CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG

THÔNG TIN SỢI QUANG Giới thiệu chương + Trình bày việc tính toán thiết kế tuyến quang + Trình bày việc tính toán thiết kế tuyến và Mạng quang WDM + Tài liệu tham khảo A. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TUYẾN QUANG 3.1 Tổng quan

Trong những năm vừa qua, các hệ thống thông tin sợi quang đã được sử dụng rộng rãi trên phạm vi toàn thế giới trong ngành viễn thông và truyền dữ liệu. Việc thiết kế tuyến thông tin sợi quang nhằm thoả mãn những yêu cầu đề ra ngày càng trở thành vấn đề quan trọng. Với xu thế số hoá, ngày càng nhiều tuyến thông tin sợi quang truyền dẫn thông tin số được thiết kế và lắp đặt trong thực tiễn. Một trong những động lực thúc đẩy hệ thống thông tin sợi quang phát triển là việc ứng dụng nó trong các hệ thống thông tin điểm-điểm khoảng cách lớn và mạng quang. Cấu hình điểm-điểm được hiểu là tuyến sợi quang nối trực tiếp giữa phần phát và phần thu không có những trạm sử dụng trung gian. Trong những hệ thống có khoảng cách lớn, tổn hao công suất trên tuyến quá nhiều làm công suất tín hiệu đến máy thu nhỏ hơn giá trị cho phép thì người ta phải lắp đặt thêm các khuếch đại quang trên đường truyền. Nhiều ứng dụng tiêu biểu như truyền hình ảnh độ phân giải cao, phát triển mạng máy tính tốc độ cao, và mạng số đa dịch vụ băng rộng B-ISDN yêu cầu tốc độ truyền dữ liệu hàng ngàn Gbit/s. Những mạng thông thường trước đây không có khả năng cung cấp băng thông đủ rộng cho những ứng dụng như thế, trong khi đó mạng quang có thể thoả mãn các yêu cầu trên nhờ băng thông cực rộng của nó.

Một tuyến truyền dẫn điểm-điểm đơn giản nhất gồm có phần phát đặt ở đầu này của sợi quang và máy thu đặt ở đầu kia. Độ dài tuyến có thể nhỏ hơn 1km hoặc có thể hàng ngàn km tuỳ thuộc vào yêu cầu sử dụng. Tuyến ở đây có thể là đường truyền dữ liệu số nối giữa máy tính với các thiết bị đầu cuối trong một toà nhà, hoặc là giữa các toà nhà khác nhau. Tuyến cũng có thể là hệ thống cáp sợi quang dưới biển nối liền các châu lục với khoảng cách hàng ngàn km. Trong những ứng dụng này, suy hao công suất nhỏ trên sợi quang và băng thông rộng của nó là các đặc tính cực kỳ quan trọng. Ngoài ra nó còn có những đặc tính ưu việt khác như không bị ảnh hưởng bởi trường điện từ, khối lượng nhỏ, đường kính bé...Việc thiết kế tuyến như thế không phải là đơn giản vì nó liên quan đến nhiều yếu tố ảnh hưởng lẫn nhau như giữa các đặc tính của sợi quang, nguồn phát và máy thu. Thông thường, khó có thể đồng thời thoả mãn nhiều yêu cầu đặt ra, chẳng hạn chất lượng phải tốt nhất mà hệ thống có giá thành thấp, nên phương án được chọn thường dung hoà được các yếu tố kinh tế kỹ thuật đề ra ban đầu.

Chương này sẽ trình bày các bước thiết kế một tuyến thông tin số bằng sợi quang điểm-điểm. Sau đó, sẽ trình bày các kiểu hệ thống và mạng quang khác nhau và những vấn đề thiết kế liên quan đến các ứng dụng của chúng. 3.2 Các yêu cầu trong việc thiết kế Việc thiết kế một tuyến thông tin chất lượng cao liên quan đến việc tính toán hàng loạt các thông số của mỗi thiết bị dựa vào các yêu cầu hoạt động của hệ thống. Do đó, việc phân tích thiết kế tuyến có thể được lặp lại nhiều lần cho đến khi nó thoả mãn hoàn toàn các yêu cầu đặt ra. Vì yêu cầu kỹ thuật và giá thành tuyến là các yếu tố rất quan trọng nên

77

người thiết kế cần chọn lựa kỹ vật tư, thiết bị, các thành phần khác sao cho chúng thoả mãn đặc tính kỹ thuật và bảo đảm thời gian hoạt động lâu dài của tuyến. Về mặt kỹ thuật, khi thiết kế tuyến, có 3 yêu cầu chính cần phải đạt được là: 1. Khoảng cách truyền dẫn 2. Tốc độ dữ liệu 3. Tỉ lệ lỗi bit BER

Để đạt được các yêu cấu này thì người thiết kế cần phải phân tích, tính toán tuyến trên cơ sở tính toán độ dự trữ của tuyến: gồm độ dự trữ công suất và độ dự trữ thời gian lên 3.3 Độ dự trữ công suất của tuyến (Marg) Mối liên hệ giữa các công suất nguồn phát PTX, công suất tín hiệu đến máy thu PRX và công suất tổn hao tổng trên tuyến PLOSS được biểu diễn theo biểu thức: PRX = PTX –PLOSS

Ta thấy với công suất nguồn phát quang PTX cho trước thì công suất tổn hao tổng trên tuyến PLOSS ảnh hưởng trực tiếp đến công suất tín hiệu đến đầu vào máy thu PRX . Ta cần tính toán thiết kế sao cho PRX phải lớn hơn độ nhạy của máy thu PSEN. PSEN là công suất nhỏ nhất yêu cầu tại máy thu để nó làm việc bình thường, nghĩa là thoã mãn tỉ lệ lỗi bít BER cho trước, tương ứng với tốc độ bít nhất định. Khoảng chênh lệch

được gọi là độ dự trữ công suất của tuyến. SENRX PPM −=arg

Độ dữ trữ của tuyến (hay còn gọi là độ dự trữ cho tổn hao hoặc độ dự trữ của hệ thống) là một lượng công suất dự phòng bảo đảm tính an toàn cho hoạt động của hệ thống. Nó được biểu diễn trong đơn vị dB và dùng để bù cho các yếu tố gây tổn hao không tính toán hết được, chẳng hạn công suất nguồn phát bị giảm theo thời gian, các thành phần khác trong tuyến bị già cỗi, thay đổi nhiệt độ, tổn hao trong các bộ nối, bộ chia trong thực tế lắp ráp cao hơn trong thiết kế hoặc tổn hao trong sợi tăng lên sau các lần hư hỏng, sửa chữa… Theo khuyến nghị ITU-T G.957, độ dự trữ cho phép nằm trong khoảng 3dB đến 4dB. Tuy nhiên, trong thực tế, tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật và giá thành của từng hệ thống, người thiết kế có thể chọn độ dự trữ trong một dải rộng hơn, từ 3dB đến 10dB.

Nhìn chung Marg càng lớn thì tuyến càng đảm bảo chất lượng tín hiệu truyền dẫn. Tuy nhiên, điều này liên quan đến giá thành thiết bị và tuyến. Trong thực tế, người ta thường chọn giải pháp dung hoà cho yêu cầu về chất lượng tín hiệu truyền dẫn và kinh phí lắp đặt tuyến.

Một tuyến thông tin sợi quang điểm-điểm điển hình có khoảng cách truyền dẫn L, gồm máy phát TX, máy thu RX, n bộ nối, k mối hàn. Lúc đó tổng tổn hao trên tuyến được biểu diễn theo phương trình sau: knLP spcnfLOSS ααα ++= (3.1) Trong đó : spcnf ,, ααα : lần lượt là suy hao của 1km sợi, của một bộ nối và một mối hàn.

Vậy để máy thu làm việc bình thường ta cần chọn độ dự trữ công suất Marg , lúc đó biểu thức (3.1) được biểu diễn như sau: PRX =PTX – PLOSS = )( knLP spcnfTX ααα ++− =PSEN + Marg + Tán sắc của tuyến xác định tốc độ bít giới hạn hoặc băng thông có thể sử dụng được. Được gọi là quỹ thời gian của tuyến.

Nói chung, quỹ công suất tuyến thường được cho trước, nếu không thoả mãn thì có thể thay đổi một vài bộ phận của tuyến. Sau đó, người thiết kế tính toán đến quỹ thời gian để chất lượng tuyến đạt yêu cầu đề ra.

78

Đối với sợi quang, có thể lựa chọn sợi đơn mode (SM) và sợi đa mode (MM). Trong sợi đa mode có 2 loại là loại chiết suất phân bậc (SI) và chiết suất thay đổi đều (GI). Việc lựa chọn phụ thuộc vào tổng tán sắc và công suất đưa vào sợi. LED thường được dùng với sợi đa mode, riêng LED phát cạnh có công suất phát lớn hơn có thể được dùng với sợi đơn mode với tốc độ bít nhỏ hơn 560Mbit/s và khoảng cách vài km. Còn đối với LASER thì có thể sử dụng với cả hai: sợi quang đa mode và đơn mode. Tuy nhiên, hiện nay người ta chỉ sử dụng Laser cho sợi đơn mode.

Việc lựa chọn photodiode dựa vào công suất nhỏ nhất yêu cầu tại máy thu tương ứng với tốc độ bít nhất định để nó đạt được tỉ lệ lỗi bit BER cho trước và tính phức tạp của nó. Photodiode PIN đơn giản và ổn định nhiệt hơn so với photodiode APD. Tuy nhiên, độ nhạy của APD cao hơn PIN từ 5dB đến 10dB với tốc độ bít <2,5Gbit/s. Vì vậy, nó thường được sử dụng khi mức công suất quang đến máy thu thấp với tốc độ bít không quá cao (<2,5Gbit/s). 3.4 Độ dự trữ thời gian lên Gọi là thời gian lên của hệ thống và tsyst rMAX là thời gian lên cho phép. Lượng chênh lệch về thời gian: sysrMAX ttt −=Δ gọi là độ dự trữ thời gian lên. Việc thiết kế tuyến theo độ dự trữ thời gian lên bảo đảm cho tuyến thoả mãn điều kiện về giới hạn tán sắc khi truyền dẫn tín hiệu số có tốc độ bít cao. Như vậy, sau khi tuyến đã được tính toán thiết kế thoả mãn về độ dự trữ công suất thì cần tính tóan cho nó thoả mãn độ dự trữ thời gian lên để bảo đảm chất lượng tín hiệu truyền dẫn trên tuyến. 3.4.1 Thời gian lên của hệ thống

Thời gian lên của hệ thống được xác định theo biểu thức: syst

2222mod

2RXPMDCDTXSYS tttttt ++++= (3.2)

Trong đó: tTX: Thời gian lên của máy phát, tmod: thời gian lên tán sắc mode của sợi đa mode, tCD: thời gian lên tán sắc màu của sợi, tPMD: thời gian lên tán sắc mode phân cực của sợi và tRX: Thời gian lên của máy thu. Khi sử dụng sợi đơn mode thì tmod=0 nên chỉ còn 4 thành phần trong biểu thức (3.2). + Thời gian lên của máy phát: tTX Thời gian lên của máy phát phụ thuộc vào tốc độ đáp ứng của nguồn sáng vào dòng điện điều khiển. Thông thường, người ta chọn tTX=2ns đối với LED và tTX=0,1ns đối với Laser Diode. + Thời gian lên tán sắc mode: tmod Đối với sợi đa mode, băng thông hay dung lượng truyền tải thông tin được đặc trưng bởi tích số băng thông x khoảng cách, có đơn vị [MHz.km]. Gọi BBmod là băng thông tán sắc mode [MHz.km], thì thời gian lên tán sắc mode được biểu diễn theo biểu thức:

mod

mod400B

Lt = (3.3)

+ Thời gian lên tán sắc màu của sợi: tCD Thời gian lên tCD của sợi tạo ra do tán sắc màu được xác định như sau: λΔ= LDt CCD D (3.4) Trong đó: DCD là tán sắc của sợi, L là khoảng cách truyền dẫn và λΔ là độ rộng đường của Laser Trong thực tế, tuyến thường được cấu tạo từ nhiều loại sợi có tán sắc khác nhau, nên DCD thường được chọn là giá trị trung bình.

