10gbps in smf system aplication rz

10 Gbps in SMF System Aplication RZ

I. CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG.

1.1. Biểu đồ mắt

Biểu đồ mắt là đồ thị biểu diễn sự chồng chập của tất cả các bit của tín hiệu. Đồ thị

mắt là hình ảnh cho thấy rõ độ méo của tín hiệu, có thể được giải thích như sau:

Ở đầu ra phần băng gốc (sau lọc thu băng gốc, trước lấy mẫu quyết đinh bít truyền

là 0 hay 1), cá hệ thống luôn có 1 điểm đo, từ đó, dẫn tín hiệu vào 1 oscilloscope. Nếu tần

số quét của oscilloscope bằng tốc độ bít (hay symbol nếu là tín hiệu nhiều mức) của tín

hiệu thì trên màn hình hiển thị của oscilloscope, các tín hiệu sẽ dứng “dừng” lại, trùng

nhau. Nếu xem tín hiệu mức dương là mí mắt bên trên, tín hiệu mức âm là mí mắt dưới,

ta sẽ được một hình ảnh như một mắt người mở, đó là mẫu mắt (eye- pattern). Mẫu mắt

càng mở (số % càng lớn) thì chất lượng tín hiệu càng tốt. Ngược lại với eye-opening

được gọi là closure. Mẫu mắt được gọi là còn mở nếu eye-opening còn lớn hơn 0. Mẫu

mắt được gọi là đóng nếu eye-opening bằng 0, khi đó dữ trữ tạp âm bằng 0, và tỷ lệ bit

lỗi của hệ thống là rất lớn. Mẫu mắt nhỏ hơn 20- 30% thì hệ thống đã đứt liên lạc. Mẫu

mắt được xem là bình thường, chấp nhận được nếu lớn hơn 50%, trong thực tế còn yêu

cầu lớn hơn nữa.

Hình 1.1. sự hình thành biểu đồ mắt

Nhóm 16 Trang 1


Đồ thị mắt cho phép ta quan sát thấy được tín hiệu, và phán đoán chất lượng tín

hiệu hạn chế bởi các hiện tượng như nhiễu biên độ, hỗn loạn trong miền thời gian, giao

thoa giữa các bít.

Hình 1.2: Biểu đồ mắt

1.2. Hệ số phẩm chất (Q)

Hệ số phẩm chất Q là một tham số vô hướng, tương được với tỷ lệ tín hiệu trên

nhiễu của tín hiệu điện ở bộ thu sau khi được khuếch đại. Hệ số này thường được sử dụng

khi xác suất lỗi bit quá nhỏ, không thể đo được. Ngoài hệ số Q biên độ, người ta còn định

nghĩa hệ số Q thời gian. [...]

Nhóm 16 Trang 2


Hình 1.3: hệ số Q tính theo biên độ

1.3. Tỉ lệ bit lỗi (BER)

Tỉ lệ bit lỗi (xác suất lỗi bit) là tỷ lệ bit bị lỗi trên tổng số bit truyền đi.

Khi máy thu nhận được tín hiệu quang, nó sẽ chuyển sang tín hiệu điện nhờ một

photodiode, sau đó khuếch đại tín hiệu điện nhờ một bộ khuếch đại. Tín hiệu điện này

được lấy mẫu để tương ứng với mỗi bit, ta có một mức điện thế. Mức điện thế này sẽ

được so sáng với một mức ngưỡng giới hạn, nếu cao hơn mức ngưỡng thì là bit 1, thấp

hơn là bit 0. Nếu nhiễu quá lớn, các mức điện thế có thể vượt qua mức ngưỡng để đọc

thành 1, và ngược lại, tạo ra lỗi.

Trong truyền thông tin quang, theo yêu cầu của đa số các nhà cung cấp dịch vụ, lỗi

chấp nhận được thường ở mức .

Mối liên hệ giữa BER và SNR

BER=12

erfc (√SNR2√2 ) (1)

Mối liên hệ giữa BER và Q

Nhóm 16 Trang 3


BER=12

erfc ( Q√2)≈

exp(−Q2/2 )Q√2π (2)

II. BÀI TOÁN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TUYẾN .

Việc tính toán dựa trên những thông số cụ thể của các thiết bị có trong tuyến, các

thông số này được cho bởi nhà sản xuất.

