Download miễn phí Đồ án Công nghệ truyền dẫn SDH
Mở đầu
Phần I: Tổng quan về hệ thống thông tin quang
Chương I: Sơ lược về hệ thống thông tin quang 6
1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống thông tin quang 6
1.2 Cấu trúc của hệ thống thông tin quang 7
1.3 Ứng dụng và ưu nhược điển của hệ thống thông tin quang 8
Chương II: Các thành phần của hệ thống thông tin quang quang
2.1 Lý thuyết chung về quang dẫn 9
2.1.1 Cơ sở quang học 9
2.1.2 Sự truyền ánh sáng trong sợi quang dẫn 10
2.1.3 Các dạng phân bố chiết suất trong sợi quang 11
a/ Dạng giảm triết suất lớp vỏ bọc
b/ Dạng dịch độ tán sắc.
c/ Dạng san bằng tán sắc
2.1.4 Sợi đơn mode và sợi đa mode 14
2.2 Các thông số của sợi quang 15
2.2.1 Suy hao trong sợi quang 15
2.2.2 Các nguyên nhân gây suy hao 15
a/ Suy hao do hấp thụ
b/ Suy hao do tán sắc
c/ Suy hao do uốn cong
2.2.3 Tán sắc 19
a/ Địng nghĩa tán sắc
b/ Các nguyên nhân gây tán sắc
2.3 Cấu trúc sợi quang 22
2.3.1 Lớp phủ 23
2.3.2 Lớp vỏ 23
a/ Dạng ống đệm lỏng
b/ Dạng đệm khí
c/ Dạng băng dẹt
2.4 Các linh kiện biến đổi quang 25
2.4.1 Khái niệm chung về biến đổi quang 25
2.4.2 Yêu cầu kỹ thuật của linh kiện biến đổi quang 25
a/ Đối với nguồn quang
b/ Đối với linh kiện tách sóng quang
c/ Nguyên lý chung
2.4.3 Nguồn quang 28
a/ Nguyên lý chung
b/ Diot LED
c/ Diot LASER (LD)
2.4.4 Tách sóng quang 32
1 Nguyên lý chung 32
2 Những thông số cơ bản 33
a/ Hiệu suất lượng tử
b/ Đáp ứng
c/ Độ nhậy
d/ Dải rộng
e/ Tạp âm
3 Diot thu PIN 35
4 Diot thu APD 37
5 Đặc tính kỹ thuật của PIN và APD 38
2.5 Hàn nối sợi quang 39
2.6 Hệ thống thông tin quang 41
1. Khái niệm 41
2. Cấu trúc hệ thông tin quang 42
3. Mã hoá hệ thông thông tin quang 45
2.7 Thiết kế tuyến thông tin quang 48
1.Yêu cầu 48
2.Tính toán thiết kế 49
3.Ví dụ tính toán 52
Phần II: Công nghệ truyền dẫn SDH
ChươngI: Sơ lược về công nghệ truyền dẫn 55
1.1 Kỹ thuật điều chế xung mã 55
1.1.1 Cấu hình cơ bản của tuyến truyền tin PCM 55
1.1.2 Cơ sở lý thuyết PCM 56
a/ Lấy mẫu
b/ Lượng tử hoá
c/ Mã hoá
1.2Thuật TDM và tiêu chuẩn ghép kênh ở Việt Nam 58
1.2.1 Khái niệm về thông tin nhiều kênh 58
1.2.2 Ghép kênh nhóm sơ cấp và tiêu chuẩn ghép kênh ở Việt Nam 58
1.2.3 Hệ thống PCM cấp I 59
ChươngII: Công nghệ truyền dẫn SDH 61
2.1 Công nghệ ghép kênh cấp cao PDH
(Pleosynchronous Digital Hierarchy) 61
2.2 Định nghĩa SDH(Synchrônous Digital Hierarchy)
và sự cần thiết của nó 62
2.3 Cấu trúc khung SDH 65
1. Cấu trúc ghép cơ bản 65
2. Cấu trúc khối 67
a/ Container C
b/ Container ảo
c/ Cấu trúc các VC
d/ Đơn vị luồng TU
e/ Nhóm đơn vị luồng TU
f/ Các đơn vị quản lý TU
g/ Nhóm các đơn vị quản lý AUG
h/ Cấu trúc khung
i/ Cấu trúc khung STM-N
Chương III: Mạng SDH 84
1.1 Các vùng mạch SDH 84
1.1.1 Đường dẫn 84
1.1.2 Vùng ghép kênh 84
1.1.3 Vùng lặp 84
3.2 Hai thành phần chủ yếu của mạng đồng bộ 85
3.2.1 Các hệ thống đường dây và thiết bị nối chéo bậc cao 85
a/ Các hệ thống đường dây
b/ Các thiết bị nối chéo bậc cao
3.2.2 Các bộ ghép kênh truy suất và thiết bị kết nối chéo bậc thấp 85
a/ Truy suất và ghép
b/ Hệ thống kết nối chéo bậc thấp
3.3 Kết nối chéo DDC 86
3.4 Mạng 87
3.5 Mạng vòng ring SDH 87
3.5.1 Vòng ring một hướng tự bảo vệ cho vùng dẫn 87
3.5.2 Mạng vòng ring hai hướng 88
3.5.3 Bảo vệ theo đường truyền 88
3.5.4 Mạng vòng tự phục hồi một hướng tự bảo vệ luồng 89
3.5.5 Mạng vòng tự phục hồi một hướng theo đoạn 89
3.5.6 Mạng vòng tự phục hồi hai hướng theo đoạn 89
3.6 Mạng ring trong ba vùng ứng dụng của ALCATEL 90
Kết luận
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
p P và N khi phân cực ngược. Dưới tác dụng của điện trường bên ngoài điện tử là hạt tải điện thiểu số bên P và N cổ trống là hạt tải điện thiếu số bên N chuyển qua P tạo thành dòng quang điện trên mạch ngoài. Cường độ ánh sáng quyết định số lượng các hạt tải điện được tạo ra.2. Những thông số cơ bản.
a. Hiệu suất lượng tủ.
Là tỉ số giữa số điện tử được tạo ra và số lượng photon hấp thụ của chất bán dẫn. hiệu suất được viết bởi công thức.
Trong đó: là hiệu xuất lương tử.
ne: là số lượng điện tử được tạo ra
nph là số lương photon hấp thụ.
Mỗi chất bán dẫn chỉ nhạy với một khoảng bức sóng ánh sáng nhất định vì hiệu suất lượng tử của từng chất bán dẫn thay theo bước sóng của ánh sáng.
b. Đáp ứng.
Là tỉ số giữa dòng quang điện sinh ra và công suất quang tác động vào chất bán dẫn. Đáp ứng được viết bởi công thức:
R =
Trong đó:
R: Đáp ứng có đơn vị là A/W.
Iph dòng quang điện có đơn vị là A
Ioph: Công suất quang có đơn vị là W
R phụ thuộc vào hiệu suất lượng tử của vật liệu là hoạt động theo công thức
Trong đó: e. Điện tích điện tử là e = 1,6.10-9 (hay As)
h: Hằng số planck: h= 6,625-10-34
c. Độ nhạy.
Đó là mức công suất ánh sáng nhỏ nhất mà linh kiện thu quang (PIN) thu được với tỷ số lồi BER theo tiêu chuẩn CCIII, BER = 10-10. Độ nhạy càng cao có khả năng tăng cự ly thông tin.
d. Dải động.
Là khoảng cách chênh lệch giữa mức công suất quang cao nhất và mức công suất quang thấp nhất mà linh kiện thu quang (PIN) thu được trong một giới hạn tỉ số lồi BER theo tiêu chuẩn.
e. Tạp âm.
Tạp âm trong các linh kiện thu quang được thể hiện dưới dạng dòng điện tạp âm. Các nguồn tạp âm đáng kể của linh kiện thu quang là:
- Tạp âm nhiệt: Gây ra do R tải và diode thu quang và trở kháng của bộ khuếch đại đầu. Tạp âm nhiệt It phụ thuộc nhiệt độ, độ rộng bằng tạp âm, R tải hệ số tạp âm của bộ khuếch đại.
I2t = .B
Trong đó: K: Hằng số Bolizman 1,38 .10-38 J/0k
T: nhiệt dộ tuyệt đối 0k
B: Bề rộng bằng (Hz)
R: Điện trở tải (ohm)
- Tạp âm lương tử:
Do biến động ngẫu nhiên năng lượng của photon đập vào diode thu quang. Dòng tạp âm lượng tử Iq được tính bởi.
Iq2= 2.e.R.Popt.B = 2e.Iph.B
- Tạp âm dòng tời là dòng điện chạy qua PIN khi chưa có ánh sáng chiếu vào nó tạp âm do dòng tời được tính bởi công thức.
ID2 =2e.iD.B
ID là dòng tời của diode phát quang
3. Diot thu PIN
Cấu tạo của diode thu quang gồm 3 lớp bán dẫn P-I-N trong đó lớp I là lớp không pha tạp chất. Quá trình hấp thụ phonton để tách ra các điện tử và cổ trống xảy ra trong líp I. Do đó lớp I càng dày thì hiệu suất lương tử càng cao nhưng thời gian trải điện tử sẽ càng chậm. Giảm khả năng làm việc với tốc độ cao của PIN.
Bề dày lớp P phụ thuộc khả năng thâm nhập của ánh sáng và bán dẫn ánh sáng có dài thì khả năng thâm nhập càng lớn.
Vßng tiÕp xóc kim lo¹i
C¸ch ®iÖn (SiO2)
Líp chèng ph¶n x¹
P
I
N
TiÕp xóc kim lo¹i
¸nh s¸ng
Cấu tạo của Mode thu quang PIN.
RS
Id
V1
V
Iph = R. Popt
Ta có mạch tương đương:
Trong đó:
Iph: Dòng điện Vi = VT. ln=
R: Đáp ứng
RS: R nối tiếp
Id: Dòng qua diode VT = = 26mv ở 3000K
IS: Dòng bão hòa của diode.
4. Diot thu APD.
Ứng dụng hiệu ứng nhận điện tử trong bán dẫn người ta chế tạo APD gồm 3 lớp là: P+, P-, PN-; Trong đó P+, PN- là hai lớp bán dẫn có nồng độ tạp chất cao còn P- là lớp có nồng độ tạp chất thấp.
Dưới tác dụng của nguồn phân cực ngược quá trình nhân điện tử xảy ra trong vùng tiếp giáp PN- là cao nhất. Vùng này gọi là vùng thác lũ. Khi có ánh sáng chiếu vào các photon được hấp thụ trong líp P- và tạo ra cặp điện tử - lỗ trống. Lỗ trống di chuyển về phía lớp P+ nối cực âm của nguồn còn điện tử di chuyển về phía tiếp giáp PN-. Điện trở cao trong vùng PN- sẽ tăng tốc độ cho điện tử. Điện tử va chạm vào các nguyên tử của tinh thể bán dẫn tạo ra các cặp điện tử và lỗ trống mới. Quá trình tiếp diễn và số lượng các hạt tải điện tăng lên rất lớn. Nh vậy trong APD dòng quang điện đã được nhân lên M lần với M là số điện tử thứ cấp phát sinh ứng với một điện tử sơ cấp.
Dòng quang điện do APD tạo ra sẽ là:
Iph = R. M. Popt
Trong đó: M: hệ số nhân
R: Đáp ứng (A/w)
Popt: Công suất quang (w)
Hệ số nhân M thay đổi theo điện áp phân cực ngược và cũng phụ thuộc nhiệt độ nên việc giữ cho hệ số nhân M ổn định rất khó khăn.
Ngoài ra, nếu vùng thác lũ càng rộng thì hệ số M cũng càng lớn. Nhưng lúc đó thời gian trôi của điện tử càng chậm nên tốc độ hoạt động của APD giảm.
Giá trị của hệ số nhân M từ 10 1000 lần, trên thực tế chỉ chọn điểm phân cực cho APD sao cho M = 50 200 lần vì M càng lớn thì dòng nhiễu của APD cũng càng cao.
Cấu tạo của một APD.
TiÕp xóc N
N- (Ingu Ac)
N (Ingu AS)
N (Iup)
P (Iup)
P (Iup)
TiÕp xóc P
¸nh s¸ng
CÊu t¹o APD nhãm III - V
5. Đặc tính kỹ thuật của PIN và APD.
- Độ nhạy: Độ nhạy của APD lớn hơn độ nhạy của PIN từ 5 15dB, tuy nhiên nếu dùng PIN kết hợp với FET thì độ nhạy của PIN - FET gần bằng độ nhạy của APD.
- Điện áp phân cực: Điện áp phân cực của APD lớn hơn điện áp phân cực của PIN (APD khoảng Hà Nộiàg trăm vôn, PIN không dưới vài chục vôn)..
- Dải động: Dải động của APD lớn hơn dải động của PIN và có thể điều chỉnh được bằng cách thay đổi điện áp phân cực để thay đổi hệ số nhân M.
- Dòng tối của APD lớn hơn dòng tối của PIN.
- Độ ổn định khi làm việc của APD nhỏ hơn PIN vì hệ số nhân của APD vừa phụ thuuộc điện áp phân cực vừa thay đổi theo nhiệt độ.
* Ưu điểm của 2 loại tách sóng quang PIN và APD trái ngược nhau không giống nh hai loại nguồn quang LED và Leser.
Đặc tính kỹ thuật của leser tốt hơn LED về nhiều mặt trong khi đó APD chỉ hơn PIN về độ nhạy và tốc độ làm việc. Các mặt hạn chế của APD là:
- Chế độ làm việc kém ổn định nên cần mạch điện phức tạp.
- Dòng nhiễu lớn.
- Điện áp phân cực cao và yêu cầu độ ổn định cao.
- Giá thành cao.
Do đó APD và PIN đều tồn tại song song. Có thể khắc phục được các nhược điểm của PIN bằng cách dùng kết hợp PIN với một transistor trường (FET).
Trong mạch khuếch đại. Nếu linh kiện kết hợp này được gọi là PIN - FET chúng được sử dụng khá phổ biến trong cácd hệ thống thông tn quang hiện nay, độ nhạy của PIN - FET có thể so sánh được với APD.
- 30 .
- 40 .
- 50 .
- 60 .
- 70 .
. . .
APD
PIN -
Tèc ®é bÝt (b/s)
1 10 100 1000
2.5. Hàn nối sợi quang.
1. Các yêu cầu nối.
Do những hạn chế về kỹ thuật chế tạo, phương tiện chuyển cũng như trong quá trình lắp đặt và vận hành hệ thống thông tin quang, việc hàn nối giữa các sợi quang với nhau hay giữa các sợi quang với linh kiện thu - phát đóng một vai trò quan trọng. Hàn nối tốt cũng làm giảm suy hao đường truyền hàn nối sợi quang gồm những phương pháp sau:
+ Dùng keo dính.
+ Hàn nối bằng hồ quang.
+ Dùng bộ nối tháo rời và bộ nối không tháo rời.
Những phương pháp chính hiện nay là hàn nối bằng hồ quang gồm các bước nh sau:
a.
b
c
d
Quá trình hàn nối sợi
a. Dùng hóa chất để tẩy và tách sạch lớp vỏ bảo vệ của 2 sợi quang cần nối k...