Bài giảng Kỹ thuật thông tin quang I - Cao Hồng Sơn

ử và mạng. Giới thiệu tổng quan Lịch sử phát triển: Trong thời kì 1850 - 2000, tích BL tăng lên khi công nghệ thay đổi Giới thiệu tổng quan Lịch sử phát triển: 1854: Thí nghiệm John Tyndall 1962: LD bán dẫn đầu tiên (IBM, Lincoln Lab) 1966: Sợi quang đầu tiên, suy hao: 1000dB/km (Corning Glass) 1970: Sợi quang, suy hao: 20dB/km (Corning Glass) 1970: LD hoạt động nhiệt độ phòng 1976: LD bán dẫn ở =1,3m và 1,55m 1977: Hệ thống quang thương mại ở cửa sổ thứ nhất (0,85m) 1980: Hệ thống quang thương mại ở cửa sổ thứ hai (1,3m) 1982: Sợi SM, suy hao 0,16 dB/km ( giới hạn lý thuyết) 1984: Hệ thống quang thương mại ở cửa sổ thứ ba (1,55m) 1985: Hệ thống WDM 10 kênh 2,5Gb/s (Bell Lab) 1986: EDFA đầu tiên 1988: Hệ thống cáp biển đầu tiên vượt Đại Tây Dương và Thái Bình Dương (565Mb/s) 1989: LD bán dẫn phổ cực hẹp 1990: Truyền dẫn soliton 2,5Gb/s không trạm lặp 13.000Km (Bell Lab) 1992: Hệ thống quang thương mại WDM+EDFA 1995: Các hệ thống quang vượt Đại Dương không trặm lặp 5Gb/s 1997: Triển khai rộng rãi các hệ thống WDM thương mại 2001: Truyền dẫn OTDM 1Tb/s qua 70Km (NTT) 2003: 10Tb/s qua 10.000Km Giới thiệu tổng quan Lịch sử phát triển: Nhu cầu về truyền dẫn quang tăng lên nhanh chóng, dung lượng hệ thống phát triển mạnh khoảng sau 1992. . 1977: sợi đa mode (850nm, IM/DD) 45-90 Mb/s . 1980: sợi đơn mode (1300nm, IM/DD) 140-280 Mb/s . 1984: sợi đơn mode (1550nm, coherent) 2,5 Gb/s . 2000: sợi đơn mode/DWDM (C-band, IM/DD) 400 Gb/s . 2002: sợi đơn mode/DWDM (C&L band, IM/DD) 2400 Gb/s Giới thiệu tổng quan Lịch sử phát triển: Các thế hệ phát triển hệ thống thông tin quang: Giới thiệu tổng quan Một số hệ thống quang biển quốc tế: Giới thiệu tổng quan Một số hệ thống quang biển quốc tế: Giới thiệu tổng quan Trong giai đoạn hiện nay đang được chứng kiến sự tăng trưởng đột biến lưu lượng mạng: Giới thiệu tổng quan Các khái niệm cơ bản: Tín hiệu truyền dẫn có thể ở dạng tương tự (analog) hoặc dạng số (digital). Giới thiệu tổng quan Các khái niệm cơ bản: . Ghép kênh: TDM và FDM Giới thiệu tổng quan Mô hình chung mạng Viễn thông: Giới thiệu tổng quan Mô hình chung mạng quang: Giới thiệu tổng quan Hệ thống thông tin quang: . Mô hình tổng quát hệ thống TTQ . Gồm 2 loại: - Hữu tuyến (Guided) - Vô tuyến (Unguided) Giới thiệu tổng quan Các hệ thống thông tin quang: Giới thiệu tổng quan Tiến trình phát triển mạng quang WDM: Giới thiệu tổng quan Hệ thống thông tin quang: Mô hình hệ thống truyền dẫn sợi quang Giới thiệu tổng quan Các thành phần cơ bản : . Sợi quang: Kênh truyên dẫn . Bộ phát quang: E/O . Bộ thu quang: O/E - Suy hao ~ 0.2 dB/km - Tán sắc gây dãn xung quang khi lan truyền Giới thiệu tổng quan ưu điểm: . Suy hao thấp . Độ rộng băng tần lớn . Trọng lượng nhẹ . Không bị ảnh hưởng bởi điện từ trường ngoài . Không gây xuyên âm . Tính bảo mật cao . Chi phí