79

+ Thời gian lên tán sắc mode phân cực: tPMD Thời gian lên tán sắc mode phân cực được xác định như sau:

LDPMPMD Dt = (3.5) DPMD tán sắc mode phân cực + Thời gian lên của máy thu: tRX Thời gian lên của máy thu phụ thuộc vào tốc độ đáp ứng của bộ tách quang và băng thông điện 3dB (BBRX) của máy thu. Đó là khoảng thời gian tương ứng với sự tăng biên độ tín hiệu ở đầu ra bộ tách quang từ 10% đến 90%, được biểu diễn bởi biểu thức sau:

RX

RX Bt 350

= với tRX [ns] và BBRX [MHz] (3.6)

Vậy thời gian lên tổng của tuyến là

2222

mod

2 )350()()440((RX

PCMCDTXSYS BLDLD

BLtt ++Δ++= λ (3.7)

3.4.2 Thời gian lên cho phép (trMAX)

Ta có thể giả thuyết rằng tín hiệu đi qua sợi quang như xem như một hệ thống

tuyến tính một bộ lọc thông thấp RC. Khi đó thời gian lên Tr của hệ thống được định nghĩa là khoảng thời gian mà biên độ của xung tăng từ 10% đến 90% giá trị cực đại của nó. Xét đáp ứng của một bộ lọc thông thấp RC với xung vào là xung vuông như hình vẽ:

Giả sử xung vào là xung vuông được biểu diễn như biểu thức: inV = V0.1(t)

Suy ra điện áp ra được biểu diễn: Vout (t) = V0 .(1 - exp(-t/RC))

Do đó thời gian của hệ thống Tr (thời gian tăng từ 10% đến 90% giá trị cực đại của xung) được tính như sau:

Tr= t(V0,9)- t(V0,1)= t2 - t1 = ln(9)RC=2,2.RC Mặt khác, hàm truyền đạt của mạch lọc thông thấp RC:

fRCj

fHπ21

1)(+

=

Do vậy băng thông 3dB của mạch BW bằng: RC

BWπ2

1=

R

C Vin Vout

Vin

t

0,9V0

0 0,1V t1 2

ơ đồ mạch b) Dạng sóng vào c) Dạng sóng ra

Hình 3.1 Dạng sóng vào ra của bộ lọc thông thấp

ta) S

t

Vout V0

80

Để tín hiệu thu được không bị méo thì băng thông tối thiểu của bộ lọc phải bằng băng

thông của tín hiệu. Do đó Ta suy ra BWBW

Tr35,0

22,2

==π

+ Định lý Nyquyst: Để truyền được các ký hiệu có tốc độ qua một kênh truyền mà không bị nhiễu

giao thoa ký hiệu thì kênh truyền cần một độ rộng băng tần là

SR

2SRBW ≥ .

Đối với mã NRZ thì tốc độ bít bằng tốc độ ký hiệu , do đó băng thông kênh truyền trong trường hợp truyền mã NRZ được biểu thị theo biểu thức:

bR SR

2

bRBW ≥

Đối với mã RZ thì tốc độ bít bằng ½ tốc độ ký hiệu , do đó băng thông kênh truyền trong trường hợp truyền mã RZ được xác định như sau:

bR SR

bRBW ≥ Suy ra thời gian lên cực đại cho phép của hệ thống được biểu diễn như sau:

Đối với tín hiệu NRZ: b

rMAXb

r RT

RBWT 7,07,0

21

=⇒≤=π

Đối với tín hiệu RZ: b

rMAXb

r RT

RBWT 35,035,0

21

=⇒≤=π

Để đảm bảo thu được tín hiệu thì thời gian lên của tuyến tsys phải bé hơn thời gian lên cho phép TrMAX đã được tính ở trên. rMAXSYS Tt ≤Độ dự trữ này càng lớn càng tốt. Ta thấy TsysrMAX tTt −=Δ rMAX tỉ lệ nghịch với tốc độ bít, do đó khi tốc độ bít quá lớn, TrMAX nhỏ không đạt yêu cầu độ dự trữ thời gian lên, người ta có thể dùng phương pháp ghép kênh-phân chia theo bước sóng để giảm tốc độ bít trong từng kênh. 3.5 Tỉ số tín hiệu trên nhiễu điện eSNR tại máy thu 3.5.1 Tính tỉ số tín hiệu trên nhiễu khi sử dụng photodiode PIN 3.5.1.1 Trường hợp máy thu dùng photodiode lý tưởng Khi dùng photodiode lý tưởng , ta bỏ qua thành phần nhiễu do dòng tối và nhiễu nhiệt , chỉ quan tâm nhiễu lượng tử ảnh hưởng đến tỉ số S/N . Đây là loại nhiễu do bản chất lượng tử của ánh sáng , xuất hiện khi có sự tái hợp các điện tử và lỗ trống riêng biệt nên cũng phải tính đến trong trường hợp lý tưởng Công suất của tín hiệu trên điện trở tải RL là : 222

RXLRXLsignal PRRIRS == Công suất nhiễu lượng tử (nhiễu bắn) được tính theo công thức : eRXLeRXLQ BqRPRBqIRN 22 ==

LR , R , :lần lượt là điện trở tải, hệ số chuyển đổi quang-điện và độ rộng băng tần điện của máy thu.Từ đó ta có tỉ số S/N trong trường hợp lý tưởng :

eB

e

RX

eRXL

RXL

qBRP

BqRPRPRReSNR

22

22

==

e

RX

qBRP2

= giới hạn nhiễu lượng tử

81

3.5.1.2 Trường hợp máy thu dùng photodiode PIN Trong thực tế khi xét một máy thu sử dụng photodiode, ngoài thành phần nhiễu lượng tử như đã nói ở trên ta còn phải tính đến nhiễu nhiệt và nhiễu dòng tối của nó . Nhiễu dòng tối bao gồm 2 thành phần là nhiễu dòng tối khối và dòng tối bề mặt

. Dòng tối khối của photodiode do điện tử và lỗ trống gây ra theo nhiệt tại tiếp giáp PN của nó , còn dòng tối bề mặt tương ứng với dòng rò bề mặt , phụ thuộc vào mức độ khiếm khuyết bề mặt , tính sạch sẽ , điện áp định thiên và điện tích bề mặt.

