Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
3 Phân tích mạng truy nhập GPON dựa trên phầm mềm OptiSystem

3 Phân tích mạng truy nhập GPON dựa trên phầm mềm OptiSystem

Tải bản đầy đủ - 0trang

Luận văn tốt nghiệp



Chương 3: Thiết kế mạng truy nhập GPON



Khi đó:BER=[P(0/1) +P(1/0)]

Hình 3.7 (b) chỉ ra xác suất P (0/1) và P (1/0) phụ thuộc vào hàm mật độ xác

suất P(I). Dạng hàm P (I) phụ thuộc vào thống kê nguồn nhiễu. Với nhiễu biên độ

tuân theo hàm phân bố Gaussian, ta có:



Mỗi một hàm Gaussian có một giá trị σ khác nhau. Trong đó erfc là hàm bù

lỗi được định nghĩa như sau:



Phương trình này chỉ ra rằng BER phụ thuộc vào dòng ngưỡng I D. Trên thực

tế ID được đánh giá dựa trên giá trị BER nhỏ nhất. Trường hợp nhỏ nhất khi I D được

chọn theo cơng thức:



Tính xấp xỉ ta có :



Suy ra:



Ta có: σ0 = σ1



Khi đó, BER min. Khi đó P(1/0) = P(0/1). Điều này có thể nhìn thấy rõ trong

hình 3.7(b). Thay các giá trị tìm được vào cơng thức tính BER ta có:



Với



Phương trình trên chỉ ra mối quan hệ giữa BER và hệ số Q: Q giảm thì BER

Nguyễn Quang Huy CB110855



52



Luận văn tốt nghiệp



Chương 3: Thiết kế mạng truy nhập GPON



tăng và ngược lại. Ta có thể thấy rõ điều đó thơng qua đồ thị dưới đây:



Hình 3.8: Mối quan hệ giữa hệ số phẩm chất Q và tỉ lệ lỗi bit BER

3.3.1.2 Hệ số phẩm chất Q.

Định nghĩa: Hệ số chất lượng tín hiệu là tỉ số tương đương với tỉ lệ tín hiệu

trên nhiễu (SNR) của tín hiệu điện ở bộ thu sau khi được khuếch đại. Hệ số này được

tính dựa theo cơng thức.



Hình 3.9: Hệ số Q tính theo biên độ



Nguyễn Quang Huy CB110855



53



Luận văn tốt nghiệp



Chương 3: Thiết kế mạng truy nhập GPON



3.3.1.3 Đồ thị mắt

Định nghĩa: Biểu đồ mắt hay mẫu mắt là một hình ảnh cho thấy rất rõ mức độ

méo của tín hiệu số. Ở đầu ra phần băng gốc của hệ thống (sau khi lọc băng gốc,

trước khi lấy mẫu quyết định bit truyền là 1 hay 0), các hệ thống ln có một điểm

đo, từ đó dẫn tín hiệu vào một oscilloscope. Nếu tần số quét của oscilloscope bằng

với tốc độ bit của tín hiệu thì trên màn hình hiển thị của oscilloscope, các tín hiệu sẽ

dừng lại trùng lên nhau. Nếu xem mức tín hiệu dương là mí mắt bên trên, tín hiệu âm

là mí mắt bên dưới, ta sẽ có một hình ảnh như một mắt người mở. Đó chính là mẫu

mắt. Mẫu mắt với vơ số tín hiệu đi vào oscillocscope thì chồng lên nhau. Những hình

ảnh đó cho thấy mức độ méo của tín hiệu và độ dự trữ tạp âm.

Gọi giá trị đỉnh dương của tín hiệu khơng méo lý tưởng là 1 còn giá trị đỉnh

âm của tín hiệu khơng méo lý tưởng là -1 thì độ mở của mẫu mắt lý tưởng sẽ là

(2/2)x100% = 100%, trong thực tế thì độ mở mẫu mắt sẽ là khoảng trắng lớn nhất

giữa các đường cong tín hiệu âm và dương, chia 2 và tín theo phần trăm. Mẫu mắt

cảng mở (số % càng lớn ) thì chất lượng tín hiệu càng tốt. Ngược lại với độ mở mẫu

mắt là độ đóng mẫu mắt

Mẫu mắt được gọi là mở nếu độ mở mẫu mắt lớn hơn 0. Mẫu mắt được gọi là

đóng nếu độ mở bằng 0. Mẫu mắt thường là từ 20% – 30%, tùy theo hệ thống có mã

chống nhiễu hay khơng. Mẫu mắt được xem là bình thường nếu ở khoảng lớn hơn

50%. Thực tế thì yêu cầu lớn hơn, khoảng 75%.