Yêu cầu cụ thể của tuyến như sau:

Tuyến cáp quang :

+ L = 200 km

+ Tốc độ bit : Rb=10 Gb/s

+ Mã sử dụng là mã RZ

+Chiều dài mỗi cuộn cáp là 2km

+ Số Slice(mối hàn) : k = 200/2-1=99 (mối hàn)

2.1. Chọn bước sóng làm việc của tuyến.

Chọn bước sóng làm việc của tuyến có liên quan đến rất nhiều tham số khác của

tuyến. Có ba vùng cửa sổ để có thể lựa chọn khi thiết kế là 850nm, 1300nm, 1550nm.

Nghiên cứu về cáp quang đã cho thấy rằng, cáp quang có đặc tính tốt hơn ở vùng

bước sóng dài. Khi tổn hao truyền dẫn và tán sắc là các nhân tố quyết định để xác định

được chiều dài của tuyến.

Bước sóng ngắn thường dùng để sử dụng ở những hệ thống thông tin họat động

với tốc độ thấp. Trong vùng bước sóng dài, các hệ thống họat động ở bước sóng 1550nm

cho mức suy hao thấp nhưng lại có mức tán xạ lớn hơn 1300nm, ở tuyến trên, do chiều

dài của tuyến là 200 km nên ta cho bước sóng làm việc của tuyến là 1550nm để có mức

suy hao thấp.

2.2. Chọn loại sợi quang

Theo sự trình bày ở phần lý thuyết sợi quang được phân thành 3 loại: đõn mode,

đa mode chỉ số bước, đa mode chỉ số lớp. Loại sợi đơn mode có đặc tính tổn hao và tần

số rất tốt cho nên loại này được sử dụng phổ biến cho đường dài, dung lượng truyền dẫn

cao đời hỏi băng thông rộng và tổn hao thấp.

Nhóm 16 Trang 4


Loại sợi quang của tuyến được chọn là: sợi quang đơn mode có tông suy hao

0,25dB/km đã tích góp một số mối hàn và hệ số tán sắc D=17ps/nm.km.

2.3. Thiết bị phát quang

Thông số Ký hiệu Giá trị điển hình

Bước sóng làm việc 1300 nm hoặc 1500 nm

Dải sóng làm việc min max 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 Drp LED (30100) nm

LD (1 2) nm

Bảng 2..1. Một số tham số điển hình của thiết bị thu quang

2.4. Thiết bị thu quang

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 tr 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 VB V 5 5-10 5

Bảng 2.2: Các thông số của Photodiode PIN

Chọn các thông số trong tính toán thiết kế

R =

ηehv =0,95A/W

Nhóm 16 Trang 5


RL = 50Ω

ID = 2 nA

Be = 7,5 GHz

Các hằng số :

K : là hằng số Boltzmann, K = 1,38.10-23 J/K,

h: là hằng số Planck h = 6,626.10-34 Js,

c: tốc độ ánh sáng c= 3.108 m/s,

q: là điện tích của điện tử q = 1,6.10-19 C

Chọn thiết bị thu quang thõa mãn các yêu cầu sau:

+ Độ nhạy cao với bước sóng làm việc của tuyến.

+ Hiệu suất lượng tử lớn

+ Đặc tính nhiễu phải thấp

+ Hoạt động ổn định với sự thay đổi của môi trường

Việc chọn thiết bị thu ứng với một tỷ lệ lỗi bit BER cho trước là một công đoạn

quang trọng, bởi lẽ độ nhạy tính được ta sẽ có công suất phát tối ưu và như vậy sẽ làm

cho tuyến hoạt động ổn định.

2.5. Tính toán tổn hao trên đường truyền

Loại tổn hao Đơn vị Số lượng Tổng

Tổn hao sợi 0,25dB/km 200km 50dB

Tổn hao mối

hàn

0,1dB 99 9.9dB

Tổn hao mối nối

connecter

0,5dB 2 1dB

Dự phòng 4dB 4dB

Bảng 2.3: tổn hao trên đường truyền

2.6. Dựa vào BER, xác định Q, và eSNR.

Nhóm 16 Trang 6


Ta có: Q=

I 1−I 0

σ 1−σ0 (3)

I 1 , I 0 : Biên độ dòng điện của bít 1 và bít 0

σ 1 , σ0 : 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:

BE R=12

erfc ( Q

√2)

(4)

Mặt khác ta có: Theo định nghĩa eSNR ở bộ thu quang có thể được viết dưới dạng

tỉ số giữa công suất tín hiệu đỉnh với công suất nhiễu hiệu dụng:

(5)

Theo công thức (4.19) [...] thế các giá trị và và , do đó:

(6)

Từ (5) và (6), ta có: (7)

Suy ra: eSNR=4Q2

Nhóm 16 Trang 7

0 0I

1I1ER= erfc

2 2 2B

1 eSNRBER= erfc

2 2 2


Hình 1.4:Mối quan hệ giữa BER và Q

Quan hệ giữa BER và hệ số phẩm chất Q ta chọn Q=7. Suy ra được eSNR = 196

2.7. Tính toán độ nhạy máy thu khi biết eSNR

Nhiễu lượng tử được tính theo biểu thức trên còn nhiễu dòng tối được biểu diễn

theo công thức : N D=N DB+N DS=2 RL q( I DB+ I DS )Be (8)

Nhiễu nhiệt phụ thuộc vào nhiệt độ tuyệt đối, băng thông điện và biểu diễn dưới

dạng : (9)

Với K=1,38.10-23 J/K là hằng số BoltZmam và T là nhiệt độ tuyệt đối

Công suất tín hiệu đến : (10)

Do đó tỉ số eSNR trong trường hợp tách sóng trực tiếp sử dụng photodiode PIN

cho bởi:

eSNRPIN−DD=Ssignal

N Q+NDB+N DS+NT

=RL R2PRX

2

[(2 qSPRX+2q( I DB+ IDS )+4 KTRL

)RL Be ] (11)

Thay các giá trị vào (11) ta có:

(0. 95×Pr x )2

3,2.10−19(0 ,95×Pr x+0,3 .10−9 )×2,5 . 109+4×1 ,38 . 10−23×300×2,5 .109

50

=196

Nhóm 16 Trang 8

4T eN KTB

2 2 2.signal L P L RXS R I R R P


Triển khai công thức ta có phương trình bậc 2 theo PRX:

0,9025P2RX -1,4896.10-7PRX -1,6229.10-10 = 0

Giải phương trình bậc hai ta chọn nghiệm : PRX = 13,49.10-6 W

Vậy độ nhạy của máy thu là: PRX = 13,49.10-6 W hay PRX =-18.699dBm

Từ đó ta có công suất phát tối ưu cho laser trong trường hợp sử dụng PIN:

Ta có: (12)

Chọn G = 46 dB

Suy ra :PT =PA - G + PRX =64,9- 46 + (-18,699) = 0.201 dBm

Vậy chọn công suất phát tối ưu là 0 dBm

2.8. Tính toán độ khuếch đại và vị trí đặt.

Gọi L0 là khoảng truyền dẫn mà hệ thống làm việc tốt (máy thu vẫn thu tốt tín

hiệu từ máy phát) mà không cần EDFA.

Ta có: (13)

=(1+18.699)/0.25=78.796 km

Như vậy khoảng cách truyền dẫn cần đặt bộ EDFA là cách máy phát 80 km

Giả sử độ khuếch đại mỗi bộ là 25 dB thì số EDFA cần sử dụng là:

= ((200-80) x 0.25)/25 =1.2

Vậy số bộ khuếch đại là 2 bộ khuếch đại, mỗi bộ có độ lơi là 23dB.

Nhóm 16 Trang 9

oss1

m

RX TX i li

P P G P

Pr Ptx Ploss Ptx Lo

P PrtxLo

AB LoK

G


III. MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRÊN PHẦN MỀM OPTIWAVE.

3.1. Sơ đồ hệ thống mô phỏng

Hình 3.1: sơ đồ hệ thống

Nhóm 16 Trang 10


- Khoảng cách truyền dẫn là: 25.8= 200km

- Tốc độ bit: 10Gbps

- Loại sợi đơn mode: SMF

- Nguồn phát: Nguồn Laser

- Phương thức điều chế: Điều chế ngoài.

- Nguồn thu: Photodiode PIN, kết hợp 2 bộ lọc thông dải và

thông thấp Bessel.

3.2. Giới thiệu các thành phần trong hệ thống mô phỏng.

3.2.1. Nguồn phát:

Sử dụng nguồn CW laser (Continuous Wave Laser) nhằm giảm ảnh hưởng của tán

sắc sợi.

