Thông tin quang đỀ tàI 8
tải về 1.09 Mb. Chế độ xem pdf
|
| Hình 1. 1 Hệ thống thông tin quang điển hình
Hình 1.1 biểu thị một hệ thống thông tin quang điển hình. Dữ liệu đầu vào (Input data) là các tín hiệu số được gửi tới mạch phát tín hiệu, sau đó được chuyển đổi tín hiệu từ điện thành tín hiệu quang và phát vào môi trường truyền tin là sợi quang và gửi tới đầu thu và được chuyển đổi từ tín hiệu quang thành tín hiệu điện và được khôi phục lại giống với tín hiệu ban đầu.
ĐỀ TÀI 8 6
Cấu trúc đơn giản của một hệ thống thông tin quang có thể mô tả đơn giản gồm: - Bộ phát quang E/O: có vai trò chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang và phát và sợi quang. Người ta thường gọi khối E/O này là nguồn quang. Hiện nay, linh kiện điện tử được sử dụng làm nguồn quang là LED và LASER.
điện gốc giống với tín hiệu ở phía phát. Các link kiện điện tử hiện nay thường được sử dụng để làm chức năng này là PIN và APD và chúng thường được gọi là linh kiện tách sóng quang. - Môi trường truyền tin: là cáp sợi quang
Để thực hiện truyền dẫn giữa 2 điểm, cần phải có 2 sợi quang. Hình 1.2 mô tả cấu trúc đơn giản của hệ thống thông tin quang đơn hướng. Nếu cự ly truyền thông tin quá dài thì trên tuyến có thể lắp thêm một hoặc nhiều các bộ lặp tín hiệu.
dần (do có suy hao trên sợi quang). Nếu cự ly truyền thông tin quá dài thì tín hiệu quang này có thể không đến được đầu thu hoặc đến đầu thu với công suất rất thấp và đầu thu không nhận dạng được tín hiệu, lúc này ta phải sử dụng các trạm lặp ở trên đường truyền. Chức năng chính của trạm lặp là thu nhận tín hiệu quang đã bị suy giảm, tái tạo chúng trở lại thành tín hiệu điện. Sau đó sửa dạng tín hiệu điện này, khuếch đại tín hiệu đã sửa dạng, chuyển đổi thành tín hiệu đã khuếch đại thành tín hiệu quang. Và cuối cùng đưa tín hiệu quang này lên đường truyền để truyền tải tiếp tới đầu thu. Như vậy tín hiệu ở ngõ vào và ngõ ra của trạm lặp đều là tín hiệu quang và trong trạm lặp có cả khối chuyển đổi quang-điện và điện-quang.
ĐỀ TÀI 8 7
- Các cửa sổ truyền dẫn: Truyền dẫn sợi quang sử dụng các bước sóng có phổ điện từ gần vùng hồng ngoại, phía trên vùng ánh sáng nhìn thấy và không thể nhìn thấy được bằng mắt. Các bước sóng sử dụng trong truyền dẫn quang điển hình là 850nm, 1310nm, 1550nm và 1625nm. Cả hai loại LASER và LED được sử dụng để làm nguồn phát ánh sáng vào sợi quang. Laser thường được sử dụng cho các bước sóng 1310nm hoặc 1550nm trong ứng dụng sợi đơn mode. LED được sử dụng cho bước sóng 850nm hoặc 1310nm trong ứng dụng sợi đa mode. Dải của các bước sóng là dải mà trong sợi quang nó làm việc tốt nhất. Mỗi dải được hiểu là một của sổ làm việc. Mỗi cửa sổ là vị trí trung tâm khi bước sóng hoạt động bình thường. 1.2. Công nghệ OFDM 1.2.1. Khái niệm và đặc điểm của OFDM Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao – OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) là một trường hợp đặc biệt của truyền dẫn đa sóng mang, tức là chia nhỏ một luồng dữ liệu tốc độ cao thành nhiều luồng dữ liệu tốc độ thấp hơn được truyền đồng thời trên cùng một kênh truyền. Trong OFDM, băng thông khả dụng được chia thành một số lượng lớn các kênh con, mỗi kênh con nhỏ đến nỗi đáp ứng tần số có thể giả sử như là không đổi trong một kênh con. Luồng thông tin tổng