DBN

DSN

Nhiễu lượng tử được tính theo biểu thức trên còn nhiễu dòng tối được biểu diễn theo công thức : eDSDBLDSDBD BIIqRNNN )(2 +=+= Nhiễu nhiệt phụ thuộc vào công nghệ chế tạo máy thu nhưng tổng quát có thế biểu diễn dưới dạng : eT KTBN 4=

Với K là hằng số Boltzmann , J/K và T là nhiệt độ tuyệt đối (độ K ) K x= −1 38 10 38, Do đó tỉ số S/N trong trường hợp tách sóng trực tiếp sử dụng photodiode PIN cho bởi :

])4)(22[(

22

eLL

DSDBRX

RXL

TDSDBQ

signalDDPIN

BRRKTIIqqSP

PRRNNNN

SeSNR

+++=

+++=−

3.5.2 Tính tỉ số tín hiệu trên nhiễu khi sử dụng photodiode APD Ngoài các loại nhiễu nói trên ta còn phải tính đến hệ số nhiễu quá mức do quá trình thác gây ra . Cụ thể như sau : Dòng tại đầu ra của photodiode: RXRX MRPI = VớiĠ: hệ số nhân của photodiode APD . Công suất tín hiệu trên trên điện trở tải RL: Công suất nhiễu lượng tử :

2222RXLRXLsignal PRMRIRS ==

eRXLeRXLeRXLQ BMqRPRBMqIRMFMBqIRN Χ+Χ+ === 21 22)(2Trong đó F(M) là hệ số tạp âm trội liên quan đến bản chất ngẫu nhiên của quá trình thác . Từ thực nghiệm người ta đã tìm thấy nó có giá trị xấp xĩ . Với x là hệ số nhiễu quá mức. Đối với diode silic x = 0,3 - 0,5, diode Ge thì x gần bằng 1 , còn đối với diode từ các vật liệu InGAsP , GaAlAsSb thì x gần bằng 0,7 .

XMMF ≈)(

Công suất nhiễu dòng tối : eDSDBLDSDBD BIMIqRNNN )(2 2 +=+= Χ+

Vì sự tăng ích thác là một hiệu ứng khối nên nhiễu do dòng tối bề mặtĠ không chiệu ảnh hưởng tới sự tăng ích thác này . Công suất nhiễu nhiệt cũng được tính như trên .Do đó tỉ số S/N trong trường hợp dùng photodiode APD được tính theo biểu thức :

]}42)22[{( 2

222

eL

DSX

DBRX

RX

TDSDBQ

signalDDAPD

BRKTqIMqIqI

MPR

NNNNS

eSNR

+++=

=+++

=

+

−

82

3.6. Một số giá trị điển hình của các thành phần 3.6.1. Máy phát quang Bảng 3.1 Một số tham số điển hình của máy thu quang Thông số Ký hiệu Giá trị điển hình Bước sóng công tác λ 1300 nm hoặc 1500 nm Dải sóng công tác λmin ÷ λmax ± 50 nm Công suất ra PTX LED (-10÷-25)dBm

LD (-10 ÷ 7)dBm

Thời gian lên tTX LED < 3 ns LD < 1 ns

Độ rộng phổ λΔ LED (30÷100) nm LD (0,1 ÷ 2) nm

3.6.2. Mối hàn và bộ nối Bảng 3.2 Các tham số điển hình của mối hàn và bộ nốI Thông số Ký hiệu Giá trị điển hình

Suy hao mối hàn spα 0,3 dB (max) Suy hao bộ nối cnα 0,5 dB (max)

3.6.3 Máy thu quang Bảng 3.3 Các thông số cơ bản của các loại photodiode PIN

Thông số Ký hiệu Đơn vị Si Ge InGaAs Dải bước sóng λ nm 400-1100 800-1650 1100-1700 Hệ số chuyển đổi quang-điện

R A/W 0,4-0,6 0,4-0,5 0,75-0,95

Dòng tối ID nA 1-10 50-500 0,5-2 Thời gian lên tRX ns 0,5-1 0,1-0,5 0,05-0,5 Băng thông BW GHz 0,3-0,7 0,5-3 1-2 Điện áp phân

cực VBB V 5 5-10 5

Bảng 3.4 Các thông số cơ bản của các loại photodiode APD

Thông số Ký hiệu Đơn vị Si Ge InGaAs Dải bước sóng λ nm 400-1100 800-1650 1100-1700

Hệ số nhân M lần 20-400 10-200 10-40 Dòng tối ID nA 0,1-1 50-500 10-50 tại

M=10 Thời gian lên tRX ns 0,1-2 0,5-0,8 0,1-0,5 Hệ số khuếch đại x Băng

MxB GHz 100-400 2-10 20-250

83

thông Điện áp phân

cực VBB V 150-400 20-40 20-30

Đối với các tuyến truyền dẫn ngắn, các photodiode Si hoạt động ở vùng bước sóng 850nm được sử dụng rộng rãi do giá thành thấp. Đối với các tuyến dài hơn, thì cần hoạt động ở vùng bước sóng cao hơn ( từ băng O đến băng L), lúc đó người ta thường chọn các photodiode InGaAs.

Hình 3.2 Công suất phát của LED, Laser và công suất thu điển hình của các photodiode PIN và APD tương ứng với tốc độ bít khác nhau

Bảng 3.5 Độ nhạy thu của các loại photodiode tương ứng với độ bit khác nhau

84

3.7 Các bước tính toán Như đã trình bày ở phần trên, về mặt kỹ thuật, khi thiết kế tuyến, có 3 yêu cầu chính cần phải đạt được là: + Khoảng cách truyền dẫn L + Tốc độ dữ liệu Rb + Phương pháp điều chế, giải điều chế tín hiệu + Tỉ lệ lỗi bit BER Bước 1:

Giả sử cần thiết kế một tuyến thông tin sợi quang có tỉ lệ lỗi bit BER, tốc độ bít và phương pháp điều chế cho trước, ví dụ BER=10-12 và Rb=2,5Gbit/s, điều chế FSK đổi tần đồng bộ.

Từ phương pháp điều chế và giá trị BER cho ở trên, dựa vào các biểu thức, các đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa BER và hệ số phẩm chất Q hoặc BER và tỉ số tín hiệu trên nhiễu điện eSNR, hoặc BER và số photon trung bình trên một bit thông tin (NP) như hình vẽ ta suy ra Q hoặc eSNR hoặc (NP) cần đạt được tại máy thu

Bước 2:

Từ eSNR hoặc (NP) đã tìm được và các biểu thức liên hệ giữa eSNR và công suất quang đến đầu vào máy thu PRX ta xác định được PRX. Bước 3:

Dựa vào các bước tính độ dự trữ công suất tuyến (Quỹ công suất tuyến) ở trên, ta xác định được công suất của máy phát PS. Bước 4:

85

Dựa vào các bước tính độ dự trữ thời gian tuyến (Quỹ thời gian lên) ở trên, ta kiểm tra điều kiện tán sắc của hệ thống có đạt yêu cầu đề ra không. B. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TUYẾN VÀ MẠNG QUANG WDM 3.8 Giới thiệu chung

Tuyến và Mạng WDM cần được tính toán tối ưu các thông số quang và điện để bảo đảm sự hoạt động liên tục. Cho dù cấu hình mạng là loại điểm- điểm, là mạng vòng hoặc kết cấu lưới thì việc thiết kế cũng được tiến hành trong hai phần riêng biệt là thiết kế hệ thống quang và thiết kế hệ thống điện.

