Posts & Telecommunications
Institude of Technology
P TIT
Lê Thanh Th yủ
1
Posts & Telecommunications
Institude of Technology
P TIT
Lờ Thanh Th y
2
Nội dung chính
THIT K TUYN THễNG TIN QUANG
Chọn tuyến
Xác định tốc độ bít hệ thống
Tính toán chiều dài đoạn ghép
Tính theo quỹ suy hao
Tính theo quỹ thời gian tăng của xung
Chọn cấu hình mạng và cấu hình chuyển mạch bảo vệ
Lựa chọn thiết bị
Posts & Telecommunications
Institude of Technology
P TIT
Lê Thanh Th yủ
3
ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang
ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang
Phương pháp thiết kế truyền thống: đồng thời kiểm
tra các điều kiện
+ Quỹ công suất: ®¶m b¶o tÝn hiÖu tíi bé thu víi c«ng suÊt ®ñ lín ®Ó ®¶m b¶o
chÊt l îng cña tuyÕn.
+ Quĩ thời gian lên: ®¶m b¶o cho hÖ thèng cã thÓ lµm viÖc chÝnh x¸c t¹i mét

tèc ®é bit nµo ®ã.
+ Yêu cầu về OSNR:
Posts & Telecommunications
Institude of Technology
P TIT
Lờ Thanh Th y
4
Thiết kế tuyến thông tin quang
Thiết kế tuyến thông tin quang
Phng phỏp thit k truyn thng:
+ Qu cụng sut: quĩ công suất (tính theo dB) của từng kênh b ớc sóng đ ợc xác
định. (1)
PsLR
i
iS
PMCPGP ++=+

trong đó:
+ C
L
là tổng suy hao
+ P
C
là suy hao xen của các thành phần thụ động trên tuyến
(nh suy hao mối hàn, connector, suy hao xen của các bộ bù tán sắc,
các bộ xen/rẽ b ớc sóng trên đ ờng truyền )
+ Gi (dB) là độ khuếch đại của các bộ kđại quang trên tuyến
+ Ms là l ợng công suất d ra dành cho sự thiệt thòi về công suất
phát sinh trong quá trình làm việc của hệ thống
+ P

p
là độ thiệt thòi về công suất (do hiện t ợng chirp của nguồn
phát, do tán sắc sợi quang, do các hiệu ứng phi tuyến, do xuyên
kênh giữa các bộ tách/ghép b ớc sóng )
CL
PLC +=

(2)
Posts & Telecommunications
Institude of Technology
P TIT
Lờ Thanh Th y
5
Thiết kế tuyến thông tin quang
Thiết kế tuyến thông tin quang
Tính toán thiết kế dựa trên hệ số Q hoặc OSNR:
- Yêu cầu dự phòng cho tuyến WDM:
Suy hao xen và các suy hao khác (hoạt động ở vùng 1550nm)
Posts & Telecommunications
Institude of Technology
P TIT
Lê Thanh Th yủ
6
ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang
ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang
TÝnh to¸n thiÕt kÕ dùa trªn hÖ sè Q hoÆc OSNR:
- Yªu cÇu dù phßng cho tuyÕn WDM:
C¸c yªu cÇu dù phßng
Posts & Telecommunications
Institude of Technology

P TIT
Lờ Thanh Th y
7
Thiết kế tuyến thông tin quang
Thiết kế tuyến thông tin quang
Phng phỏp thit k truyn thng:
+ Qu thi gian lờn:
. Khái niệm: đ ợc dùng để phân bổ băng tần giữa các thành phần khác nhau trên
tuyến.
. Thời gian lên T
r
của một hệ thống tuyến tính đ ợc định nghĩa là thời gian mà đáp ứng
tăng từ 10% lên đến 90% giá trị đầu ra cuối cùng của hệ thống đó khi đầu vào của hệ
thống thay đổi một cách tức thì.
V
in
1
0 t
V
out
0,9
0 t
0,1
T
r
Hệ thống
tuyến tính
. Giữa băng tần

f và thời gian lên T

r
của hệ thống tuyến tính có mối quan hệ tỷ lệ
nghịch với nhau:
ff
T
r

=

=
35.0
2
2.2

Với dạng tín hiệu RZ,

f = B, ta có B.T
r
= 0,35.
Với dạng tín hiệu NRZ,

f

B/2 nên ta có B.T
r
= 0,7
(3)
Posts & Telecommunications
Institude of Technology
P TIT

Lê Thanh Th yủ
8
ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang
ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang
Phương pháp thiết kế truyền thống:
+ Quĩ thời gian lên:
. Khi thiÕt kÕ tuyÕn WDM ph¶i ®¶m b¶o:
. Thêi gian lªn cña hÖ thèng ® îc tÝnh:
Víi:



≤
B
B
T
r
/70.0
/35.0
víi tÝn hiÖu RZ
víi tÝn hiÖu NRZ
2222
recfibertrr
TTTT ++=
22
mod
2
GVDalfiber
TTT +=
( )