3.2.2. Bộ tạo chuỗi bit ngẫu nhiên

3.2.3. Bộ điều chế ngoài Mach-Zehnder

3.2.4. Bộ tạo xung RZ

Kỹ thuật điều chế RZ (Return to Zero) và kỹ thuật điều chế NRZ (Non-Return to

Zero) là phương pháp điều chế biên độ xung.

RZ NRZ

Nhận biết Xung quang đại diện cho bit 1

ngắn hơn bit slot và trở về 0

trước khi điều chế hết chu kỳ.

Xung quang bao hết bit slot và

không trở về 0 giữa các bit 1 liên

tiếp.

Tốc độ Rb = ½ RS Rb =RS

Băng

thông

BW≥Rb BW≥Rb

2

Nhóm 16 Trang 11


Chu kỳ

làm việc

Nhỏ hơn 1 (thường là 33%

đến 50%)

Chu kỳ là 1

Ưu điểm RZ có ưu việt trong truyền dẫn

đa kênh vì chu kỳ làm việc

nhỏ hơn 1, nên khoảng cách ly

giữa các kênh truyền dẫn lớn

hơn, hay dung sai tán sắc cao

hơn.

Khi truyền đơn kênh thì bỏ qua

hoàn toàn các loại nhiễu do hiệu

ứng trộn bốn bước sóng, do vậy

khi đó nếu có tán sắc gây ra giãn

xung thì cũng không gây ảnh

hưởng giữa các kênh liền kề (vì

tuyền dẫn đơn kênh). Mà đường

bao của xung chính là đường bao

của sóng mang trong dạng điều chế

ASK, vậy thì chu kỳ làm việc =1

sẽ cho năng lượng truyền tốt hơn

Ví dụ chuối bit sau : 1 0 1 1 0 1

Bảng 3.1: So sánh RZ và NRZ

3.2.5. Sợi đơn mode SMF.

Các thông số của sợi đơn mode trong hệ thống:

Chọn sợi đơn mode theo khuyến nghị G652

Nhóm 16 Trang 12

0 1 2 3 4 5 60

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 1 2 3 4 5 60

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Mã hóa RZ

Mã hóa NRZ


Hệ số suy hao: 0,25dB/km

Độ tán sắc: 17ps/nm/km

Độ dốc tán sắc: 0,08ps/ /km

3.2.6. Sợi bù tán sắc DCF

Các thông số sợi bù tán sắc:

Hệ số suy hao: 0,6dB/km

Chọn chiều dài thông thường của sợi bù tán sắc là 10km, do đó có độ tán sắc của

sợi DCF: D2= - (L1/L2)*D1=-153ps/nm/km

IV. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

4.1. Mô phỏng trong trường hợp bù hoàn toàn. (D1.L1= D2.L2)

Ta chọn độ tán sắc của sợi bù trong trường hợp này là: D2= - 90/10*17= -153ps/nm/km

4.1.1. Giá trị mô phỏng khi thay đổi công suất phát:

Nhóm 16 Trang 13


Bảng 4.1: Giá trị mô phỏng khi thay đổi công suất khi bù hoàn toàn

Kết luận:

- Vì ta tiến hành bù hoàn toàn, nên không bị ảnh hưởng của tán sắc. Do đó kết

quả thu được là rất tốt.

- Trong tính toán thì ta đặt bộ khuếch đại ở vị trí cách nguồn 80 km. Nhưng mô

phỏng ta đặt cách nguồn 90 km là do trong mô phỏng thì các điều kiện là hoàn

toàn lý tưởng không bị ảnh hưởng của mối hàn, độ suy hao giảm, và trong tính

toán đã có tính dự phòng nên ta mô phỏng với 90 km vẫn hợp lý.

- Khi mà BER của bên thu đạt ngưỡng 10e-12 thì ta có thể thấy công suất phát là

-3dB. Giá trị này tương đối nhỏ, vì ta đang mô phỏng trong trường hợp lý

tưởng và có bù tán sắc.

- Độ nhạy của máy thu tương ứng với BER = 10e-12 xấp xỉ là -19,0721dBm.