Khi tốc độ bít tăng và khoảng cách truyền dẫn lớn thì người thiết kế phải quan tâm tính toán các tổn hao trong mạng quang .

Thông số tổn hao rất quan trọng vì khi độ lớn của nó vượt quá một giá trị cho phép thì công suất tín hiệu nhận được ở cuối tuyến sẽ quá thấp làm máy thu không thể phân biệt được bít 0 bít 1 trong luồng số liệu được truyền đến.

Yêu cầu là công suất đến đầu vào máy thu phải lớn hơn độ nhạy của nó. Độ nhạy được định nghĩa là công suất tối thiểu đến máy thu để cho máy thu hoạt động bình thường, nghĩa là bảo đảm tỉ lệ lỗi bít BER cho trước tương ứng với tốc độ bít nhất định.

Công suất của máy phát phải đủ lớn để đảm bảo để duy trì công suất đến đầu vào máy thu cao hơn độ nhạy của nó. Điều này không có nghĩa là máy phát muốn phát công suất lớn bao nhiêu để đưa vào sợi cũng được vì lúc đó sẽ làm xuất hiện các hiệu ứng phi tuyến không mong muốn trong sợi như hiệu ứng tự điều chế pha SPM, điều chế pha chéo XPM, trộn bốn bước sóng FWM, tán xạ Raman và Brilouin kích thích (SRS và SBS)… làm giảm chất lượng hệ thống. Ngoài ra, các máy thu như phôtodiode PIN hay APD đều có ngưỡng thu giới hạn của chúng. Nếu công suất máy phát quá lớn làm công suất đến các máy thu này vượt quá ngưỡng của chúng thì có thê gây hư hỏng hoặc làm giảm tuổi thọ. Còn nếu công suất tín hiệu nhận được ở cuối tuyến sẽ quá thấp làm máy thu không thể phân biệt được bít 0 bít 1 trong luồng số liệu được truyền đến. Như vậy máy thu có một dải công suất thu cực đại và cực tiểu, tạo thành ngưỡng trên và dưới. Chẳng hạn giá trị dải làm việc tiêu biểu của phôtodiode là từ -7dBm đến -28dBm. Gọi PinMax là công suất cực đại đưa vào sợi. LMax là khoảng cách truyền dẫn và Pr là công suất tối thiểu đến máy thu, thì mối quan hệ giữa chúng được biểu diễn như biểu thức:

RXMaxTXMax PLP +=α

α

RXTXMaxMax

PPL −=

Trong tính toán ở trên chúng ta đã bỏ qua tán sắc, tính phi tuyến của sợi, sự phân cực, sự nở rộng phổ của nguồn (chirp), mất mát do chỗ nối, bộ chia và hiện tượng già cỗi của thiết bị… Nếu xem xét thêm những yếu tố này thì khoảng cách truyền dẫn cực đại sẽ giảm. Trong thực tế để thực hiện truyền dẫn tín hiệu với khoảng cách lớn thì người ta sử dụng bộ lặp hoặc khuếch đại quang.

Bộ lặp hoạt động dựa vào nguyên tắc biến đổi quang-điện-quang (O-E-O) thực hiện tách sóng, sửa dạng (Reshape-R), sửa thời gian (Retime-R) và phát lại (Retransmit-R) tín hiệu. Nghĩa là thực hiện 3R. Trong khi đó bộ khuếch đại quang sử dụng các bộ khuếch đại sợi quang pha tạp EDFA, Raman, và khuếch đại bán dẫn SOA, không biến đổi quang điện mà khuếch đại ánh sáng trực tiếp. Bộ lặp có khuyết điểm là cần có nguồn cung cấp điện, cồng kềnh, không thích hợp với hệ thống đa kênh. Do đó, hiện nay người ta sử dụng chủ yếu các bộ khuếch đại quang trong hệ thống WDM.

86

Bộ khuếch đại quang nâng được công suất tín hiệu nên có thể tăng khoảng cách truyền dẫn. Tuy nhiên khoảng cách này không thể tăng đến bao nhiêu cũng được. Điều này được giải thích là khi sử dụng nhiều bộ khuếch đại trên đường truyền để nâng tín hiệu thì chúng cũng làm gia tăng nhiễu. Đó là nhiễu phát xạ tự phát được khuếch đại và được tích luỹ qua nhiều bộ khuếch đại mắc liên tiếp nhau. Điều này dẫn đến tỉ số tín hiệu trên nhiễu quang OSNR tại máy thu ở cuối tuyến giảm thấp, làm thu được không đạt yêu cầu.

Tỉ số OSNR không chỉ bị ảnh hưởng bởi nhiễu từ các bộ khuếch đại mà còn bị suy giảm vì các thiết bị quang tích cực như các nguồn Laser và các thiết bị quang thụ động như các bộ chia quang, bộ nối. Trong tính toán thiết kế, các bộ khuếch đại quang được xem là các nguồn nhiễu chính, ảnh hưởng lớn đến tỉ số OSNR, sau đó phải kể đến các thiết bị quang tích cực và thụ động như vừa đề cập ở trên.

Tán sắc gây ra hiện tượng giãn nở xung. Loại tán sắc nghiêm trọng nhất trong sợi quang đơn mode là tán sắc vận tóc nhóm GVD (hay còn gọi là tán sắc màu). Vận tốc nhóm tỉ lệ nghịch với tốc độ thay đổi của hằng số truyền dẫn β theo tần số. β có thực sự là một hằng số không? Thực ra nó phụ thuộc gián tiếp vào , vào hệ số phi tuyến và công suất tín hiệu P. Hơn nữa,

γβ còn phụ thuộc vào chỉ số nhóm (group index) nên nó lại phụ thuộc vào

các thông số tán sắc vận tốc nhóm GVD. Do đó, tán sắc gây ra sự giãn nở xung nghiêm trọng và dẫn đến nhiễu xuyên ký tự ISI. Thông số 2β là vi phân bậc hai của β theo tần số góc trong miền quang.

Ngoài tán sắc vận tốc nhóm, tán sắc mode phân cực (PMD) cũng tham gia làm giảm chất lượng của tín hiệu truyền dẫn.