( )
( )
( )
2/1
2
2/1
2
22
LDLDTTT
PMDPMDchromGVD
+∆≈+=
λ
(4)
(5)
(6)
(7)
Posts & Telecommunications
Institude of Technology
P TIT
Lờ Thanh Th y
9
Thiết kế tuyến thông tin quang
Thiết kế tuyến thông tin quang
Phng phỏp thit k truyn thng:
+ Yờu cu v OSNR: OSNR là một trong các tham số quan trọng cần xem xét
đến khi thiết kế các hệ thống có sử dụng kđ quang.
e
o
dB
B

B
OSNRQ log10+=
2
2
1 Q
erfcBER =
Quan hệ giữa Q và OSNR:
B
0
băng tần quang (photodetector)
B
e
băng tần điện của bộ lọc máy thu
(8)
(9)
Posts & Telecommunications
Institude of Technology
P TIT
Lờ Thanh Th y
10
Thiết kế tuyến thông tin quang
Thiết kế tuyến thông tin quang
Tính toán thiết kế dựa trên OSNR:
-
Tính toán OSNR cho tuyến WDM điểm- điểm:
+ OSNR tại mỗi chặng:
NF
stage
- Hệ số nhiễu từng chặng
h - Hằng số Plank (6,6260 x 10

-34
),

- Tần số quang (193 THz)
f - Băng tần đo NF (th ờng = 0,1 nm)
P
in
- Công suất tại đầu vào bộ kđ
(10)
Posts & Telecommunications
Institude of Technology
P TIT
Lờ Thanh Th y
11
Thiết kế tuyến thông tin quang
Thiết kế tuyến thông tin quang
Tính toán thiết kế dựa trên OSNR:
- Tính toán OSNR cho tuyến WDM điểm- điểm:
+ OSNR của cả hệ thống (N chặng - span):
+ OSNR của cả hệ thống: (Trong t/h mỗi bộ kđ đều bù đ ợc suy hao L
(dB) của chặng tr ớc đó)
+ Lấy logarit 2 vế của pt (12):
+ Vì

f = 0,1 nm (hay 12,5 GHz), thay vào pt (13):
N
N
i
ifinal
OSNROSNROSNROSNROSNROSNR

1

11111
321
1
++++==

=
NfNFLh
P
OSNR
in
final
.
=

fNdBNFdBLPOSNR
indB
+= log10log10)()(93,158
(11)
(12)
(13)
NdBNFdBLPOSNR
indB
log10)()(58 +=
(14)
Posts & Telecommunications
Institude of Technology
P TIT
Lê Thanh Th yủ

12
ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang
ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang
TÝnh to¸n thiÕt kÕ dùa trªn hÖ sè Q hoÆc OSNR:
- L u ®å chung thiÕt kÕ DWDM:
Posts & Telecommunications
Institude of Technology
P TIT
Lờ Thanh Th y
13
Thiết kế tuyến thông tin quang
Thiết kế tuyến thông tin quang
Tính toán thiết kế dựa trên OSNR:
-
Bài toán 1: Thiết kế tuyến WDM gồm 4 chặng, biết suy hao mỗi chặng
L=25dB và bộ khuếch đại có G=22dB và NF=5dB.
+ Tính OSNR
final
nếu công suất vào P
in
=0dBm
+ Tính công suất tín hiệu ở đầu máy thu.
+ Hệ thống sẽ làm việc thế nào nếu độ nhạy máy thu nhỏ nhất là -25dBm.
+ Hệ thống sẽ làm việc nh thế nào nếu công suất vào là 10dBm (với độ nhạy
máy thu nhỏ nhất là -25dBm).
Posts & Telecommunications
Institude of Technology
P TIT
Lê Thanh Th yủ
14

ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang
ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang
TÝnh to¸n thiÕt kÕ dùa trªn OSNR:
-
Bµi to¸n 2: TÝnh sè chÆng trong mét tuyÕn WDM, biÕt P
in
=0 dBm,
OSNR
final
=20dB, chiÒu dµi tæng tuyÕn 300km, tèc ®é bÝt 2,5Gbps, NF=5 dB
(gi¶ thiÕt sîi quang lµ SMF cã hÖ sè suy hao 0,2 dB/km).
Posts & Telecommunications
Institude of Technology
P TIT
Lờ Thanh Th y
15
Thiết kế tuyến thông tin quang
Thiết kế tuyến thông tin quang
Tính toán thiết kế dựa trên OSNR:
-
Bài toán 3:
Trong một tuyến WDM, biết OSNR
final
=20dB, tán sắc sợi quang là
17ps/nm.km, suy hao chặng là 22 dB và công suất P
in
=10dBm. Tính chiều dài
tổng tuyến (giả thiết bộ khuếch đại quang có NF=4dB, tán sắc chịu đ ợc là
1600ps/nm).
Posts & Telecommunications

Institude of Technology
P TIT
Lờ Thanh Th y
16
Thiết kế tuyến thông tin quang
Thiết kế tuyến thông tin quang
Tính toán thiết kế dựa trên OSNR:
-
Bài toán 4:
Tính công suất tổng ở đàu ra của một bộ ghép 8 kênh DWDM nếu công suất
đầu vào đều bằng 0 dBm. (giả thiết suy hao xen bằng 5 dB).