Đề tài: Một số phương pháp tính toán trong thiết kế tuyến thông tin quang tốc độ cao

Chia sẻ: Hoang Vu | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

91
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thiết kế theo cách tiếp cận tiêu chuẩn Thiết kế trong trường hợp xấu nhất: Là phương pháp mà tất cả các tham số quang được tính tại điều kiện hết thời gian sử dụng của thiết bị Thiết kế với giá trị thống kê: Là phương pháp mà khi tính toán thì các tham số hệ thống được biểu diễn bằng phân bố thống kê.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Một số phương pháp tính toán trong thiết kế tuyến thông tin quang tốc độ cao

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG --------o0o-------- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tai: Môt số phương phap tinh toan trong thiêt ̀ ̣ ́ ́ ́ ́ kế tuyên thông tin quang tôc độ cao ́ ́ Giáo viên hướng dẫn: TS Bui Trung ̀ ́ Hiêu ThS Vũ Hoang ̀ S ơn
Tông quan về thiêt kế tuyên thông tin quang ̉ ́ ́ Môt số phương phap tinh toan trong thiêt kế tuyên thông ̣ ́ ́ ́ ́ ́ tin quang Tinh toan theo giá trị xấu nhất cua cac tham số ́ ́ ̉ ́ Tinh toan theo số liêu thông kê ́ ́ ̣ ́
̀ ́ Mô hinh tuyên thông tin quang Tông quan về thiêt kế tuyên thông ̉ ́ ́ tin quang ́ ̀ ́ ̀ ̀ Tuyên thông tin bao gôm cac thanh phân ̀ ́  Phân phat quang  Phân truyền dẫn ̀ ̀  Phân thu quang
Tông quan về thiêt kế tuyên thông ̉ ́ ́ tin quang Cac tham số anh hưởng đên thiêt́ kế tuyên thông ́ ̉ ́ ́ tin quang Suy hao ́ ́ Tan săc ̃ Nhiêu Quỹ thời gian Cac hiêu ứng phi tuyên ́ ̣ ́
Tổng quan về thiết kế tuyến thông tin quang Suy hao Lmax: chiều dài cực đại tuyến quang 1 Pt α : Hệ số suy hao sợi quang Lmax = 10 log( ) α Prec Pt: Công suất đầu vào sợi quang Prec: Độ nhạy thu Tán sắc
Tổng quan về thiết kế tuyến thông tin quang Hiệu ứng phi tuyến Khái niệm: Hiệu ứng được gọi là phi tuyến nếu các tham số của nó phụ thuộc vào cường độ ánh sáng Tự điều chế pha Điều chế pha chéo Hiệu ứng trộn bốn sóng
Tổng quan về thiết kế tuyến thông tin quang  Tổng quan về các phương pháp thiết kế  Quỹ công suất lc Suy hao bộ nối quang cT = PT − prec = 2lc + α f L + lsp + M s αf Hệ số suy hao sợi l sp Tổng suy hao các mối hàn Ms Dự phòng hệ thống  Quỹ thời gian lên 0.35 / B Điều kiện: Tr ≤  0.7 / B Thời gian lên: Tr = Ttr2 + T fib + Trec 2 2 2 2 T fib = Tmod + TGVD ≈ D L∆λ Với
Tổng quan về thiết kế tuyến thông tin quang Thiết kế theo cách tiếp cận tiêu chuẩn Thiết kế trong trường hợp xấu nhất Là phương pháp mà tất cả các tham số quang được tính tại điều kiện hết thời gian sử dụng của thiết bị Thiết kế với giá trị thống kê Là phương phap mà khi tinh toan thì cac tham số hệ ́ ́ ́ ́ thông được biểu diễn bằng phân bố thống kê. ́