4.1.2. Mối quan hệ công suất phát và BER.

Nhóm 16 Trang 14


Sử dụng chức năng vẽ đồ thị của phần mềm optiwave ta có mối quan hệ giữa

công suất phát và logBER

Hình 4.1 : Mối quan hệ công suất phát_BER trong bù hoàn toàn

4.1.3. Mối quan hệ công suất thu và BER:

Sử dụng chức năng vẽ đồ thị của phần mềm optiwave ta có mối quan hệ giữa công

suất thu và logBER

Nhóm 16 Trang 15


Hình 4.2. mối quan hệ công suất thu_ BER trong bù hoàn toàn

4.1.4. Mối quan hệ giữa hệ số phẩm chất và BER.

Sử dụng chức năng vẽ đồ thị của phần mềm optiwave ta có mối quan hệ giữa Hệ

số phẩm chất Q và logBER.

Nhóm 16 Trang 16


Hình 4.3. Mối quan hệ Q_BER trong bù hoàn toàn

Nhận xét :

Khi công suất phát tăng thì BER giảm.

Công suất thu nằm trong mức ngưỡng của photodiode (-10dBm 20dBm),

đảm bảo máy thu làm việc bình thường. Công suất thu và BER tỉ lệ với nhau.

Công suất thu càng lớn thì tỉ lệ lỗi bit tương ứng càng giảm

Hệ số phẩm chất và BER tỉ lệ với nhau

Vậy: Trong trường hợp có bù thì ta chọn công suất phát tối ưu là Ptx=-2dBm

Khi đó BER là 3.3e-16 ;Hệ sô phẩm chất là 8

Biểu đồ mắt trong trường hợp này là :

Nhóm 16 Trang 17


Hình 4.4. Biểu đồ mắt trường hợp bù hoàn toàn

4.2. Mô phỏng trong trường hợp bù không hoàn toàn D1.L1#D2.L2

Ta chọn độ tán sắc của sợi bù trong trường hợp này là D2= -130ps/nm/km

4.2.1. Giá trị mô phỏng khi thay đổi công suất phát

Nhóm 16 Trang 18


Bảng 4.2. giá trị mô phỏng khi thay đổi công suất phát khi bù không hoàn toàn

Kết luận:

- Khi ta tiến hành bù không hoàn toàn mà chỉ bù một phần thì chất lượng của hệ

thống suy giảm đáng kế

- Tỉ số bit lỗi BER tăng,hệ số phẩm chất giảm

- Khi mà BER của bên thu đạt ngưỡng 10e-12 thì ta có thể thấy công suất phát là

-2,5 dBm.

- Độ nhạy của máy thu ứng với BER = 10e-12 xấp xỉ là -18.22 dBm

4.2.2. Mối quan hệ công suất phát và BER:


suất phát và logBER.

Nhóm 16 Trang 19


Hình 4.5: Mối quan hệ công suất phát_BER trong bù không hoàn toàn

4.2.3. Mối quan hệ công suất thu và BER:


suất thu và logBER.

Hình 4.6. mối quan hệ công suất thu_ BER trong bù không hoàn toàn

Nhóm 16 Trang 20


4.2.4. Mối quan hệ giữa Q và BER:

Sử dụng chức năng vẽ đồ thị của phần mềm optiwave ta có mối quan hệ giữa Hệ

số phẩm chất Q và logBER.

Hình 4.7. Mối quan hệ Q_ BER trong bù không hoàn toàn

Nhận xét :

Khi công suất phát tăng thì BER giảm.

Công suất thu nằm trong mức ngưỡng của photodiode (-10dBm 20dBm),

đảm bảo máy thu làm việc bình thường. Công suất thu và BER tỉ lệ với nhau.

Công suất thu càng lớn thì tỉ lệ lỗi bit tương ứng càng giảm

Hệ số phẩm chất và BER tỉ lệ với nhau

Nhóm 16 Trang 21


Vậy: Trong trường hợp không bù hoàn toàn thì ta chọn công suất phát tối ưu là

Ptx= -1 dBm

Khi đó BER là 4.8-17 ;Hệ sô phẩm chất là 8,2

Biểu đồ mắt trong trường hợp này là :

Hình 4.8. Biểu đồ mắt trong bù không hoàn toàn

4.2.5. So sánh giữa bù hoàn toàn tán sắc và khi bù không hoàn toàn tán sắc:

a. So sánh về BER:

Phương pháp bù hoàn toàn thì thu được tỉ lệ lỗi bit thấp hơn so với bù không hoàn

toàn.

Nhóm 16 Trang 22


Với cùng công suất phát thì tỉ lệ lỗi bit của phương pháp bù hoàn toàn luôn thấp

hơn so với phương pháp bù không hoàn toàn.

Hình 4.9. Đồ thị BER

b. So sánh về hệ số phẩm chất:

Phương pháp bù hoàn toàn thì thu được hệ số phẩm chất cao hơn so với bù không

hoàn toàn.

Với cùng công suất phát thì hệ số phẩm chất của phương pháp bù hoàn toàn luôn

cao hơn phương pháp bù không hoàn toàn.

Hình 4.10. đồ thị hệ số phẩm chất

Nhóm 16 Trang 23

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

Power(dBm)

Min

.Log o

f B

ER

bù không hoàn toànbù hoàn toàn

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 44

6

8

10

12

14

16

18

Power(dBm)

Qualit

y fa

ctor

Q

Bù không hoàn toànBù hoàn toàn


4.3. Mô phỏng với các trường hợp tốc độ bit khác nhau:

Chọn công suất phát là -1dBm

Ta tiến hành mô phỏng với các trường hợp tốc độ bit khác nhau,sử dụng phương

pháp bù hoàn toàn.

Ta bảng giá trị sau:

Công suất phát

Ptx=-1dBm

Bit rate

(Gbps)

Hệ số phẩm

chất Q

Tỉ lệ lỗi bit

BER

1 32.335 7.2e-230

2 19.1028 8.00243e-82

3 16.3768 8.87529e-61

4 15.1063 4.8404e-52

5 14.4483 9.1135e-48

6 12.6137 5.8068e-37

7 9.80896 3.4587e-23

8 11.458 7.15997e-31

9 9.65953 1.59941e-22

10 9.19 1.35689e-20

11 8.00848 3.95806e-16

12 7.30198 1.02651e-13

13 8.64685 1.957e-18

14 8.25388 5.50977e-17

15 6.546 2.1019e-11

16 7.69305 5.22587e-15

17 6.72028 6.8751e-12

18 6.82419 3.25772e-12

19 5.6436 6.11624e-9

20 5.81371 2.34084e-9

Bảng: 4.3. Các BitRate khác nhau, dùng bù hoàn toàn

Nhóm 16 Trang 24

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20-250

-200

-150

-100

-50

0

Bit Rate(Gbps)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 205

10

15

20

25

30

35

Bit Rate(Gbps)


Hình 4.11. Mối quan hệ giữa bit rate và logBER

Mối quan hệ giữa hệ số phẩm chất Q và bit rate:

Hình 4.12. Mối quan hệ giữa Q và BitRate

Nhóm 16 Trang 25

Min.Log of BER

Quality factor Q


Nhận xét:

Vì hệ thống thông tin quang ta thiết kế cho tốc độ bit là 10Gbps nên với các giá

trị tốc độ bit nhỏ hơn 10Gbps thì chất lượng của hệ thống rất là tốt (BER nhỏ

và Q lớn)

Với những giá trị tốc độ bit cao hơn thì chất lượng hệ thống bị suy giảm đáng

kể,để hệ thống làm việc với tốc độ bit cao hơn thì ta cần tính toán thiết kế lại

để hệ thống làm việc tốt với tốc độ bit cao.

Với cấu hình hệ thống mà ta thiết kế thì nếu truyền dẫn tốc độ bít cao sẽ gây

nên hiện tượng méo và suy giảm tín hiệu tại đầu thu, còn truyền dẫn tốc ðộ bít

thấp sẽ không tận dụng hết dung lýợng của hệ thống.

+Mô phỏng với một số trường hợp của Bit rate như 2.5Gbps , 5Gbps, 10Gbps,

15Gbps

Bảng số liệu so sánh một số trường hợp bit rate:

Công

suất phát

(dBm)