tiết kiệm . Khó khăn trong ghép nối . Không sử dụng tại vùng bị chiếu xạ Hạn chế: Giới thiệu tổng quan Cơ sở quang vật lý: . ánh sáng vừa có bản chất sóng vừa có bản chất hạt . Năng lượng của 1 photon: Ep=h.f trong đó: 	h - hằng số Plank, (=6,626.10-34J.s) 	f - tần số ánh sáng f = c/o 	o - bước sóng ánh sáng trong chân không . ánh sáng truyền trong môi trường có chiết suất n với vận tốc v = c/n. . Trong môi trường đồng nhất, ánh sáng truyền thẳng . Khi gặp bề mặt phân cách giữa hai môi trường: một phần phản xạ còn một phần khúc xạ Giới thiệu tổng quan Cơ sở quang vật lý: Giới thiệu tổng quan Cơ sở quang vật lý: Giới thiệu tổng quan Cơ sở quang vật lý: . Hiện tượng khúc xạ tuân theo định luật Snell: Giới thiệu tổng quan Cơ sở quang vật lý: . Hiện tượng phản xạ toàn phần:  Cơ sở truyền ánh sáng trong sợi quang Giới thiệu tổng quan Cơ sở quang vật lý: Sợi quang & cáp sợi quang Cấu trúc sợi quang: . Cấu trúc hình trụ, được chế tạo từ vật liệu trong suốt . Lõi sợi có chiết suất n1 . Vỏ sợi có chiết suất n2 7 m): Tương tác giữa các liên kết dao động và trường của tín hiệu quang (Cộng hưởng dao động). Do bản chất vô định hình của thuỷ tinh các cộng hưởng này ở dạng các dải hấp thụ có đuôi dài mở rộng vào vùng nhìn thấy. Hấp thụ thuần trong dải 0.8-1.6 m dòng ngưỡng. (3.43) Nguồn phát quang Cấu trúc LASER: . Biên độ tín hiệu quang sau mỗi lộ trình Trong đó: E0-biên độ trước lộ trình, L-chiều dài lớp tích cực int-suy hao bên trong hộp cộng hưởng, k-số sóng, R-hệ số phản xạ . Điều kiện để phát xạ laser: (1) biên độ sau mỗi lộ trình phải lớn hơn biên độ ban đầu, (2) pha sau mỗi lộ trình phải không đổi. (3.44) . Tại ngưỡng: . Về biên độ: (3.45) (3.46) Nguồn phát quang Cấu trúc LASER: . Giả sử phổ kđại dạng Gauss: . Điều kiện về pha: m-số nguyên  các tần số của các mode dọc phát xạ laser. (3.47) (3.48) (3.49) (3.50) Nguồn phát quang Cấu trúc LASER: . Do phổ kđại laser đủ rộng (~ 10 THz)  Tồn tại nhiều mode dọc  Laser đa mode Nguồn phát quang Cấu trúc LASER: . Kích thước toàn bộ LD: 200x200x75 m (LxWxH) . Vùng tích cực: 200x10x0.1-0.2 m . Cấu trúc phải đảm bảo giam hãm: hạt tải, dòng bơm và photon. . Giam hãm tốt  Giảm dòng ngưỡng  Giảm độ trễ bật và thời gian dao động phục hồi, tăng độ rộng băng tần điều chế. . Giảm dòng ngưỡng  Nhiệt sinh ra ít hơn. . Giam hãm hạt tải được thực hiện khi sử dụng cấu trúc dị thể kép. Nguồn phát quang Cấu trúc LASER: . Giam hãm dòng bơm: Dòng bơm chỉ chảy qua vùng tích cực. . Một số phương pháp được sử dụng: - Điện cực dải hẹp - Tăng điện trở suất bằng bắn phá proton - Tạo rào cản bằng một lớp tiếp giáp p-n phân cực ngược - Kênh dẫn bằng khuyếch tán chất pha tạp - Điều biến độ dày lớp bán dẫn Nguồn phát quang Cấu trúc LASER: . Một số ví dụ cụ thể: Cấu trúc LD dẫn sóng khuyếch đại (a) dải oxide (b) dải tiếp giáp Nguồn phát quang Cấu trúc LASER: Cấu trúc LD dẫn sóng chiết suất (a) dẫn sóng chiết suất yếu (b) dẫn sóng chiết suất mạnh Nguồn phát quang Cấu trúc LASER: . Laser phân bố hồi tiếp (DFB): Quá trình hồi tiếp được thực hiện bởi nhiễu xạ Bragg ghép cặp các sóng lan truyền theo chiều thuận ngược. Ghép cặp chỉ xảy ra đối với mode thoả mãn điều kiện Bragg: (3.53) Nguồn phát quang Cấu trúc LASER: . Laser bộ phản xạ Bragg phân bố (DFB): Cách tử Bragg hai đầu được sử dụng như gương phản xạ. Độ phản xạ đạt cực đại tại bước sóng thoả mãn điều kiện Bragg. Nguồn phát quang Cấu trúc LASER: . Đặc tính P-I ảnh hưởng của nhiệt độ: Thăng giáng công suất phát xạ theo nhiệt độ: (3.74) (3.75) (3.76) (3.77) Nguồn phát quang Ghép nối: . Nâng cao hiệu suất ghép bằng vi thấu kính: . Đối với LED: - SLED: ~ 1 % - ELED: ~ 10 % Nguồn phát quang Ghép nối: . Đối với LD: Sử dụng vi thấu kính: ~ 40 - 90 % Nguồn phát quang Mạch phát quang: . Mạch kích thích sử dụng LED: - Đối với tín hiệu tương tự: Sử dụng transistor lưỡng cực, LED được kết nối với cực c hoặc cực e với một điện trở hạn chế dòng. Tín hiệu điều biến đưa vao cực b. Dòng điều biến: i(t) = Ib + Im.cost  P = Pb + Pm.cos t m = Im/Ib - độ sâu điều biến  m’ = Pm/Pb - độ sâu điều biến quang Theo mạch: Trong đó: Dòng chạy qua LED: Vs Ra Rb Re LED R Vdc (3.118) (3.119) (3.120) (3.121) Nguồn phát quang Mạch phát quang: . Mạch kích thích sử dụng LED: - Đối với tín hiệu số: Không cần phân cực. sử dụng transistor lưỡng cực, LED có thể được mắc nối tiếp hoặc song song. Tụ C để tăng tốc độ điều biến. Nguồn phát quang Mạch phát quang: . Mạch kích thích sử dụng LD: Giống của LED tuy nhiên phải đảm bảo Ib > Ith kể cả tín hiệu tương tự và tín hiệu số. Có thể sử dụng MESFET thay cho transistor lưỡng cực Nguồn phát quang Mạch phát quang: . Mạch kích thích sử dụng LD: Khác với LED, các mạch kích thích LD cần có mạch vòng điều khiển ổn định công suất phát quang. Mạch điều khiển dòng kích thích Mạch điều khiển dòng bơm TEC Dòng tín hiệu Sợi quang Module LD Nguồn phát quang Mạch phát quang: . Mạch kích thích sử dụng LD: Bộ thu quang Mạch thu quang (DD): . Nguồn thu quang: chuyển đổi O/E . Bộ tiền khuyếch đại: chuyển đổi I/V và khuyếch đại, đảm bảo nhiễu thấp. . Bộ cân bằng: kết hợp với tiền khuyếch đại đảm bảo băng tần bộ thu . Bộ khuyếch đại: khuyếch đại và giữ ổn định tín hiệu điện đầu ra . Bộ lọc: hạn chế bớt nhiễu, loại bỏ các thành phần tần số không muốn . Mạch quyết định: Tái sinh tín hiệu số Bộ thu quang Độ đáp ứng: . Quá trình thu tín hiệu quang: hấp thụ năng lượng photon . Đối với vật liệu bán dẫn: năng lượng photon đủ lớn h  Eg  photon bị hấp thụ  sinh ra cặp e - h tự do. . Dưới tác động của điện trường đặt vào  các điện tử và lỗ trống bị quét ra mạch ngoài sinh ra dòng điện. Bộ thu quang Độ đáp ứng: . Dòng quang điện tỉ lệ trực tiếp với công suất quang vào Trong đó: R - độ đáp ứng (độ nhạy) của nguồn thu (đơn vị: A/W) . Hiệu suất lượng tử: . Độ đáp ứng:  Hiệu suất chuyển đổi O/E. R tăng theo bước sóng. (4.1) (4.2) (4.3) Bộ thu quang Độ đáp ứng: . Sự phụ thuộc  vào :  = 0 tại  = c  tăng khi  giảm  lớn ~ 104 cm-1    1 khi W ~ 10 m Bộ thu quang Diode thu quang p-n: . Cấu trúc: tiếp giáp p-n phân cực ngược  vùng nghèo . Khi không có ánh sáng chiếu vào  không có dòng Bộ thu quang Diode thu quang p-n: . Khi có ánh sáng chiếu vào  sinh ra cặp e-h nhờ hấp thụ  Dưới tác động của điện trường ngoài: e dịch chuyển về phía n, h dịch chuyển về phía p  tạo dòng chạy ở mạch ngoài (dòng quang điện) . Các hạt tải sinh ra trong vùng nghèo (vùng tập trung điện trường lớn) trôi nhanh chóng về phía n hoặc p. . Các hạt tải sinh ra ngoài vùng nghèo: - Các điện tử sinh ra trong vùng p phải khuyếch tán tới biên vùng nghèo trước khi trôi về phía n. - Các lỗ trống sinh ra trong vùng n phải khuyếch tán tới biên vùng nghèo trước khi trôi về phía p. Bộ thu quang Diode thu quang pin: . Cấu trúc: gồm 3 lớp, lớp i được xen giữa lớp p và n . Lớp i có điện trở cao  hầu hết điện áp rơi trên vùng này  thành phần trôi >> thành phần khuyếch tán. . Độ rộng W được quyết định bởi độ dày lớp i Bộ thu quang Diode thu quang pin: . Si, Ge: W ~ 20-50 m  tr > 200 ps . InGaAs: W ~ 3-5 m  tr ~ 10 ps  B ~ 10 GHz (tr >> RC) Bộ thu quang Diode thu quang pin: . Nâng cao tính năng của PIN: - Cấu trúc dị thể kép  loại bỏ dòng khuyếch tán - Hộp cộng hưởng F-P  tăng hiệu suất lượng tử - Sử dụng ống dẫn sóng quang  tăng hiệu suất lượng tử, giảm điện dung kí sinh và điện trở nội nối tiếp. Bộ thu quang Diode thu quang APD: . Cấu trúc: gồm 4 lớp, bổ xung thêm 1 lớp p giữa lớp i và n+. . Điện trường cao ở vùng tiếp giáp p-n+  Vùng nhân . Hoạt động: - Hấp thụ chủ yếu tại vùng i - Các e trôi qua i tới vùng p-n+  Xảy ra quá trình nhân hạt tải (quá trình ion hoá do va chạm) Bộ thu quang Diode thu quang APD: . Quá trình ion hoá do va chạm: Vùng nhân tồn tại điện trường đủ lớn (cường độ trường > 3x105 V/cm)  gia tốc cho hạt tải có được năng lượng đủ lớn  sinh ra e-h mới do va chạm . Tốc độ sinh hạt tải mới được đặc trưng bởi các hệ số ion hoá do va chạm e, h Bộ thu quang Diode thu quang APD: . Nâng cao tính năng của APD: - Cấu trúc vùng nhân và hấp thụ tách rời (SAM) - Cấu trúc vùng nhân, giảm dần và hấp thụ tách rời (SAGM) - Cấu trúc siêu mạng Bộ thu quang Diode thu quang APD: SAM Superlattice Bộ thu quang Nhiễu trong bộ thu quang: . Nguyên nhân: quá trình lượng tử hoá điện tích thành các hạt q hoặc tương đương với quá trình lượng tử hoá năng lượng ánh sáng thành các photon. - Nhiễu nổ: Bộ thu quang Nhiễu trong bộ thu quang: - Nhiễu nổ: Trong đó: Ip - dòng quang điện sinh ra do ánh sáng tới Ib - dòng do quá trình bức xạ nền Id - dòng tối sinh ra khi không có bức xạ ánh sáng đi vào, do nhiệt ở lớp tiếp giáp và dòng dò bề mặt vì các khuyết tật. . Đối với PIN: dòng sinh ra từ PD gồm 3 thành phần 	I = Ip + Ib + Id . Đối với APD: quá trình nhân thác cũng đóng góp nhiễu Trong đó: FA - hệ số nhiễu trội, là hàm của M và phụ thuộc vào vật liệu, dạng cường độ trường E và tốc độ ion hoá của các hạt tải (4.51) (4.52) Bộ thu quang Nhiễu trong bộ thu quang: - Nhiễu nhiệt: . Bộ thu quang chứa nhiều thành phần điện khác nhau  bổ xung nhiễu nhiệt. . Nhiễu bộ khuyếch đại: chủ yếu nhiễu nhiệt, lượng nhiễu bổ xung phụ thuộc vào kiểu bộ tiền khuyếch đại và bộ khuyếch đại sử dụng. . Nhiễu nhiệt ở các bộ khuyếch đại khác nhau được đặc trưng qua đại lượng Fn - hình ảnh nhiễu bộ khuyếch đại Hệ số Fn đặc trưng cho sự tăng cường nhiễu nhiệt bởi các điện trở khác nhau được sử dụng trong các bộ tiền khuyếch đại và bộ khuyếch đại chính. (4.58) Bộ thu quang Nhiễu trong bộ thu quang: - Nhiễu tổng: . Dòng nhiễu tổng: cộng các đóng góp của nhiễu nổ và nhiễu nhiệt. . Vì is(t) và iT(t) là quá trình ngẫu nhiên độc lập thống kê gần đúng dạng Gauss. . Phương sai dòng tổng: (4.59) Bộ thu quang Tỷ số tín hiệu/ nhiễu: . Tỉ số SNR đặc trưng cho chất lượng của bộ thu quang: . Đối với các bộ thu sử dụng PIN: Trong đó: độ đáp ứng (4.60) (4.61) Bộ thu quang Tỷ số tín hiệu/ nhiễu: . Giới hạn bởi nhiễu nhiệt (T2 >> s2): . Giới hạn bởi nhiễu nổ (T2 > s2): . Giới hạn bởi nhiễu nổ (T2 ID 	- Quyết định là bit 0 nếu I ID . Xác suất lỗi: . Khi các bit 1 & 0 có xác suất xuất hiện như nhau: Trong đó: p(1), p(0) - xác suất thu các bit 1 và 0 	P(0/1) - xác suất quyết định bit 0 khi thu bit 1 	P(1/0) - xác suất quyết định bit 1 khi thu bit 0 (4.75) (4.76) Giới thiệu chung về thiết kế tuyến ttQ Chọn tuyến Xác định tốc độ bít của hệ thống Tính toán chiều dài đoạn lặp Chọn cấu hình mạng và cơ chế bảo vệ Lựa chọn thiết bị Giới thiệu chung về thiết kế tuyến ttQ Chọn tuyến: Sau khi tuyến được chỉ định đi qua các điểm (các trạm) có yêu cầu thông tin liên lạc, tiến hành xác định vị trí cụ thể của tuyến nối giữa các trạm. Phải khảo sát địa hình thực tế và căn cứ vào nguyên tắc cơ bản sau đây để chọn tuyến. - Tuyến càng thẳng thì càng tiết kiệm được cáp và thời gian thi công càng được rút ngắn. - Tuyến đi gần đường giao thông để thuận tiện cho việc thi công và bảo dưỡng tuyến. - Tuyến ít vượt qua đầm lầy, ao hồ, đê điều, đồi núi (những điểm gây khó khăn, trở ngại cho việc đào rãnh cáp hoặc lắp đặt tuyến cáp). - Khi cáp vượt sông nên chọn phương án đi theo cầu. Nếu không có cầu phải chọn vị trí bờ sông ổn định và tốc độ dòng chảy chậm. - Phải biết được quy hoạch tổng thể phát triển các vùng đô thị để tránh đi qua các công trình sẽ xây dựng trong tương lai. Khi đã sơ bộ xác định được vị trí tuyến, phải tiến hành làm các thủ tục: xin giấy phép các cơ quan chức năng và các địa phương nơi tuyến đi qua, đo đạc để biết chiều dài thực tế của đoạn nối giữa hai trạm ghép và phải cắm cọc mốc đánh dấu tuyến. Đồng thời cần lập kế hoạch đền bù hoa màu, cây cối bị hư hỏng do thi công gây ra. Giới thiệu chung về thiết kế tuyến ttQ Xác định tốc độ bít của hệ thống: - Tốc độ bít của tuyến thông tin quang phụ thuộc vào lưu lượng kết nối giữa các tổng đài. Phải căn cứ vào lưu lượng giữa các tổng đài để tính số lượng các luồng E1 yêu cầu của một trạm kết nối tới các trạm khác trong tuyến và trong mạng. Lưu lượng của các tổng đài được xác định trong một giai đoạn cụ thể theo phương pháp dự báo và không thuộc phạm vi của phần thiết kế tuyến thông tin quang. Số liệu này xem như đã được các nhà hoạch định mạng tổng đài hoặc các cơ quan có thẩm quyền cung cấp Giới thiệu chung về thiết kế tuyến ttQ Tính toán chiều dài đoạn lặp: Chiều dài đoạn phụ thuộc vào loại thiết bị quang và sợi quang sử dụng trong mạng. Chọn thiết bị quang của nhà cung cấp nào, nhận được thông tin:  hoạt động của LD, độ rộng phổ (), mức phát PS và mức thu PR. Đây là các tham số cần cho tính toán. Chọn cáp của nhà cung cấp nào, biết được hệ số suy hao (af) và hệ số tán sắc (D) của sợi tại bước sóng tính toán. Cáp sợi quang SM tối ưu tán sắc tại 1300 nm, có a = 0,38 dB/km và D = 3,5 ps/nmkm (= 1300 nm) và D = 20 ps/nmkm (= 1550 nm). - Chiều dài đoạn không sdụng KĐQ được tính theo quỹ công suất và tính theo quỹ thời gian tăng của xung. (Nếu là sợi SSM và tại = 1300 nm chỉ cần tính toán theo quỹ công suất và kiểm tra lại theo quỹ thời gian. Nếu tại = 1550 nm thì phải tính theo quỹ suy hao và quỹ thời gian). Giới thiệu chung về thiết kế tuyến ttQ Tính toán chiều dài đoạn lặp: - Chiều dài lớn nhất cho phép của đoạn được xác định như sau: PS(dBm) - PR(dBm) = af (dB/km) Lmax(km)+ aSP(dB) + aRE(dB) (5.1) Trong đó: PS - Công suất phát (tại S) (được các nhà cung cấp thiết bị đã tính đến suy hao của connector phát) PR - công suất thu (tại R) (đã tính đến suy hao của connector thu). aSP - tổng suy hao các mối hàn trong đoạn. Số mối hàn tuỳ thuộc chiều dài mỗi đoạn và được tính gần đúng: (lC - chiều dài cuộn cáp, nếu lC không phải là bội số nguyên của 60 thì 60/lC được làm tròn về phía tăng). aRE - suy hao dự phòng (từ 5 - 8 dB cho mỗi đoạn: 3 dB dự phòng thiết bị và 5 dB dự phòng cho sợi quang). (1) Tính theo quỹ suy hao: Giới thiệu chung về thiết kế tuyến ttQ Tính toán chiều dài đoạn lặp: Thí dụ1: Nguồn quang SLM có PS = - 2 dBm,  = 1 nm hoạt động tại 1310 nm, APD có PR= - 30 dBm, cáp sợi quang đơn mode có af = 0,38 dB/km tại =1310 nm và lC= 3 km. Xác định chiều dài đoạn. Giải: 	Số mối hàn trong đoạn: n = (60 / 3) - 1 = 19 	Tổng suy hao các mối hàn: 0,10 dB 19 = 1,9 dB 	Từ biểu thức (3) viết được: 	Lmax= (- 2+ 30 - 1,9 - 8)/ 0,38 = 47,6 km	 (1) Tính theo quỹ suy hao: Giới thiệu chung về thiết kế tuyến ttQ Tính toán chiều dài đoạn lặp: - Mục đích là kiểm tra tán sắc của sợi quang, thời gian tăng sườn xung nguồn phát và PD có đảm bảo được băng tần của hệ thống hay không. - Thời gian tăng sườn xung của nguồn phát và diode tách quang là thời gian sườn xung tăng từ 1090 % biên độ cực đại của xung tại đầu ra. Quỹ thời gian tăng của hệ thống: t2HT = t2LD+ t2PD+ t2fb	 (5.2) Trong đó: tLD - thời gian tăng sườn xung của nguồn phát 	 tPD - thời gian tăng sườn xung của diode tách quang 	 tfb - thời gian tăng sườn xung do ảnh hưởng tán sắc là tán sắc tổng của sợi đơn mode. DT(ps)= D(ps/nm.km)(nm) Lmax(km). (5.3) - Để đảm bảo truyền tín hiệu số có tốc độ bít (BR): tHT  ttín hiệu. . Đối với tín hiệu NRZ:	tNRZ (ns) = 0,70/ BRNRZ (Gbit/s)	 (5.4) . Đối với tín hiệu RZ :	tRZ (ns) = 0,35/ BRRZ(Gbit/s) (5.5) 	Yêu cầu: tHT  tNRZ hoặc tHT  tRZ (1) Tính theo quỹ quỹ thời gian tăng của xung: Giới thiệu chung về thiết kế tuyến ttQ Tính toán chiều dài đoạn lặp: Thí dụ 2: Kiểm tra thời gian tăng của hệ thống sử dụng sợi quang, PD và LD như thí dụ 1. Thời gian tăng của LD là 0,1 ns, của PD là 0,2 ns. Tín hiệu truyền qua hệ thống là STM-16, mã NRZ. Giải: 	Thời gian tăng của tín hiệu: tNRZ = 0,7/ 2,5 = 0,28 ns Tán sắc tổng của hệ thống: DT= 3,5 1,0  47,6 = 166,6 ps = 0,1666 ns Thời gian tăng của hệ thống: t2HT = (0,1)2+ (0,2)2 + (0,1666)2 = 0,0777 tHT= 0,278 ns < t NRZ= 0,28 ns. (chiều dài tính theo quỹ công suất thoả mãn cả đk quỹ thời gian tăng). 	 (1) Tính theo quỹ quỹ thời gian tăng của xung: Giới thiệu chung về thiết kế tuyến ttQ Chọn cấu hình mạng và cơ chế bảo vệ: Tuỳ thuộc vị trí các trạm trong mạng mà chọn cấu hình cho phù hợp. . Nếu có ít trạm và phân bố dọc theo đường thẳng: chọn cấu hình đường thẳng. . Nếu các trạm phân bố rải rác trên diện rộng và có khả năng thành lập được mạng vòng (ring) thì nên chọn cấu hình này (vì độ an toàn cao). Sau khi quyết định chọn cấu hình vòng cần tiến tới lựa chọn loại cấu hình vòng, nói một cách khác là chọn phương thức chuyển mạch bảo vệ: 2 sợi một hướng, 2 sợi hai hướng hay 4 sợi hai hướng. . Mạng có tốc độ bít 155,52 Mbit/s và 622,08 Mbit/s và có số trạm ADM không nhiều thì chọn cấu hình thứ nhất. Vì cấu hình này có cơ chế chuyển mạch bảo vệ đơn giản và thời gian chuyển mạch nhanh, giá thành thấp. . Nếu tốc độ bít là 2,5 Gbit/s trở lên thì chọn cấu hình vòng 2 sợi hai hướng. Vì có lưu lượng mỗi trạm cho phép cao, chỉ cần 2 sợi quang. . Trường hợp số trạm quá lớn và phân tán trên diện rộng và kéo dài thì chia làm nhiều vòng và nối các vòng với nhau nhờ ADM hoặc DXC. 	 Giới thiệu chung về thiết kế tuyến ttQ Lựa chọn thiết bị: Sau khi đã tính được tốc độ bít của hệ thống, cấu hình mạng và phương án chuyển mạch bảo vệ cần chọn thiết bị SDH. Muốn lựa chọn thiết bị phải biết được các thông tin về tính năng và giá thành của thiết bị do các nhà cung cấp khác nhau. Trên cơ sở đó thông qua các công ty tư vấn để tham khảo các ý kiến của các chuyên gia, từ đó có quyết định đúng đắn khi lựa chọn thiết bị. Một trong những tiêu chuẩn quan trọng khi lựa chọn thiết bị là hạn chế số chủng loại càng ít càng t