 Tinh toan theo cac giá trị xấu nhất cua cac tham số ́ ́ ́ ̉ ́  Tinh toan với tan săc ́ ́ ́ ́ Môt sô.́ 819.650 ε ng phap tinh́ toan trong ̣ 1 phươ ́ D: Hế ̣ số tan săc (ps/nm.km) ́ ́ DL = ̀ ̀ L: Chiêu dai (km) thiêt kế tuyên thông ̀ tinkiquangở rông tôí đa ́  1.932 B   ́2 0.5 ε : phân chu ̀ bit được m ́ ̣ λ2 B    2  + Γν  B: Tôc độ bit (Gbps) ́ ́  f   Γv: Phổ tân số (GHz) ̀   ̀ ̀ f : Chu trinh lam viêc ̣ - Trường hợp tôc độ bit thâp/phổ rông ́ ́ ́ ̣ DLBλ2 Γv ≈ 1.819.650ε ̣ hoăc DLBΓλ ≈ 6.069.7ε - Trường hợp tôc độ bit cao/phổ hep ́ ́ ̣ D L B 2 λ2 ≈ 941.826ε f
Tinh toan theo cac giá trị xấu nhất ́ ́ ́ cua cac tham số ̉ ́ Tinh toan giá trị epsilon (ε) thông qua công thức ́ ́ - Đôi với lase đơn mode ́ P (dB) ε 0.5 0.2 1 0.3 2 0.48 - Đôi với lase đa mode ́  1   2 −π2ε2   PMPN = −10 log10 1 − 2 kQ 1 − e          Khi bù công suât là 1dB, hệ số Q=6.36, k = 0.7 thì ε = 0.115 ́
Tinh toan theo cac giá trị xấu nhất ́ ́ ́ cua cac tham số ̉ ́ Thiêt kế sử dung bù tan săc: Có hai kĩ thuât sử dung để bù tan săc ́ ̣ ́ ́ ̣ ̣ ́ ́ Kĩ thuât bù trước ̣ Kĩ thuât bù sau ̣
Tinh toan theo cac giá trị xấu nhất ́ ́ ́ cua cac tham số ̉ ́ ́ ́ ́ ̉ ̉ Tinh toan OSNR cho tuyên điêm điêm Viêc thiêt kế dựa vao OSNR thì phai đam bao OSNR tâng cuôi cung năm trong ̣ ́ ̀ ̉ ̉ ̉ ̀ ́ ̀ ̀ giới han cho phep cua hệ thông và vì thế đap ứng được tỉ số lôi bit. ̣ ́ ̉ ́ ́ ̃ ́ Với hệ thông: ́ Pin ̃ ̀ OSNR cho môi tâng OSNR = NFstage hv∇f OSNR hệ thông: ́ N 1 1 1 1 1 1 = + + + ... + =∑ OSNR final OSNR1 OSNR2 OSNR3 OSNRN i =1 OSNRi
Tinh toan theo cac giá trị xấu nhất ́ ́ ́ cua cac tham số ̉ ́ ́ ́ ́ ̉ ̉  Tinh toan OSNR cho tuyên điêm điêm  Với hệ thông N tâng khuêch đai, suy hao môi chăng Г (dB), thì ́ ̀ ́ ̣ ̃ ̣ OSNR tâng cuôi cung được cho bởi biêu thức: ̀ ́ ̀ ̉ Pin OSNR = NFΓ ∇ hv fN ́  Loga hai vê: OSNR = 158.93 + Pin − Γ(dB) − NFdB − 10 log N − 10 log ∇f Với ∇f = 0.1nm thì OSNR = 58 + Pin − Γ(dB ) − NFdB − 10 log N
Tính toan theo cac giá trị xấu nhất ́ ́ cua cac tham số ̉ ́  Tính toán với xuyên âm quang  Xuyên âm liên kênh Tổng quát: CC = d − I + 10 log10 (k − 1) dB  -I A -I NA  CC = d + 10 log10  2 × 10 10 + (k − 3)10 10  dB      CC  1 − 10 10 r + 1  Trường hợp đơn kênh gây nhiễu: PC = 10 log10  r −1  dB    2CC   10 10 2  r +1   Trường hợp đa kênh gây nhiễu: PC = − 5 log10 1 − Q 2   k −1  r −1      