Log(BER) Hệ số phẩm chất

Q

2.5Gbps 5Gbps 10Gbps 15Gbps 2.5Gbp

s

5Gbps 10Gbps 15Gbps

-4 -46.163 -22.8629 -9.40217 -5.41845 14.306 9.90646 6.09684 4.41638

-3.5 -52.1301 -25.7835 -10.6451 -6.05885 15.2316 10.5567 6.53796 4.72307

-3 -58.8414 -29.0924 -12.0491 -6.77589 16.2102 11.249 7.00427 5.04621

-2.5 -66.4032 -32.8167 -13.6639 -7.58516 17.247 11.9812 7.50626 5.38946

-2 -74.8665 -36.9938 -15.4799 -8.50542 18.3385 12.7533 8.03468 5.75654

-1.5 -84.3907 -41.6925 -17.5226 -9.53723 19.4943 13.5701 8.59149 6.14356

-1 -95.1205 -47.0403 -19.8675 -10.6774 20.7197 14.4443 9.19038 6.54608

-0.5 -107.146 -52.9689 -22.5375 -11.9747 22.0127 15.356 9.82907 6.97729

Nhóm 16 Trang 26


0 -120.645 -59.6823 -25.5354 -13.4484 23.3793 16.3276 10.5009 7.43814

0.5 -135.74 -67.1827 -28.9435 -15.0894 24.8189 17.3494 11.2169 7.92093

1 -152.69 -75.6153 -32.8269 -16.9312 26.3422 18.4311 11.9815 8.43107

1.5 -171.783 -85.1602 -37.1788 -19.0016 27.9591 19.584 12.7851 8.97095

2 -193.003 -95.8591 -42.1598 -21.3072 29.6532 20.8008 13.6475 9.53717

2.5 -216.824 -107.954 -47.7147 -23.9589 31.4465 22.0964 14.5497 10.1504

3 -243.653 -121.454 -54.0843 -26.8155 33.3514 23.4583 15.5206 10.7728

3.5 -273.557 -136.737 -61.3256 -30.0181 35.3541 24.9108 16.5559 11.4311

4 -307.177 -153.956 -69.4578 -33.697 37.4781 26.4523 17.6468 12.1441

Bảng 4.4. Bảng số liệu mô phỏng 1 số trường hợp khác

Đồ thị so sánh các trường hợp bit rate trên:

+So sánh về BER:

Hình 4.13: Đồ thị so sánh các BER trong các trường hợp khác nhau.

Nhóm 16 Trang 27

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4-350

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

Power(dBm)

Min

.Log

of B

ER

Bit rate 5Gbps

Bit rate 10Gbps

Bit rate 15Gbps

Bit rate 2.5Gbps


+So sánh về hệ số phẩm chất Q:

Hình 4.15: đồ thị so sánh các hệ số phẩm chất trong các trường hợp khác nhau.

Nhận xét:

-Vì hệ thống thông tin quang ta thiết kế cho tốc độ bit là 10GHz nên với các giá trị

tốc độ bit nhỏ hơn 10GHz thì chất lượng của hệ thống rất là tốt (BER nhỏ và Q

lớn)

-Với những giá trị tốc độ bit cao hơn thì chất lượng hệ thống bị suy giảm đáng

kể,để hệ thống làm việc với tốc độ bit cao hơn thì ta cần tính toán thiết kế lại để

hệ thống làm việc tốt với tốc độ bit cao.

Nhóm 16 Trang 28

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 40

5

10

15

20

25

30

35

40

Power(dBm)

Qua

lity

fact

or Q

Bit rate 2.5GbpsBit rate 5GbpsBit rate 10GbpsBit rate 15Gbps


-Do đó, với cấu hình hệ thống mà ta thiết kế thì nếu truyền dẫn tốc độ bít cao sẽ

gây nên hiện tượng méo và suy giảm tín hiệu tại đầu thu, còn truyền dẫn tốc độ bít

thấp sẽ không tận dụng hết dung lượng của hệ thống.

Bảng 4.5 :Xác suất lỗi của hàm Q(x)

Nhóm 16 Trang 29


Nhóm 16 Trang 30


TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Giáo trình: Thông tin sợi quang, PGS- TS Nguyễn Văn Tuấn, NXB Giáo dục Việt

Nam.

2. Giáo trình: Kỹ thuật thông tin quang, TS Lê Quốc Cường & Th.S Đỗ Văn Việt

Em & Th.S Phạm Quốc Hợp, Học viện công nghệ Bưu chính viễn thông.

3. http://en.wikipedia.org/wiki/Eye_pattern

4. http://en.wikipedia.org/wiki/Q_factor

5. http://vntelecom.org/diendan/showthread.php?t=598

Nhóm 16 Trang 31

http://vntelecom.org/diendan/showthread.php?t=598

http://en.wikipedia.org/wiki/Q_factor

http://en.wikipedia.org/wiki/Eye_pattern

10gbps in smf system aplication rz

Documents