy lạc đều dẫn đến thiệt hại cs
+ là lượng đòi hỏi gia tăng cs t/h thu (dB) để duy trì BER theo y/cầu khi có
suy lạc
+ suy giảm tỉ số điện tín trên tạp (hệ số Q) bởi từng loại suy lạc cụ thể
Ta đã biết :
•

-

-

-

Thiệt hại cs (PP): là tỷ số của các đối số hàm Q(.) trong trường hợp (có và k
có suy lạc)

-

Với hệ thống truyền dẫn lý tưởng:
• K có suy lạc
• Vd : BER =  Q = 17dB
Với hệ thống truyền dẫn thực tế:
• Có suy lạc (tán sắc, t/bị k hồn hảo,..) gây thiệt hại cs
• Từng thiệt hại được tính với giả thiết phần cịn lại của hệ thống là lý
tưởng

-

CÂU 13: NÊU ĐẶC ĐIỂM THIỆT HẠI CƠNG SUẤT TRONG MÁY PHÁT
VÀ MÁY THU QUANG?
-

Máy phát:
• Các tham số t/kế hệ thống liên quan đến MF gồm:
+ cs ra (1-100mW)
+ tỉ số nén mode phụ
+ kiểu điều chế


+ tạp âm cường độ (RIN)
+ độ ổn định và độ c/xác bước sóng

+ hệ số phân biệt r (extinction ratio)






-

Lý tưởng, giả thiết P1 >0 và P0 =0  r = ∞
Thực tế r trog khoảng 10-20dB (khuyến nghị ≥12dB )
Suy giảm tỉ số phân biệt dẫn tới suy giảm khác biệt cs giữa các
mức 1 và 0
Tạo ra thiệt hại cs so với hệ thống lý tưởng (r = ∞)

Máy thu:
• Các tham số t/kế hệ thống liên quan đến máy thu gồm:
+ độ nhạy máy thu: y/cầu mức cs quang trung bình để đạt được mức
BER xác định
+ mức quá tải: cs vào máy thu cực đại cho phép

CÂU 14: TÓM TẮT LỊCH SỬ SOLITON? BẢN CHẤT CỦA SOLITON
SỢI? SOLITON CƠ BẢN VÀ BẬC CAO? NHỮNG KHÓ KHĂN KHI
TRIỂN KHAI HỆ THỐNG?
-

Lịch sử của soliton:
• Từ soliton được đưa vào nằm 1965 để miêu tả thuộc tính phân tử của
đường bao xung trong môi trường phi tuyến tán sắc. dưới điều kiện
nào đó đường bao xung k chỉ lan truyền k méo mà còn tồn tại sự va

chạm như các phần tử làm
• Vậy soliton là thuật ngữ biểu diễn các xung lan truyền qua k/cách dài
mà k thay đổi hình dạng xung do nó đưa ra k/năng đặc biệt để truyền
các xung k nhạy cảm với tán sắc
• Sự tồn tại của soliton trong sợi quang và sử dụng chúng cho truyền
thông quang đã được đề nghị từ 1973 và đến 1980 soliton đã được
chứng minh bằng thực nghiệm. tiềm năng của soliton cho truyền dẫn


-

-

-

quang đường dài được khẳng định vào 1988 trog 1 thí nghiệm mà suy
hao sợi được bù định bằng kỹ thuật KĐ raman
Soliton sợi:
+ là kết quả của sự cân bằng giữa tán sắc vận tốc nhóm GVD (groud
velocity disperson) và tự điều chế pha SPM, cả hai đều hạn chế hiệu năng
truyền thông quang sợi khi hoạt động độc lập trên xung quang đang lan
truyền bên trong sợi ngoại trừ khi xung bị dịch ban đầu theo đúng hướng
+ đặc biệt hơn một xung bị dịch có thể được nén trong suốt giai đoạn đầu
của sự lan truyền bất cứ khi nào GVD , và hệ số chirp C trái dấu nhau
+ SPM là kết quả từ sự phụ thuộc của chiết suất vào cường độ quang, đưa ra
một sự dịch trên xung quang sao cho C > 0.
Soliton có nhiều ưu điểm nhờ đặc tính duy trì được hình dạng k đổi trên
đường truyền. song đầu thu vẫn có thể thu sai các bit t/h do các bit này đến
sai vị trí của nó mà ngun nhân chính là jitter
Vấn đề jitter cần phải nghiên cứu cẩn thận để có cách điều khiển hợp lý

nhằm hạn chế khả năng t/h thu bị giảm chất lượng. nhiều phương pháp mô
phỏng bằng thực nghiệm đã thực hiện rất thành công cho kết quả gần với
thực tế tạo điều kiện cho việc nghiên cứu có hiệu quả hơn