3.3.1.4 Mối quan hệ giữa tỉ lệ lỗi bit với đồ thị mắt

Đồ thị mắt thể hiện một cách trực quan các chuỗi bit “0” và “1” nhưng bỏ qua

một số thông số khác. Thông thường, đồ thị mắt là sự kết hợp của các mẫu điện áp

hoặc thời gian của các tín hiệu gốc. Một oscilloscope, có thể có tốc độ lấy mẫu là 10

Gbps. Điều đó có nghĩa là phần lớn các mẫu mắt được tạo ra từ một số ít các mẫu tín

hiệu. Nhưng một vấn đề dễ gặp phải đó là khi số mẫu ít khi xuất hiện. Những kết quả

này có thể có liên quan đến nhau, nhiễu liên quan đến hoặc xuất phát từ các hiệu ứng

khác như hiệu ứng crosstalk và các hiệu ứng giao thoa. Nó có thể khơng xuất hiện

trong đồ thị mắt nhưng nó lại ngăn cản việc liên kết các mức tín hiệu (có thể hiểu ở

đây là các mức điện áp đặc trưng cho các bit “0” và “1”).

Nguyễn Quang Huy CB110855



54



Luận văn tốt nghiệp



Chương 3: Thiết kế mạng truy nhập GPON



3.3.2 Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến mạng quang

3.3.2.1 Đo kiểm các thông số cơ bản của mạng

Với các thông số đã được thiết lập trong kịch bản 1, chúng ta tiến hành đo và

có những kết quả sau đây:

 Công suất.

Sử dụng thiết bị Optical Power Meter để đo công suất tại các điểm cần đo.

Công suất đo tại đầu ra của OLT khi công suất đường xuống là Pphát =2 dBm.



Hình 3.10: Cơng suất đo tại đầu ra của OLT khi Pphát =2 dBm

Công suất đo tại đầu vào của ONU1 công suất đường xuống là Pphát =2 dBm.



Hình 3.11: Cơng suất đo tại đầu vào của ONU 1 khi Pphát = 2dBm

Sử dụng thiết bị Ber Analyzer để đo BER, hệ số phẩm chất Q và đồ thị mắt tại

phía người sử dụng 1 ta có kết quả như hình 3.12.



Nguyễn Quang Huy CB110855



55



Luận văn tốt nghiệp



Chương 3: Thiết kế mạng truy nhập GPON



Hình 3.12: Kết quả đo tại người sử dụng 1 trong kịch bản 1



Hình 3.13: Đồ thị Min BER tại người sử dụng 1 trong kịch bản 1



Hình 3.14: Đồ thị mắt tại người sử dụng 1 trong kịch bản 1

Nguyễn Quang Huy CB110855



56



Luận văn tốt nghiệp



Chương 3: Thiết kế mạng truy nhập GPON



Hình 3.15: Đồ thị hệ số phẩm chất Q tại người sử dụng 1 trong kịch bản 1

3.3.2.2 Ảnh hưởng của khoảng cách

Kịch bản 2: Giữ nguyên các tham số của mạng trong kịch bản 1 chỉ thay đổi

khoảng cách truyền dẫn là L = 10km. Tiến hành phân tích lại các thơng số cơ bản tại

phía người sử dụng 1 để thấy chất lượng truyền dẫn trong mạng thay đổi như thế nào.

Trong kịch bản 1 nêu trên với khoảng cách truyền dẫn là L = 20km, công suất

phát tại đường xuống là Pp = 2 dBm ta thu được các kết quả đo tại người sử dụng 1

như hình 3.12.

Trong kịch bản 2, với khoảng cách truyền dẫn là L = 10 km, Pphát = 2 dBm ta

có kết quả đo tại người sử dụng 1 như hình 3.16.