Khi tốc độ bít lớn, vượt quá một giá trị nhất định thì tán sắc tác động càng nghiêm trọng. Để giảm ảnh hưởng này người ta sử dụng phương pháp bù tắn sắc. Có thể bù bằng cách dùng sợi quang tán sắc dịch chuyển DSF hoặc thiết bị bù bằng cách tử Bragg (FBG). Chúng có tác dụng sửa dạng xung bị giãn nở làm cho nó hẹp lại như ban đầu. Bài toán đặt ra là đặt các thiết bị bù ở đâu trong mạng để đạt hiệu quả bù cao nhất.

Một vấn đề cần quan tâm nữa trong thiết kế, đó là tính phi tuyến của sợi. Khi hệ thống làm việc với tốc độ bít cao, độ rộng xung nhỏ hơn nhiều lần so với các khe thời gian và công suất quang lớn thì cần quan tâm đến các hiệu ứng tự điều chế pha SPM, điều chế pha chéo XPM, trộn bốn bước sóng FWM, tán xạ Raman và Brilouin kích thích (SRS và SBS)…

3.9 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc thiết kế hệ thống 3.9.1 Ảnh hưởng tổn hao sợi đến hệ thống

Hệ số quan trọng đánh giá chất lượng hệ thống số nói chung và hệ thống thông tin sợi quang nói riêng là tỉ lệ lỗi bít BER. Yêu cầu BER cần đạt được trong hầu hết các hệ thống WDM thực tế là từ 10-9 đến 10-12 .

Đứng trên quan điểm số photon, thì BER có thể được minh hoạ như sau: Để 1 photodiode tách đúng được bít 1 thì cần có tối thiểu NP photon quang tác động lên bề mặt của nó. Nếu gọi NTP là số photon tạo ra từ nguồn phát và PΔ là số photon bị mất mát do tổn hao, hấp thụ, tán xạ và các yếu tố khác trong quá trình truyền dẫn trong sợi quang. Nếu

thì photodiode không thể khôi phục đúng bít đã phát đi. Lúc đó cần tăng công suất nguồn nghĩa là tăng số photon phát N

PPTP NN <Δ−TP (vì số photon là hàm của cường độ ánh

sáng) sao cho thoả mãn biểu thức PPTP NN >Δ− để photodiode có thể tách đúng bít đã phát đi.

Điều này giải thích tại sao trong thiết kế cần quan tâm đến lượng công suất dự trữ để bảo đảm chế độ hoạt động làm việc cho hệ thống.

87

Như đã đề cập ở trên, tán sắc là sự trải rộng xung trong miền thời gian gây nên sự nở rộng phổ trong miền tần số. Điều này được giải thích là tồn tại nhiều thành phần phổ khác nhau trong một xung, mà mỗi thành phần truyền trong sợi với một vận tốc khác nhau.

Tác hại lớn nhất của việc giãn nở xung là làm xuất hiện nhiễu xuyên ký tự ISI. Cho dù chúng ta đã giả sử đã thiết kế tốt hệ thống để không xuất hiện ISI thì tán sắc trong hệ thống vẫn gây một số tác hại. Việc giãn nở xung làm tăng suy hao tín hiệu trên đường truyền, nghĩa là làm tăng . Nói cách khác, số phô ton đến bề mặt photodiode giảm. Do đó, khi thiết kế hệ thống bị giới hạn bởi tán sắc thì cần xem xét đến tổn hao do tán sắc gây ra.

PΔ

Tổn thất này được xem là tổn thất mạng do hiệu ứng tán sắc trong quá trình truyền dẫn trong các hệ thống đường truyền dài tốc độ cao.

Công suất dự trữ trong mạng thông thường được chọn từ 3-4dB. Theo chuẩn G957 của ITU thì công suất dự trữ này có thể chọn lớn hơn 4dB.

3.9.2 Ảnh hưởng của hiệu ứng phi tuyến đến hệ thống có khoảng cách truyền dẫn lớn

Khi tăng công suất quang đưa vào sợi thì cường độ trường điện từ lan truyền trong sợi tăng lên làm hiệu ứng phi tuyến tăng theo, tạo nên sự dịch pha phi tuyến , được biểu diễn như sau:

NLϕ

α

γϕαL

inNLeP−−

=1

Trong đó là hệ số phi tuyến và được tính theo biểu thức sau: γ

eff

o

cAn ωγ 2=

với n2 và lần lượt là chiết suất và diện tích hiệu dụng của lõi. Hơn nữa, effA NLϕ lại phụ thuộc vào Pin mà Pin thay đổi theo thời gian. Do đó, sự dịch pha phi tuyến được tạo ra trong một xung quang di chuyển rất nhanh sẽ biến động lớn.

Điều này có nghĩa là hiện tượng chirp gây nên sự dịch pha phi tuyến làm cho một xung tuơng ứng với tần số có các thành phần trong dải tần số:oω NLot ϕω ±

Khi công suất Pin thay đổi thì NLϕ thay đổi theo và tạo nên sự trải xung. Do đó việc kiểm tra việc dịch pha lớn nhất của một xung là việc bắt buộc để xác định

ngưỡng của công suất vào. Sự dịch pha này tạo ra hiện tượng tự điều chế pha (SPM). Trong hệ thống thông tin sợi quang, cần xem xét các đường dẫn quang để luôn giữ

NLchophepNL ϕϕ < . Ta có thể khống chế công suất vào để độ dịch pha nằm trong giới hạn cho phép theo yêu cầu của hệ thống.

Sự tự điều chế pha không tác động một mình mà nó còn tác động đồng thời với tán sắc vận tốc nhóm GVD. Cần phải tối ưu công suất quang đầu vào trong mỗi kênh để bảo đảm tán sắc trong mạng (tương ứng với tốc độ bít đã cho) nhỏ hơn giá trị cho phép, cũng như hiệu ứng phi tuyến vẫn không được vượt giá trị giới hạn. Nói cách khác, cần dung hoà trong việc chọn giá trị công suất vào để nó đủ lớn nhằm bù tổn hao công suất do tán sắc nhưng không được quá lớn vì sẽ dẫn đến hiệu ứng phi tuyến làm hiệu ứng trải phổ lớn lên.

Có một số kỹ thuật liên quan đến mô phỏng cho phép chúng ta thiết kế mạng có xem xét đến tất cả các yếu tố ảnh hưởng và sử dụng các thiết bị thích hợp để bù chúng. Trong đó, người ta sử dụng phép biến đổi Fourier để tính toán cả 2 yếu tố SPM và GVD.