quát được chia thành những luồng thông tin con, mỗi luồng thông tin quang được truyền trên một kênh con khác nhau. Những kênh con này trực giao với nhau và dễ dàng khôi phục lại ở đầu thu. Chính điều quan trọng này làm giảm xuyên nhiễu giữa các symbol (ISI) và làm hệ thống OFDM hoạt động tốt trong các kênh Fading nhiều tia. Trong hệ thống FDM (Frequency Division Multiplexing) truyền thống, băng tần số của tổng tín hiệu được chia thành N kênh tần số con không trùng lặp. Mỗi kênh con được điều chế với một symbol riêng lẻ và sau đó N kênh con được ghép tần số với nhau. Điều này giúp tránh việc chồng lấp phổ của những kênh và giới hạn được xuyên nhiễu giữa các kênh với nhau. Ý nghĩa của trực giao cho ta biết rằng có một sự quan hệ toán học chính xác giữa những tần số của sóng mang trong hệ thống. Trong hệ thống ghép kênh phân chia theo
ĐỀ TÀI 8 8
tần số thông thường, nhiều song mang được đặt cách nhau ra một phần để cho tín hiệu có thể thu được tại đầu thu bằng các bộ lọc và bộ giải điều chế thông thường. Trong những bộ thu như thế, các khoảng tần bảo vệ được đưa vào giữa những song mang khác nhau và trong miền tần số sẽ làm cho hiệu suất sử dụng phổ giảm đi. ❖ Ưu điểm: - Hệ thống OFDM có thể loại bỏ hoàn toàn hiện tượng giao thoa giữa các ký hiệu(ISI) nếu độ dài chuỗi bảo vệ (guard interval leght) lớn hơn trễ truyền dẫn lớn nhất của kênh. - Phù hợp cho việc thiết kế hệ thống truyền dẫn băng rộng, do ảnh hưởng của sự phân tập về tần số đối với chất lượng của hệ thống được giảm nhiều so với hệ thống truyền dẫn đơn sóng mang ❖ Nhược điểm: - Đường bao biên độ của tín hiệu phát không bằng phẳng. Điều này gây ra méo phi tuyến ở các bộ khuếch đại công suất ở máy phát và máy thu. - Sử dụng chuỗi bảo vệ tránh được nhiễu phân tập đa đường nhưng làm giảm đi một phần hiệu suất sử dụng đường truyền, do bản thân chuỗi bảo vệ không mang thông tin có ích. - Do yêu cầu về điều kiện trực giao giữa các sóng 1.2.2. Nguyên lý cơ bản của OFDM Nguyên lý cơ bản của OFDM là chia một luồng dữ liệu tốc độ cao thành các luồng dữ liệu tốc độ thấp hơn và phát đồng thời trên một số các sóng mang con trực giao. Vì khoảng thời gian symbol tăng lên cho các sóng mang con song song tốc độ thấp hơn, cho nên lượng nhiễu gây ra do độ trải trễ đa đường được giảm xuống. Nhiễu xuyên ký tự ISI được hạn chế hầu như hoàn toàn do việc đưa vào một khoảng thời gian bảo vệ trong mỗi symbol OFDM. Trong khoảng thời gian bảo vệ, mỗi symbol OFDM được bảo vệ theo chu kỳ để tránh nhiễu giữa các sóng mang ICI.Giữa kỹ thuật điều chế đa sóng mang không chồng phổ và kỹ thuật điều chế đa sóng mang chồng phổ có sự khác nhau. Trong kỹ thuật đa sóng mang chồng phổ, ta có thể tiết kiệm được khoảng 50% băng
ĐỀ TÀI 8 9
thông. Tuy nhiên, trong kỹ thuật đa sóng mang chồng phổ, ta cần triệt xuyên nhiễu giữa các sóng mang, nghĩa là các sóng này cần trực giao với nhau. Trong OFDM, dữ liệu trên mỗi sóng mang chồng lên dữ liệu trên các sóng mang lân cận. Sự chồng chập này là nguyên nhân làm tăng hiệu quả sử dụng phổ trong OFDM. Ta thấy trong một số điều kiện cụ thể, có thể tăng dung lượng đáng kể cho hệ thống OFDM bằng cách làm thích nghi tốc độ dữ liệu trên mỗi sóng mang tùy theo tỷ số tín hiệu trên tạp âm SNR của sóng mang đó.
tải về 1.09 Mb. Chia sẻ với bạn bè của bạn:
|