Tính toan theo cac giá trị xấu nhất cua ́ ́ ̉ cac tham số ́  Tính toán với xuyên âm - Xảy ra khi kênh gây nhiễu và kênh sử dụng tại cùng bước sóng danh định. - Bù xuyên âm được tính toán    r −1    r +1 Trường hợp đơn kênh gây nhiễu: PI = 10 log10   r −1 CI CI   dB r  + 10 10 − 4 10 10   r +1 r +1   1   CI 1+   r  Trường hợp đa kênh gây nhiễu PI = − 5 log10 1 − 4 × 10 10 Q  '2  1  2 dB  1 −     r 
Tính toán theo số liệu thống kê  Một số khái niệm Xác suất ngừng hoạt động của hệ thống: Là xác suất tỉ số lỗi bít BER lớn hơn10 −12 Mức ý nghĩa hệ thống: được xác định khi xác suất tham số hệ thống vượt quá một giá trị x nào đó. Pth Ngưỡng xác suất hoạt động :là mức ý nghĩa tối đa của mỗi tham số hệ thống còn có thể chấp nhận được
Tính toán theo số liệu thống kê  Các bước tính toán
Tính toán theo số liệu thống kê Suy hao thống kê α: Hệ số suy hao của sợi quang αs : Suy hao ghép nối trung bình A = α L + α s x + αc y αc: Suy hao trung bình connector x: số mối ghép nối y: Số connector L: Chiều dài tuyến Tán sắc màu thống kê - Khi các sợi quang khác nhau được kết nối với nhau thì tán sắc màu kết hợp là tổng của các tán sắc riêng rẽ. - Các thống kê hệ số tán sắc: Giá trị trung bình µ và độ lệch chuẩn σ
Tính toán theo số liệu thống kê Tán sắc màu thống kê Các thống kê dạng chuỗi đối với sợi quang 1 - Hệ số tán sắc trung bình: D ( λ) = ∑ D( λ ) i n i 3 - Sử dụng định lí giới hạn trung tâm: DTot ( λ ) = µ( λ ) ± σ( λ ) n - Với chiều dài đoạn cực đại là Lseg, chiều dài tuyến Ltot thì: 1/ 2  LSeg  DTot ( λ ) = µ( λ ) ± 3 L   σ( λ )  Tot  - Khi đó tán sắc tổng: ( CDTot ( λ ) = LTot µ( λ ) ± 3 LSeg LTot ) 1 / 2 σ( λ ) Với tuyến quang nhiều loại sợi quang: Thì các giới hạn xác suất được tính lại với xác suất giống nhau, kết hợp với độ lệch Gausse ±3σ, nhưng các phương trình được chia thành các phần thành phần trung bình và độ lệch chuẩn trước khi chúng kết hợp lại với nhau.
Thiết kế tuyến thông tin quang là một công việc khó khăn và phức tạp. Sau một thời gian nghiên cứu, đồ án đã trình bày một số vấn đề sau: Nêu một số tham số ảnh hưởng đến thiết kế tuyến quang. Trình bày tổng quát các phương pháp thiết kế và phương pháp thiết kế theo giới hạn và theo giá trị thống kê. Đưa ra các công thức tính toán của các tham số trong phương pháp thiết kế xấu nhất và phương pháp thống kê. Hướng nghiên cứu: Trong đồ án mới chỉ đề cập được đến một tham số hệ thống được tính toán thống kê trong phương pháp tính toán theo giá trị thống kê, còn các tham số khác giống với trường hợp tính toán theo giá trị giới hạn. Việc tính toán nhiều tham số thống kê vẫn tiếp tục được nghiên cứu.