Trong hệ thống ghép kênh theo bước sóng WDM, ngoài sự tự điều chế pha SPM còn xuất hiện hiện tượng điều pha chéo XPM và hiện tượng trộn bốn bước sóng FWM . XPM

88

được tạo ra khi năng lượng quang trong một kênh tác động điều chế pha trong kênh khác, nó có thể lớn gấp đôi so với SPM. Sự dịch pha tòan phần phụ thuộc vào công suất của toàn bộ các kênh và bit truyền dẫn của các kênh. Sự dịch pha cực đại xảy ra khi có 2 bít 1 trong 2 kênh xuyên nhiễu nhau vì lúc đó công suất quang trong 2 kênh cực đại.

Sự dịch pha được biểu diễn theo biểu thức:

[ ]∑+⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ −=

WkP21

in

LNL

i Peα

γφα

Trong đó, w là tổng số kênh, Pk là công suất kênh thứ k. Sự dịch pha cực đại (tương ứng với trường hợp toàn bít 1) được biểu diễn trong biểu thức:

[ ] iNL Pw 12max −⎥⎦

⎤⎢⎣⎡=αγφ

3.9.3 Ảnh hưởng của tán sắc màu và tổn hao công suất Trong hệ thống WDM, nếu tốc độ bít mỗi kênh > 2,5Gbit/s thì cần xem xét đến tán

sắc vận nhóm (tán sắc màu). Tán sắc màu làm giãn nở xung gây nên nhiễu xuyên ký tự ISI và làm suy hao công suất và làm giảm tỉ số tín hiệu trên nhiễu SNR. Suy giảm công suất do tán sắc được biểu diễn theo biểu thức sau:

2DISP

1

log10

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=Δ

OL

O

D

P

σσ

σσ

λ

O,σλ : là độ rộng phổ và độ rộng xung Giới hạn của khoảng cách truyền dẫn được biểu diễn theo biểu thức:

cDLB

πλ

216 2

2 < hoặc cB

DLπ

λ2

162

2

<

Suy ra 2BKL < Trong đó K là hằng số. Từ biểu thức này suy ra khoảng cách truyền

dẫn L tỉ lệ nghịch với bình phương tốc độ bít B.

3.10 Thiết kế hệ thống dựa vào hệ số Q và OSNR

Yêu cầu của tuyến được thiết kế là phải đảm bảo tỉ lệ lỗi bit BER cho trước. Vì BER là một hàm của hệ số phẩm chất Q và tỉ số tín hiệu trên nhiễu OSNR, nên tuyến phải bảo đảm Q và OSNR tại cuối tuyến lớn hơn giá trị cho phép.

Hệ số phẩm chất Q được định nghĩa như sau:

01

01

σσ −−

=IIQ

01, II : Biên độ dòng điện của bít 1 và bít 0

01,σσ : độ lệch chuẩn (nhiễu) tương ứng với bít 1 và bit 0 Mối quan hệ giữa Q và BER được biểu diễn theo hàm sai số bù theo biểu thức:

)2

(21R QerfcBE =

Việc xác định BER trong thực tế đòi hỏi phải tiến hành trong một khoảng thời gian nhất định. Chẳng hạn, trong tuyến truyền dẫn tốc độ 155Mbit/s, yêu cầu , thì -1210R ≤BE

89

việc xác định BER cần tiến hành trong 10 ngày sẽ có kết quả gần đúng. Sau 1000 ngày thì có thể xác định được giá trị ổn định của BER. 3.11.1 Tính toán Q từ OSNR

OSNR là thông số quan trọng nhất đánh giá chất lượng của tín hiệu quang và được xác định dựa vào các thông số khác.

Mối quan hệ giữa OSNR và Q được xác định theo biểu thức:

e

O

e

O

BBOSNR

BBQ }lg10{OSNRlg20 ==

eO BB , : lần lượt là băng thông quang của bộ tách sóng quang (photodiode) và băng thông điện của bộ lọc máy thu.

Mối quan hệ được biểu diễn trong đơn vị dB như sau:

e

OdBdB B

BOSNRQ lg10+=

Suy ra Q tỉ lệ thuận với OSNR. Thông thường nhiễu được tính toán nhờ máy phân tích quang phổ OSA và các máy hiện sóng lấy mẫu. Việc đo đạt này được tiến hành trong một dải băng tần Bm, thường được chọn khoảng 0,1nm (12,5GHz).

Suy ra khi thì OSNR > Q. Trong thực tế thiết kế, OSNR lớn hơn Q từ 1dB đến 2dB. Tiêu biểu, khi thiết kế hệ thống tốc độ cao, độ dự trữ tại máy thu thường được chọn khoảng 2dB, lúc đó Q nhỏ hơn OSNR 2dB.

eO BB <

3.11.2 Tính toán OSNR đối với hệ thống WDM điểm-điểm Khảo sát hệ thống thông tin sợi quang ghép kênh theo bước sóng WDM, sử dụng N

bộ khuếch đại EDFA mắc chuỗi, có hệ số nhiễu NFstage. Mối quan hệ giữa tỉ số tín hiệu trên nhiễu quang OSNR và các thông số khác được

biểu diễn như biểu thức:

fh

OΔ

=υstage

in

NFPSNR

Trong đó: h: hằng số plank (h=6,6260x10-34) và υ : tần số quang : băng thông tương ứng với NFfΔ stage đo được.( thông thường chọn bằng 0.1nm) OSNR toàn phần được biểu diễn theo biểu thức:

∑=+++=N

i iNfinal OSNROSNROSNROSNROSNROSNR11.........1111

321

fhGn

PPPOSNR

SP

in

ASE

in

Δ−==

υ)1(2

nSP: nghịch đảo dân số (độ tích luỹ) và bằng tỉ số số electron ở trạng thái cao hơn và thấp hơn.

12

2

NNNnSP −

=

và

1010.5,0NF

SPn = Đối với hệ thống N tầng khuếch đại, hệ số khuếch đại của mỗi bộ khuếch đại được

chọn bù hoàn toàn tổn hao công suất của sợi đặt trước nó. Từ đó, ta có mối quan hệ giữa OSNR tại cuối tuyến được tính theo biểu thức:

90

fNhNF

PO in

ΔΓ=

υfinalSNR

Tính trong đơn vị dB: fNNFPO dBdBin Δ−−−Γ−+= log10log1093.158SNR finaldB Khi 0,1nm thì biểu thức trên được biểu diễn như sau: =Δf NNFPO dBdBin log1058SNR finaldB −−Γ−+= Trong đó chúng ta đã giả thiết: - NF của tất cả các bộ khuếch đại EDFA đều bằng nhau - Tổn hao trên các phân đoạn đều bằng nhau - Nhiễu tính toán cho cả hai trạng thái phân cực

Biểu thức tính OSNR ở trên chỉ xét đến nhiễu phát xạ tự phát được tích luỹ do các EDFA tạo ra, chưa tính đến các hiệu ứng phi tuyến khác xuất hiện trong hệ thống WDM. Thông thường ta tính cho kênh có OSNR thấp nhất trong các kênh cuả hệ thống. 3.11.3 Công suất dự trữ

Trong hệ thống phân phối WDM có nhiều trạm phân phối dọc tuyến thì tổn hao chính không phải là tổn hao trên tuyến mà là các tổn hao liên quan đến các hệ thống con khác nhau. Một tuyến tiêu biểu gồm nhiều trạm phân phối, mỗi trạm được trang bị nhiều thiết bị có tổn hao lớn làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng hệ thống. Một bộ ghép quang đầy đủ của một trạm WDM tiêu biểu chứa một dãy các thiết bị dẫn sóng AWG, và một ma trận chuyển mạch. Một AWG tiêu biểu gây tổn hao 5dB (tổn hao chèn). Do đó, một tín hiệu quang đi qua một trạm (node) gồm 2 bộ AWG (trong 1 thiết bị ghép và một thiết bị tách quang) thì bị tổn hao 10 dB cộng thêm tổn hao của chuyển mạch. Bảng 3.6 Mất mát chèn và các mất mát khác khi hệ hệ thống hoạt động tại bước sóng 1550nm

Thiết bị Tổn hao chèn Tổn hao phụ

thuộc bước sóng Tổn hao phụ thuộc phân cực

Nhiễu xuyên âm

Bộ ghép MUX Bộ giải ghép DEMUX (AWG)

5dB <1dB 0,1dB -40dB

Chuyển mạch quang OADM 2x2

1.2dB <0.2dB 0,1dB -40dB

Bộ ghép thụ động (Coupler passive)

3dB - - -

Bộ lọc màng mỏng (filter-Thin-film)

1dB 0.1dB - -40dB

Bộ lọc AOTF/MZI

1dB 0.1dB - 35dB

Interleaver 2-3dB - - - Thiết bị kết nối chéo (OXC) Từ cổng đến cổng

3dB (không kể mất mát do AWG)

<0.4dB 0,1dB -40dB

91

Bảng 3.7 trình bày độ dự trữ cho các loại tổn hao khác Các loại tổn hao Độ dự trữ Tán sắc của sợi 1dB Nhiễu tự điều chế pha SPM 0.5dB Nhiễu điều chế pha chéo XPM 0.5dB Thiết bị bù tán sắc 6dB Nhiễu trộn bốn bước sóng (FWM) 0.5dB Nhiễu tán xạ Raman và Brillouin (SRS//SBS) 0.5dB PDL 0.3dB Tán sắc phân cực PMD 0.5dB Đặc tính phổ không phẳng của bộ khuếch đại quang 3.0dB Sự phụ thuộc bước sóng vào tán sắc mode phân cực 0.5dB Hiệu ứng giãn nở xung (Chirp) ở máy phát 0.5dB Xuyên âm AWG 0.2dB Các bộ nối quang 0.5dB

3.11.4 Thiết kế dựa trên việc bù tán sắc màu

Trong hệ thống có quỹ tán sắc màu bị giới hạn, ở đó tán sắc tích luỹ đối với một xung truyền lớn hơn tán sắc cực đại cho phép thì hệ thống không thể hoạt động được vì nhiễu xuyên ký tự quá lớn hoặc xung bị trải rộng. Vì thế cần đặt các thiết bị bù DCU tại những vị trí khác nhau trong mạng, chẳng hạn như các sợi quang tán sắc dịch chuyển hoặc cách tử FBG. Khi thiết kế hệ thống WDM tốc độ bít cao, có ảnh hưởng tán sắc lớn thì chúng ta có thể sử dụng sơ đồ (bản đồ) bù tán sắc đề nâng cao chất lượng tín hiệu.

Sơ đồ bù tán sắc là đồ thị hai chiều biểu diễn tán sắc tích luỹ theo chiều dài tuyến. Chúng được dùng hữu ích để xác định vị trí đặt các thiết bị bù một cách có hiệu quả trên tuyến. Tán sắc tích luỹ được tính bằng tích của đặc tính tán sắc của sợi và Laser đối với một tốc độ bít cho trước tương ứng với chiều dài của sợi. Chẳng hạn, giá trị tiêu biểu của tán sắc của sợi đơn mode là 18ps/nm.km, nghĩa là khi một xung tín hiệu (được phát từ Laser có độ rộng đường 1ns) có tốc độ 10Gb/s (độ rộng xung 100ps) truyền trên sợi đơn mode này thì nó bị giãn nở 18ps . Do đó trong tính toán cần bảo đảm rằng độ giãn nở xung tích luỹ khi truyền nó trên quảng truyền dẫn x km phải nhỏ hơn giá trị tán sắc cực đại cho phép. Chẳng hạn nếu giá trị đó bằng 1800ps thì khoảng cách truyền dẫn tối đa là 100km.

Tán sắc trong hệ thống phụ thuộc vào các yếu tố chính như tốc độ bít, độ dài sợi quang, độ rộng đường của Laser. Một điều cần chú ý là công suất tổn hao trên tuyến (trong hệ thống có quỹ tán sắc bị hạn chế) thay đổi theo tán sắc D của sợi. D có thể được xem như yếu tố cân bằng giữa tốc độ bít, chiều dài sợi và độ rộng phổ của Laser Diode.

TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Max Ming-Kang Liu, "Principles and Applications of Optical Communications”

McGraw-Hill , Inc – 1996. [2 ] Govind P. Agrawal, “Fiber-Optic Communication Systems”, John Wiley & Sons, Inc.,

New York, third Edition, 2002. [3] ITU-T, Rec. G.652, "Characteristics of a single-mode optical fibre cable" 1993. [4] ITU-T, Rec. G.653, "Characteristics of a dispersion-shifted single-mode optical fibre

cable" 1993. [5] Gerd Keiser, "Optical Fiber Communications” Second Edition, McGraw-Hill, Inc. -

1991. [6] Gerard Lachs "Fiber Optic Communications", McGraw-Hill, 1998. [7] J. C. Palais, "Fiber Optic Communications.” Second Edition, Prentice-Hall, 1988.

92