Hình 3.16: Kết quả đo tại người sử dụng 1 trong kịch bản 2 với L = 10km

Nguyễn Quang Huy CB110855



57



Luận văn tốt nghiệp



Chương 3: Thiết kế mạng truy nhập GPON



Hình 3.17: Đồ thị Min BER tại người sử dụng 1 trong kịch bản 2



Hình 3.18: Đồ thị mắt tại người sử dụng 1 trong kịch bản 2

Nguyễn Quang Huy CB110855



58



Luận văn tốt nghiệp



Chương 3: Thiết kế mạng truy nhập GPON



Hình 3.19: Đồ thị hệ số phẩm chất Q tại người sử dụng 1 trong kịch bản 2

Đánh giá: Qua các kết quả đo ở trên ta thấy rằng, ở khoảng cách càng ngắn thì

tỉ lệ lỗi bit càng giảm. Với khoảng cách truyền dẫn là L = 10km thì đo được Min

BER tại phía người sử dụng 1 là 6.33418e-55 còn ở khoảng cách L = 20 km thì Min

BER là 1.48707e-10. Rõ ràng sự chênh lệch giữa hai khoảng cách này là rất lớn.Và

độ mở mắt của đồ thị mắt đã to hơn, chứng tỏtín hiệu được truyền trong mạng đã tốt

hơn, vì khoảng cách truyền ngắn hơn nên tỉ lên lỗi bít cũng như các ảnh hưởng của

môi trường truyền dẫn như: suy hao, nhiễu,tán sắc.. đã ít hơn.Mạng đã truyền tốt

hơn.

3.3.2.3 Ảnh hưởng của hệ số tỉ lệ chia SPLITTER

Kịch bản 3: Giữ nguyên các tham số của mạng trong kịch bản 1 chỉ thay đổi

hệ số tỉ lệ chia của bộ splitter là 1:16. Tiến hành thiết kế lại các thông số cơ bản tại

phía người sử dụng 1.

Trong kịch bản 3, với khoảng hệ số tỉ lệ chia của bộ splitter là 1:16,

Pphát = 2 dBm, L = 20 km ta có kết quả đo tại người sử dụng 1 như hình 3.20.



Hình 3.20: Kết quả đo tại người sử dụng 1 trong kịch bản 3 với bộ chia 1:16

Nguyễn Quang Huy CB110855



59



Luận văn tốt nghiệp



Chương 3: Thiết kế mạng truy nhập GPON



Hình 3.21: Đồ thị Min BER tại người sử dụng 1 trong kịch bản 3



Hình 3.22: Đồ thị mắt tại người sử dụng 1 trong kịch bản 3

Nguyễn Quang Huy CB110855



60



Luận văn tốt nghiệp



Chương 3: Thiết kế mạng truy nhập GPON



Hình 3.23: Đồ thị hệ số phẩm chất Q tại người sử dụng 1 trong kịch bản 3



Hình 3.24: Công suất đo được tại đầu vào của bộ ONU1 với bộ chia 1:16

Đánh giá: Khi hệ số chia càng lớn thì cơng suất đầu ra của bộ chia cũng như

công suất đầu vào của ONU càng giảm dẫn tới độ mở của đồ thị mắt tại người sử

dụng càng nhỏ, tỉ lệ lỗi bit càng lớn. Với bộ chia 1:16 trong kịch bản 3 này thì Min

BER đo được tại phía người sử dụng là 0,000813539tăng lên rất nhiều so với Min

BER = 1.48707e-10 trong kịch bản 1.Tỉ lệ chia càng tăng thì tỉ lệ lỗi bít càng lớn và

ngược lại.



Nguyễn Quang Huy CB110855



61



Luận văn tốt nghiệp



Chương 3: Thiết kế mạng truy nhập GPON



3.3.2.4 Ảnh hưởng của công suất phát

Kịch bản 4: Giữ nguyên các tham số của mạng trong kịch bản 1 chỉ tăng công

suất phát của đường xuống lên 5dBm, Pphát = 5dBm. Tiến hành thiết kế lại các thơng

số cơ bản tại phía người sử dụng 1.



Hình 3.25: Cơng suất đo được tại đầu ra của bộ OLT khi Pphát = 5dBm



Hình 3.26: Cơng suất đo được tại đầu vào của bộ ONU1 khi Pphát = 5dBm

Nhận thấy khi tăng công suất phát P phát = 5dBm tại đường xuống thì cơng suất

tại đầu vào ONU cũng tăng lên theo tỉ lệ thuận.

Kết quả thiết kế tại người sử dụng 1 là:



Hình 3.27: Kết quả đo tại người sử dụng 1 trong kịch bản 4 với Pphát = 5dBm



Nguyễn Quang Huy CB110855



62



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

3 Phân tích mạng truy nhập GPON dựa trên phầm mềm OptiSystem

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×