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

Đề tài: Một số phương pháp tính toán trong thiết kế tuyến thông tin quang tốc độ caoGiáo viên hướng dẫn: TS Bùi Trung Hiếu ThS Vũ Hoàng SơnSinh viên thực hiện : Lê Đức VượngHỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG --------o0o--------ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌCTổng quan về thiết kế tuyến thông tin quangMột số phương pháp tính toán trong thiết kế tuyến thông tin quangTính toán theo giá trị xấu nhất của các tham sốTính toán theo số liệu thống kêNội dung đồ ánTổng quan về thiết kế tuyến thông tin quang Mô hình tuyến thông tin quangTuyến thông tin bao gồm các thành phầnPhần phát quangPhần truyền dẫnPhần thu quangTổng quan về thiết kế tuyến thông tin quangCác tham số ảnh hưởng đến thiết kế tuyến thông tin quangSuy haoTán sắcNhiễuQuỹ thời gianCác hiệu ứng phi tuyếnTổng quan về thiết kế tuyến thông tin quangSuy haoTán sắcLmax: chiều dài cực đại tuyến quangα : Hệ số suy hao sợi quangPt: Công suất đầu vào sợi quangPrec: Độ nhạy thuTổng 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 sángTự điều chế phaĐiều chế pha chéoHiệu ứng trộn bốn sóngTổng quan về thiết kế tuyến thông tin quangTổng quan về các phương pháp thiết kếQuỹ công suấtQuỹ thời gian lênĐiều kiện: Thời gian lên: Với Suy hao bộ nối quangHệ số suy hao sợiTổng suy hao các mối hànDự phòng hệ thốngTổng quan về thiết kế tuyến thông tin quangThiết kế theo cách tiếp cận tiêu chuẩnThiết 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 bịThiết 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.Một số phương pháp tính toán trong thiết kế tuyến thông tin quangTính toán theo các giá trị xấu nhất của các tham sốTính toán với tán sắcTrường hợp tốc độ bít thấp/phổ rộng hoặc Trường hợp tốc độ bít cao/phổ hẹpD: Hệ số tán sắc (ps/nm.km)L: Chiều dài (km)ε : phần chu kì bít được mở rộng tối đaB: Tốc độ bít (Gbps) : Phổ tần số (GHz)f : Chu trình làm việcTính toán theo các giá trị xấu nhất của các tham sốTính toán giá trị epsilon (ε) thông qua công thứcĐối với lase đơn modeĐối với lase đa mode Khi bù công suất là 1dB, hệ số Q=6.36, k = 0.7 thì ε = 0.115 P (dB)ε0.50.210.320.48Tính toán theo các giá trị xấu nhất của các tham sốThiết kế sử dụng bù tán sắc: Có hai kĩ thuật sử dụng để bù tán sắcKĩ thuật bù trướcKĩ thuật bù sauTính toán theo các giá trị xấu nhất của các tham sốTính toán OSNR cho tuyến điểm điểm Việc thiết kế dựa vào OSNR thì phải đảm bảo OSNR tầng cuối cùng nằm trong giới hạn cho phép của hệ thống và vì thế đáp ứng được tỉ số lỗi bít. Với hệ thống: OSNR cho mỗi tầng OSNR hệ thống: Tính toán theo các giá trị xấu nhất của các tham sốTính toán OSNR cho tuyến điểm điểmVới hệ thống N tầng khuếch đại, suy hao mỗi chặng Г (dB), thì OSNR tầng cuối cùng được cho bởi biểu thức:Loga hai vế: Với thì Tính toán theo các giá trị xấu nhất của các tham sốTính toán với xuyên âm quangXuyên âm liên kênhTổng quát: Trường hợp đơn kênh gây nhiễu:Trường hợp đa kênh gây nhiễu: 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 Trường hợp đơn kênh gây nhiễu: Trường hợp đa kênh gây nhiễuTính toán theo các giá trị xấu nhất của các tham sốTính toán theo số liệu thống kêMột số khái niệmXác suất ngừng hoạt động của hệ thống: Là xác suất tỉ số lỗi bít BER lớn hơn Mức ý nghĩa hệ thống: được xác định khi xác suất tham số hệ thống vượt quá một giá trị x nào đó.Ngưỡng xác suất hoạt động :là mức ý nghĩa tối đa của mỗi tham số hệ thống còn có thể chấp nhận đượcTính toán theo số liệu thống kêCác bước tính toánTính toán theo số liệu thống kêSuy hao thống kêTán 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 α: Hệ số suy hao của sợi quang αs : Suy hao ghép nối trung bình αc: Suy hao trung bình connector x: số mối ghép nối y: Số connector L: Chiều dài tuyếnTính toán theo số liệu thống kêTán sắc màu thống kêCác thống kê dạng chuỗi đối với sợi quang - Hệ số tán sắc trung bình: - Sử dụng định lí giới hạn trung tâm: - Với chiều dài đoạn cực đại là Lseg, chiều dài tuyến Ltot thì: - Khi đó tán sắc tổng: 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.KẾT LUẬNXIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN !