Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu LỜI NÓI ĐẦU Các hệ thống thông tin vô tuyến băng rộng phát triển mạnh mẽ Yêu cầu khả truyền tải dịch vụ băng rộng tích hợp (kết hợp loại dịch vụ thoại, số liệu, hình ảnh, dịch vụ đa phương tiện dịch vụ gia tăng khác) khiến cho dung lượng truyền dẫn hệ thống thông tin vô tuyến ngày tăng Sự gia tăng dung lượng truyền dẫn dẫn tới phải sử dụng tần số hoạt động cao tế bào vô tuyến nhỏ Nhưng tế bào vô tuyến nhỏ đồng nghĩa với việc cần số lượng lớn trạm gốc điểm truy nhập vô tuyến để đạt vùng phủ sóng rộng theo yêu cầu hệ thống Bên cạnh đó, truyền thông sợi quang trở nên phổ biến nhiều ưu điểm mà mang lại băng thông cực rộng, không bị ảnh hưởng nhiễu điện từ Tuy phương thức có nhược điểm định lắp đặt, bảo dưỡng giá thành so với việc triển khai cáp đồng, đặc điểm băng thông rộng sợi quang môi trường so sánh Chính vậy, sợi quang từ lâu xem sở để triển khai mạng băng thông rộng cách hiệu Một phương pháp để xây dựng hệ thống mạng truy nhập vô tuyến băng thông rộng kết hợp với kĩ thuật truy nhập sợi quang Kĩ thuật truyền sóng vô tuyến qua sợi quang (RoF) đợi xem kĩ thuật nên tảng cho mạng truy nhập không dây băng thông rộng tương lai Mặt khác, biết kĩ thuật OFDM quang kĩ thuật phổ biến với nhiều ưu điểm Do việc kết hợp OFDM quang RoF xem giải pháp mang lại hiệu cao cho truyền dẫn vô tuyến băng rộng Đây lí để em lựa chọn đề tài “Nghiên cứu công nghệ OFDM quang ứng dụng truyền dẫn vô tuyến qua sợi quang” Nội dung đồ án gồm chương: Chương 1: Công nghệ OFDM quang Chương 2: Hệ thống truyền dẫn RoF Chương 3: Ứng dụng kĩ thuật OFDM quang RoF Mặc dù cố gắng nhiều hạn chế mặt kiến thức thực tế chuyên môn nên đồ án em không tránh khỏi thiếu sót Eam mong nhận ý kiến đóng góp quy báu thầy cô để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án này, trước tiên, em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn bảo tận tình thấy giáo-TS Hoàng Văn Võ Thầy giúp đỡ em nhiều việc định hướng đề tài, giảng giải cho em kiến thức liên quan đồ án Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo Học viện truyền đạt cho em kiến thức quý báu suốt năm học Đại học để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Xin gửi lời cảm ơn đến người bạn, thành viên nhóm Mọi người giúp đỡ em trình xây dựng hoàn thiện đồ án Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn tới người thân gia đình, cảm ơn bố mẹ suốt khoảng thời gian qua tạo điều kiện để có thề hoàn thành đồ án tốt nghiệp cách tốt Sinh viên thực Trịnh Hùng Cường Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục MỤC LỤC Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang Đồ án tốt nghiệp Đại học biểu Danh mục hình vẽ, bảng DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Thuật ngữ tiếng Anh Thuật ngữ viết tắt ADC Analog Digital Converter Asymmetric Digital Subscriber ADSL Line ASK Amplitude Shift Keying BER Bit Error Rate BPSK Binary Phase Shift Keying BS Base Station CNR Carrier-to-Noise Ratio CS Central Station DAB Digital Audio Broadcasting DAC Digital to Analog Converter Discrete Fourier Transform/ DFT/ IDFT Invert Discrete Fourier Transform DVB Digital Video Broadcasting Dense Wavelength Division DWDM Multiplexing EDFA FFT/ IFFT FM FSR ICI IMD IM-DD ISI LO MCM MZM O\E OFDM PD PLL PM POF Thuật ngữ tiếng Việt Chuyển đồi tương tự sang số Đường thuê bao số bất đối xứng Khoá dịch biên độ Tỉ số lỗi bit Khoá dịch pha nhị phân Trạm gốc Tỉ số sóng mang tạp âm Trạm trung tâm Quảng bá Audio số Chuyển đổi từ số sang tương tự Biến đổi Fourier thuận/ đảo Quảng bá video số Ghép kênh phân chia theo bước sóng Bộ khuếch đại quang sợi pha tạp Erbium-doped Fiber Amplifier Erbium Biến đổi Fourier nhanh thuận/ Fast Fourier Transform/ Invert FFT đảo Frequency Modulation Điều chế tần số Free Spectral Range Dải phổ tự Inter-Carrier Interference Nhiễu kênh lân cận Intensity Modulation Depth Độ sâu điều chế cường độ Intensity Modulation with Direct Điều chế theo cường độ - tách Detection sóng trực tiếp Inter-Symbol Interference Nhiễu liên kí tự Local Oscillator Bộ dao động nội Multi-carrier Modulator Điều chế đa sóng mang Mach Zehnder Modulator Bộ điều chế MZM Opto-Electrical Quang – điện Orthogonal Frequency Division Ghép kênh phân chia theo tần số Mutilplexing trực giao Photodetector Bộ tách quang Phase Locked Loop Vòng khoá pha Phase Modulation Điều chế pha Polymer Optical Fiber Sợi quang Polymer Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang Đồ án tốt nghiệp Đại học PAPR Peak-to-Average Power Ratio QAM QoS QPSK RAP RAU Quadrature Amplitude Modulation Quanlity of Services Quadrature Phase Shift Keying Radio Access Point Radio Access Unit SCM Sub-Carrier Multiplexing SER SFDR SIR SSB Symbol Error Rate Spurious Free Dynamic Range Signal-to-Interference Ratio Single Side Band Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Thuật ngữ viết tắt Tỷ số công suất đỉnh/ công suất trung bình Điều chế biên độ trực giao Chất lượng dịch vụ Khoá chuyển pha trực giao Điểm truy nhập vô tuyến Điểm truy nhập vô tuyến Ghép kênh phân chia theo sóng mang Tỉ số lỗi kí tự Dải động tự giả Tỉ số tín hiệu nhiễu Dải biên đơn Trang Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Công nghệ OFDM quang CHƯƠNG 1: CÔNG NGHỆ OFDM QUANG Nội dung chương trình bày khái niệm, lịch sử công nghệ OFDM, nguyên lí OFDM công nghệ OFDM quang Ngoài cuối chương đề tài phân tích ưu nhược điểm OFDM nêu khác biệt OFDM quang OFDM vô tuyến 1.1 Công nghệ OFDM OFDM kĩ thuật điều chế đa sóng mang tiên tiến, băng tần lớn chia thành băng tần nhỏ hơn, số liệu truyền song song băng tần riêng rẽ Mặc dù, kỹ thuật OFDM ứng dụng nhiều tiêu chuẩn, hệ thống truyền dẫn vô tuyến, song hệ thống truyền dẫn quang nói chung, OFDM xem hướng phát triển hứa hẹn, nghiên cứu mạnh mẽ So với môi trường truyền dẫn khác, truyền dẫn quang có nhiều đặc tính ưu việt suy hao truyền dẫn thấp, miễn nhiễm với ảnh hưởng nhiễu tần số vô tuyến, băng thông lớn…Do đó, hạ tầng truyền dẫn tốc độ cao phần lớn xây dựng dựa hệ thống truyền dẫn quang 1.1.1 Khái niệm lịch sử phát triển OFDM a Khái niệm OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing: ghép kênh phân chia theo tần số trực giao) phương pháp điều chế đa sóng mang (MCM) OFDM phân toàn băng tần vào số sóng mang để truyền đồng thời sóng mang Số sóng mang lớn độ dài ký hiệu lớn Các sóng mang trực giao với sóng mang khác có nghĩa có số nguyên lần lặp chu kỳ kí tự Vì vậy, phổ sóng mang “không” tần số trung tâm tần số sóng mang khác hệ thống Kết nhiễu sóng mang phụ Điều chế đa sóng mang MCM tận dụng hiệu băng tần để truyền dẫn tốc độ cao hệ thống thông tin vô tuyến hữu tuyến Do yêu cầu tốc độ liệu ngày cao, nên độ rộng băng tần truyền dẫn tăng đáng kể Vì vậy, kênh vô tuyến thể đặc tính đa đường miền thời gian hay tính cách chọn lọc miền tần số, nghĩa tốc độ liệu truyền kênh vô tuyến tăng lên kênh vô tuyến trở nên có tính chất chọn lọc tần số Việc truyền dẫn thành công qua kênh chọn lọc tần số phức tạp so với kênh phẳng băng hẹp, lẽ nhiễu ký hiệu ISI làm giảm hiệu hệ thống Các kỹ thuật xử lý tín hiệu tiên tiến như: kỹ thuật cân kênh,v.v để đối phó phân tán kênh Do MCM thực chia toàn băng tần thành nhiều kênh song song (đồng thời) Một số lượng kênh đủ lớn, đáp ứng tần số kênh gần phẳng Nhờ đó, việc thực cân giải pháp kỹ thuật khác cho kênh dễ dàng nhiều Vì vậy, ưu điểm chất MCM OFDM chuyển kênh pha đinh Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Công nghệ OFDM quang chọn lọc tần số thành kênh pha đinh phẳng Một ví dụ bốn sóng mang cho ký hiệu OFDM minh họa hình 1.1 Trong đó, hình 1.1a sóng mang miền thời gian, hình 1.1b sóng mang miền tần số hình 1.1c đáp ứng tổng cộng sóng mang b ) c ) Hình 1.1: Thí dụ bốn sóng mang cho ký hiệu OFDM b Lịch sử phát triển OFDM Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Công nghệ OFDM quang Khái niệm OFDM giới thiệu lần Chang hội thảo năm 1996 Thuật ngữ “OFDM” thực tế xuất sáng chế riêng ông vào năm 1970 Các lĩnh vực OFDM có từ lâu phát triển, có tầm quan trọng định ứng dụng quân Sự đời ứng dụng kĩ thuật số băng rộng hoàn thiện chip CMOS có độ tích hợp cao năm 1990 mang OFDM vào tâm điểm ý Năm 1995, OFDM chọn chuẩn DAB châu Âu, đảm bảo ý nghĩa công nghệ điều chế quan trọng báo hiệu kỉ nguyên thành công loạt ứng dụng Một số tiêu chuẩn quan trọng sử dụng kết hợp công nghệ OFDM DVB, mạng cục không dây (Wi-Fi; IEEE 802.11a/g), mạng đô thị không dây (WiMAX 802.162), đường dây thuê bao bất đối xứng (ADSL; ITU G.992.1), công nghệ mạng không dây hệ (LTE) hệ thứ tư Ứng dụng OFDM truyền thông quang xảy muộn tương đối so với RF Cùng từ viết tắt OFDM có từ lâu sử dụng để đại diện cho “ghép kênh phân chia tần số trực giao quang học” truyền thông quang chung Bài báo OFDM quang tài liệu mở báo cáo Pan Green năm 1996, liện tục có số nghiên cứu OFDM năm Tuy nhiên, lợi OFDM, cụ thể độ chắn phân tán kênh quang học không công nhận truyền thông quang năm 2001 Khi Dixon et al đề xuất sử dụng OFDM để chống lại phương thức phân tán sợi quang (MMF) Với thực tế kênh sợi MMF tương tự kênh không dây điều kiện pha đinh đa đường, không ngạc nhiên tiêu chuẩn làm việc ban đầu OFDM quang tập trung vào ứng dụng sợi MMF Sự quan tâm OFDM ngày tăng lên phần lớn đề xuất độc lập OFDM quang cho ứng dụng đường dài từ ba nhóm, bao gồm phát trực tiếp OFDM quang (DDO-OFDM) coherent OFDM (CO-OFDM) Cho đến nay, truyền dẫn CO-OFDM theo chuẩn sợi đơn mode (SSMF) 100 Gb/s qua 1000km với hiệu suất phổ tần bít/s/Hz chứng minh nhóm khác Một mạnh OFDM quang điều chỉnh cho ứng dụng khác 1.1.2 Nguyên lí OFDM Nguyên lý OFDM chia nhỏ luồng liệu tốc độ cao trước phát thành nhiều luồng liệu tốc độ thấp phát luồng liệu số sóng mang khác Các sóng mang trực giao với nhau, điều thực cách chọn độ giãn tần số cách hợp lý Khoảng thời gian kí tự tăng lên cho sóng mang song song, sóng mang truyền kí tự với tốc độ thấp hơn, nên giảm tác động dãn xung gây Nhiễu xuyên kí tự ISI hạn chế hoàn toàn việc đưa vào Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Công nghệ OFDM quang khoảng thời bảo vệ kí tự OFDM Trong khoảng thời bảo vệ, kí tự OFDM mở rộng theo chu kỳ (cyclicall extended) để tránh xuyên nhiễu sóng mang ISI 1.1.3 Tính trực giao OFDM Các tín hiệu trực giao chúng độc lập với Tính trực giao tính chất cho phép nhiều tín hiệu thông tin truyền thu tốt kênh truyền chung xuyên nhiễu tín hiệu Mất tính trực giao làm cho tín hiệu thông tin bị xuyên nhiễu lẫn đầu thu khó khôi phục lại hoàn toàn thông tin ban đầu Trong OFDM, sóng mang chồng lấn tín hiệu khôi phục mà xuyên nhiễu sóng mang kế cận sóng mang có tính trực giao Một tập tín hiệu gọi trực giao đôi hai tín hiệu tập thỏa điều kiện * (t)dt = K S (t).S  ∫ i j 0 TS i= j (1.1) i≠ j với S*(t) ký hiệu liên hợp phức S(t) T s chu kỳ ký hiệu K số.Tập N sóng mang phụ kỹ thuật OFDM có biểu thức: k  t) sin(2π TS f k (t) =  0   t  TS (1.2) t ∉ (0, TS ) với k = 0, 1, …, N-1 FS = Các sóng mang có tần số cách khoảng đôi thỏa điều kiện (1.1) Ta xét hai sóng mang TS  k1 ∫0 Sin  π TS   k t .Sin  π   TS  k  Sin  2π t   TS  T TS trực giao  k  Sin  2π t   TS   S t t t dt = ∫ cos2 π( k − k ) − cos2 π( k + k ) dt = 0 TS TS   (1.3) Như vậy, sóng mang thuộc tập (1.2) trực giao đôi hay gọi độc lập tuyến tính Trong miền tần số, phổ sóng mang phụ có dạng hàm sincx ký hiệu miền thời gian giới hạn xung chữ nhật Mỗi sóng mang phụ có đỉnh tần số trung tâm vị trí null điểm cách tần số trung tâm khoảng bội số F S Vì vậy, vị trí đỉnh sóng mang vị trí null sóng mang lại (Hình 1.2) Và sóng mang không gây nhiễu cho Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang 10 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Hệ thống truyền dẫn RoF 2.5 Kết luận chương Chương nghiên cứu kĩ thuật nhằm phân phối tín hiệu RF qua liên kết sợi quang Các kĩ thuật RoF khác nhằm truyền tải tín hiệu RF qua sợi quang phân loại mặt tần số mà tín hiệu truyền tải nguyên lý điều chế/tách sóng quang Về mặt tần số, kĩ thuật RoF chia trành RF-over-fiber, IF-over-fiber Baseband-over-fiber Về mặt điều chế/tách sóng, phân loại thành điều chế cường độ tách sóng trực tiếp IM-DD, tách heterodyne đầu xa RHD chuyển đổi nâng tần hài Vì thế, kĩ thuật RoF thuộc nhiều loại, kết hợp nhiều mặt khác nhiều kĩ thuật Phương pháp đơn giản nhât để truyền tín hiệu RF qua sợi quang phương pháp RFoF sử dụng IM-DD, không đòi hỏi việc chuyển đổi nâng hạ tần RAU Điều dẫn tới RAU đơn giản Tuy nhiên, ứng dụng hệ thống RoF tần cao đòi hỏi thiết bị giao diện quang điện tần cao trạm trung tâm, dẫn tới việc gia tăng chi phí hệ thống hoạt động hiệu Hơn nữa, RFoF dễ bị ảnh hưởng tán sắc màu- gây triệt tiêu sóng mang điều chế DSB đơn giản sử dụng Rất nhiều kĩ thuật RoF dựa nguyên lý tách heterodyne đầu xa, sóng mang quang tần số khác kết hợp tách sóng Có nhiều phương pháp sử dụng để tạo sóng mang quang, bao gồm, FM/PM quang, tạo dải biên MZM laser hai mode Với RHD, tín hiệu RF tần số cao (chỉ bị giới hạn băng thông tách sóng) sinh Tuy nhiên, yêu cầu ổn định tần số phách phương pháp triệt tiêu nhiễu pha hệ thống RoF dựa RHD, làm cho chúng trở nên phức tạp Các phương pháp bao gồm vòng lặp khóa tần/pha quang, khóa bơm quang kết hợp hai Hiện tại, công nghệ RoF áp dụng chủ yếu hệ thống dựa sợi quang đơn mode Đối với hệ thống RoF dựa sợi quang đa mode, có phương pháp IM-DD ứng dụng WLAN đề xuất Vì thế, tầm quan trọng việc phát triển độ rộng vùng bao phủ hệ thống không dây cần thiết việc phân bổ tín hiệu tần số cao qua sợi quang đa mode Mặt khác, biết kĩ thuật OFDM quang kĩ thuật phổ biến với nhiều ưu điểm Do việc kết hợp OFDM quang RoF xem giải pháp mang lại hiệu cao cho truyền dẫn vô tuyến băng rộng Trong chương nghiên cứu ứng dụng OFDM quang hệ thống truyền dẫn vô tuyến qua sợi quang Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang 50 Đồ án tốt nghiệp Đại học Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Chương 2: Hệ thống truyền dẫn RoF Trang 51 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 3: Ứng dụng OFDM quang RoF CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG OFDM QUANG TRONG RoF OFDM quang công nghệ cho phép truyền dẫn mạnh mẽ mạng không dây kênh quang sử dụng nhiều mạng truyền thông, bao gồm mạng không dây nội địa (LAN hay WiFi), video số chuẩn phát âm thanh, DSL, tương tác toàn cầu truy nhập vi ba (WiMAX, IEEE 802.16).Trong chương này, mô tả ứng dụng OFDM quang hệ thống truyền dẫn vô tuyến qua sợi quang Nội dung chương trình bày kĩ thuật ghép kênh RoF ứng dụng OFDM quang RoF 3.1 Giới thiệu Vùng phủ không dây miền đầu cuối người sử dụng, nhà trời, ví dụ, tòa nhà văn phòng, trường đại học, bệnh viện, sân bay… trở thành phần thiết yếu mạng truyền thông băng rộng Để cung cấp dịch vụ băng rộng (kết hợp thoại, liệu, video đa phương tiện, dịch vụ gia tăng khác), hệ thống cần cung cấp dung lượng truyền dẫn lớn vượt tiêu chuẩn hệ thống không dây Mạng không dây LAN (IEEE 802.11a/b/g) cung cấp lên tới 54 Mbps hoạt động xung quanh tần số 2.4 GHz GHz, mạng 3G (IMT2000/UMTS) cung cấp lên tới Mbps hoạt động xung quanh tần số GHz, số tiêu chuẩn không dây IEEE 802.16 WiMAX số tiêu chuẩn khác để kết nối dặm cuối qua điện thoại không dây cố định đến đầu cuối người sử dụng tần số 2-66 GHz WLAN cần để tiếp tục tăng dung lượng đơn vị diện tích dẫn tới tần số hoạt động (trên GHz) cell vô tuyến nhỏ hơn, đặc biệt ứng dụng nhà nơi tần số cao bị tổn hao lớn tường Để giải vấn đề này, giảm cài đặt hệ thống trì giá thành hệ thống, điều bắt buộc để làm cho đơn vị anten vô tuyến đơn giản tốt Điều đạt công nghệ vô tuyến sợi quang (RoF) Đây công nghệ phù hợp để thực thi sở hạ tầng mạng không dây cung cấp cấu trúc giá thành thấp, bới tín hiệu điều chế quang truyền tới trạm gốc thông qua sợi quang mà mát đáng kể tớ đầu cuối điện thoại thông qua truyền RF cho phép tính di động lớn Nó cung cấp chức đơn giản với BS đơn giản nối liền với trung tâm central (CS) thông qua sợi quang Hình 1là biểu đồ khối khái niệm vô tuyến sợi quang Nó bao gồm ví dụ phân bố tín hiệu không dây nhà Hiện nay, hội tụ toàn cầu xảy ghép kênh phân chia theo tần số trực giao quang học (OFDM) kỹ thuật trội cho liệu tốc độ cao Đặc biệt, nhiều tiêu chuẩn không dây (Wi-Max, IEEE 802.11a, LTE DVB áp dụng công nghệ OFDM để tăng đáng kể kết nối không dây tương lai OFDM quang dạng đặc biệt truyền dẫn đa sóng mang phù hợp với kênh chọn lọc tần số liệu truyền dẫn tốc độ cao Kỹ thuật biến đổi kênh băng rộng chọn lọc tần số vào nhóm kênh băng hẹp không chọn lọc, điều làm chống Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang 52 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 3: Ứng dụng OFDM quang RoF phần lớn trễ lan truyền cách bảo đảm trực giao miền tần số Hơn nữa, khéo léo đảm bảo độ dư thừa chu kỳ máy thu làm giảm độ phức tạp để trình FFT tap cân vô hướng máy thu Sự phối hợp OFDM quang hệ thống vô tuyến sợi quang (RoF) có sức hút đáng kể hệ thống truyền thông không dây băng rộng Gbits tương lai Tỷ số công suất đỉnh công suất trung bình (PAPR) méo không tuyến tính máy phát quang vấn đề nêu lên hệ thống OFDM quangvà RoF Hệ thống truyền thông quang sợi quang phát triển phổ biến ưu điểm chúng: chúng đạt tới tốc độ liệu cao khoảng cách lớn môi trường vật lí khác có xu hướng ổn định theo thời gian, nên chúng không chịu thay đổi trạng thái chúng Vì lý này, mạng quang bắt đầu triển khai rộng rãi để cung cấp tốc độ cao cho người sử dụng, tiết kiệm sở hạ tầng bảo trì cho nhà khai thác Cáp quang môi trường hoàn hảo để truyền tín hiệu RF đặc tính sau đây: băng thông vô lớn, tổn hao thấp, nhẹ, phần cắt ngang thấp, giá thành thấp tính mềm dẻo cao Nó xem xét rộng rãi để đưa tín hiệu vô tuyến tới vị trí xa nhiều thiết kế hệ thống nghiên cứu Một khía cạnh quan trọng khác OFDM quang có khả thích ứng với méo kênh nhờ vào điều chế multitone rời rạc Loại điều chế cho phép kết nối kênh thẳng với cân simple-tap, cung cấp kênh đủ nhỏ để kênh sử dụng hệ số đơn 3.2 Kĩ thuật ghép kênh RoF 3.2.1 Ghép kênh sóng mang SCM hệ thống RoF Ghép kênh sóng mang phương pháp cốt yếu, đơn giản hiệu kinh tế việc sử dụng băng thông sợi quang hệ thống thông tin quang tương tự nói chung hệ thống RoF nói riêng Trong SCM, tín hiệu RF (sóng mang con) sử dụng để điều chế sóng mang quang phía phát Điều dẫn tới phổ quang bao gồm tín hiệu sóng mang quang gốc f0 với hai thành phần biên vị trí tương ứng f0±fSC, fSC tần số sóng mang Nếu sóng mang tự điều chế với liệu (tương tự số), dải biên tập trung xung quang f0±fSC sinh hình 3.1 mô tả Để ghép nhiều kênh sóng mang quang, sóng mang trước tiên kết hợp sử dụng để điều chế sóng mang quang Tại phía thu, sóng mang khôi phục thông qua tách sóng trực tiếp sau phát xạ Các phương pháp điều chế khác sử dụng sóng mang khác Một sóng mang mang liệu số, sóng mang khác điều chế với tín hiệu tương tự lưu lượng video thoại Theo cách này, SCM hỗ trợ ghép kênh nhiều loại liệu băng rộng Điều chế sóng mang quang đạt điều chế trực tiếp laser việc sử dụng điều chế MZM Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang 53 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 3: Ứng dụng OFDM quang RoF SCM sử dụng kĩ thuật IM-DD RHD SCM kết hợp với IM-DD sử dụng hệ thống RoF hoạt động sợi quang đa mode Tuy nhiên, hệ thống sử dụng chủ yếu cho truyền dẫn tín hiệu WLAN tần số duới 6GHz Hình 3.1: Ghép kênh sóng mang tín hiệu số tín hiệu tương tự a Ưu điểm ghép kênh sóng mang (SCM) Một ưu điểm SCM hỗ trợ nhiều lưu lượng liệu Mỗi sóng mang truyền tải tín hiệu có cách điều chế độc lập Vì thế, sử dụng nhiều ứng dụng CATV, WLAN số ứng dụng sóng mm Điều kết thực tế kĩ thuật điều chế sử dụng liệu tải sóng mang độc lập với sóng mang sử dụng Hơn nữa, sóng mang tần số thấp, thành phần yêu cầu hệ thống dựa SCM hầu hết khả dụng Các điều chế, trộn khuếch đại sử dụng CATV hay hệ thống vệ tinh khác sử dụng hệ thống SCM, dẫn đến giá thành hệ thống thấp b Các nhược điểm ghép kênh sóng mang (SCM) Nhược điểm SCM kĩ thuật thông tin tương tự, nhạy cảm đổi với tác động nhiễu méo hiệu ứng phi tuyến Điều dẫn tới yêu cầu tuyến tính nghiêm ngặt hoạt động thành phần, đặc biệt ứng dụng video–các ứng dụng đòi hỏi tỉ số sóng mang tạp âm CNR>55 dB Nhiễu cường độ tương đối RIN nguồn sáng nguồn nhiễu nên giữ thấp tốt 3.2.2 Ghép kênh phân chia theo bước sóng hệ thống RoF Ứng dụng WDM vào mạng RoF mang lại nhiều ưu điểm đơn giản hóa mô hình mạng cách ấn định bước sóng khác cho trạm gốc riêng biệt, cho phép nâng cấp mạng ứng dụng dễ dàng cung cấp phương tiện quản lý mạng đơn giản Hình 3.2 ví dụ ứng dụng cho tuyến đường xuống Như vậy, hình vẽ minh họa, với sợi quang kỹ thuật RoF Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang 54 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 3: Ứng dụng OFDM quang RoF phục vụ cho nhiều trạm gốc BS Số lượng trạm gốc BS phục vụ tùy thuộc vào số lượng kênh quang truyền sợi quang Hình 3.2: Sự kết hợp DWDM RoF Hình 3.3: DWDM RoF a Điều chế hai dải biên, b Điều chế triệt dải biên Tuy nhiên khó khăn ứng dụng kỹ thuật WDM kênh quang truyền sóng mm tần số 60GHz Do bề rộng phổ kênh quang vượt bề rộng phổ kênh WDM Ví dụ hình 3.3a sử dụng phương pháp chế biên 3.3b sử dụng phương pháp điều chế đơn biên để truyền sóng mm băng tần 60Ghz tức phải tốn kênh 100 GHz bề rộng phổ lưới ITU-T có chuẩn Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang 55 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 3: Ứng dụng OFDM quang RoF 100 GHz.Ở phương pháp sử dụng điều chế biên ta cần phải sử dụng đến kênh 200GHz Như có lãng phí lớn băng thông sợi quang thiết bị hệ thống WDM cũ không tương thích kỹ thuật RoF Hiện có nhiều nghiên cứu lĩnh vực Để gia tăng hiệu suất sử dụng phổ, khái niệm chèn tần số quang đưa Mặt khác, trạm gốc phải cấp đủ số bước sóng để hoạt động song công hoàn toàn, nên cần phải có đến đến bước sóng, cho chiều đường xuống cho chiều ngược lại Trong kỹ thuật tái sử dụng bước sóng đề cập đến, dựa kỹ thuật khôi phục sóng mang quang dùng tín hiệu đường xuống sử dụng lại bước sóng cho chiều truyền dẫn đường lên Như tốn có bước sóng cho hai chiều truyền dẫn, tăng hiệu sử dụng băng thông sợi quang Hình 3.4: Kiến trúc vòng ring RoF dựa DWDM Hình 3.4 thể kiến trúc sóng mang đơn hướng mà sử dụng để cung cấp dịch vụ vô tuyến băng thông rộng Ở trạm trung tâm, tất nguồn sáng đường lên đường xuống ghép lại khuếch đại lên truyền sợi quang Một điều chế kênh đường xuống giải điều chế đường lên đưa tín hiệu quang vào sợi quang nối với theo mạng vòng Tại BS, cặp bước sóng đường xuống- đường lên xen rẽ thông qua xen rẽ quang OADM EAT, thao tác diễn cách đồng thời trạm gốc BS Kênh đường lên điều chế thêm vào sợi quang truyền vòng CS, chúng giải ghép khôi phục tín hiệu Ưu điểm mạng vòng WDM điểm- điểm khả tập trung tất nguồn phát quang trạm trung tâm, cho phép có cấu hình trạm gốc đơn giản 3.3 OFDM quang hệ thống RoF 3.3.1 Mô hình OFDM kết hợp với RoF Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang 56 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 3: Ứng dụng OFDM quang RoF Mô hình sơ lược hệ thống OFDM-ROF hình 3.5 OF DM quan OF D Hình 3.5: Mô hình OFDM quang kết hợp với RoF a Hệ thống OFDM Dữ liệu đầu vào phía phát điều chế OFDM quang, trước hết luồng bit liệu chia thành khối với Nlog2M bit, M mức điều chế Khối bit sau biến đổi thành N ký hiệu điều chế thông thường (mỗi ký hiệu ký hiệu tương ứng với log 2M bit) song song tương ứng với N vectơ xác định vị trí điểm ký hiệu điều chế thông trường chùm tín hiệu điều chế thông thường Các vectơ thể N tần phổ Sau thể tần phổ biến đổi Fourrier nhanh rời rạc đảo (IFFT ) biến đổi vào miền thời gian Chùm N ký hiệu đưa lên IFFT Đầu IFFT cho ta tập N sóng mang trực giao mang N ký hiệu băng gốc (ở miền thời gian) Tập sóng mang trực giao tạo nên ký hiệu OFDM hiệu dụng Thông thường N nhận giá trị lũy thừa số nguyên để áp dụng IFFT hiệu cao Thời gian ký hiệu hiệu dụng ký hiệu TFFT Trong miền tần số, trước đưa lên IFFT, mẫu rời rạc IFFT tương ứng với sóng mang Hầu hết sóng mang điều chế số liệu lưu lượng Các sóng mang bên không bị điều chế biên độ đặt không Các sóng mang không điều chế dùng để tạo băng tần bảo vệ trước tần số Nyquist để đảm bảo độ dốc lọc tương tự Sau IFFT, tín hiệu OFDM băng gốc đưa lên chèn khoảng bảo vệ tạo cửa sổ Tại tín hiệu OFDM chèn đoạn tiền tố lặp đóng vai trò khoảng bảo vệ chèn đoạn mở cổng tiền hậu tố để tạo dạng phổ Thời gian đoạn bảo vệ ký hiệu T∆ chọn lớn thời gian trễ trội cực đại kênh pha đinh Vì phần hiệu dụng tín hiệu thu (đoạn T FFT) coi tích chập ký hiệu OFDM với đáp ứng xung kim kênh Đoạn bảo vệ đưa vào để trì tính trực giao sóng mang tính độc lập ký hiệu OFDM nối tiếp tín hiệu OFDM truyền kênh vô tuyến pha Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang 57 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 3: Ứng dụng OFDM quang RoF đinh đa đường Việc trì tính trực giao sóng mang cho phép tránh ICI việc trì tính độc lập ký hiệu cho phép tránh ISI Khoảng bảo vệ tiền tố có chu trình, copy từ phần cuối ký hiệu OFDM truyền trước Do lọc thông thấp sử dùng để biến đổi số vào tương tự ngược lại (DAC and ADC) cho tín hiệu phát thu (băng gốc), nên tất N sóng mang sử dụng Các sóng mang gần với tần số Nyquist fs/2 bị suy giảm lọc sử dụng cho truyền dẫn số liệu (fs=1/Ts tần số lấy mẫu) Ngoài sóng mang DC bị méo lớn dịch chiều (DC) ADC DAC cần tránh sử dụng cho số liệu Tín hiệu băng gốc điều chế OFDM RF chuyển đổi thành tín hiệu quang qua RTO, Trạm trung tâm có nhiệm vụ phân phối tín hiệu quang lên đường truyền quang tới khối RAU nối xa Tùy vào khả kỹ thuật RoF mà CS phục vụ RAU xa hàng chục km, nên CS nối đến hàng ngàn RAU Các RAU truyền tín hiệu quang qua kênh truyền không dây tới người dùng đầu cuối Tín hiệu trước thu máy thu xử lí để loại bỏ nhiễu, tín hiệu không mong muốn Phía thu sử dụng OFDM quang để giải điều chế tín hiệu băng gốc Quá trình giải điều chế tín hiệu ngược lại với phía máy phát, tín hiệu OFDM quang lấy mẫu với ADC, sau tín hiệu đưa qua mức đồng phức tạp để loại bỏ nhiễu ICI nhiễu ISI trước đến người dùng đầu cuối b Đường truyền quang Trong mạng viễn thông ngày cáp quang phương tiện truyền thông Trong hệ thống RoF, sợ đơn mode sợi đa mode sử dụng tùy thuộc vào ứng dụng Ưu điểm sợi quang tổn hao thấp có số yếu tố hạn chế Nếu sợi quang sử dụng sợi đơn mode, tín hiệu trải qua số biến dạng định thuộc tính sợi quang Các ảnh hưởng tín hiệu quang học chia thành hai lớp: Hiệu ứng tuyến tính bao gồm suy giảm, tán sắc màu hiệu ứng phi tuyến bao gồm tán xạ Brillion tán xạ Raman, biến động số khúc xạ Tác động hiệu ứng tín hiệu phụ thuộc chủ yếu vào điều kiện hoạt động (bước sóng, công suất quang đầu vào, độ dài sợi quang, môi trường sợi quang) 3.2.2 Ứng dụng OFDM RoF WiMax công nghệ không dây cung cấp cho truy nhập băng rộng không dây với tốc độ liên kết so sánh với T1, cáp tốc độ liệu DSL WiMax cung cấp đường lên 75 Mb/s phạm vi 30 mét WiMax công nghệ đem lại mạng tới tòa nhà, người sử dụng kết nối sử dụng mạng LAN không dây, Etherner, hay sợi quang plastic (POFs) Chuẩn cho WiMax IEEE 802.16, chuẩn khai thác ban đầu cho phổ tần từ 10 đến 66 GHz Miền tần số yêu Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang 58 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 3: Ứng dụng OFDM quang RoF cầu đường ngắm (LOS) anten phát anten thu Bởi cần thiết độ cao anten, điều chỉnh thay đổi phổ tần từ 2-11 GHz, không yêu cầu LOS (chuẩn IEEE 802.16a) Năm 2004, chuẩn IEEE 802.16-2004 phát hành, chỉnh sửa hoàn thành cho truy nhập không dây Tương ứng với di động không dây sửa đổi biết đến chuẩn IEEE 802.16e Để giảm chi phí triển khai bảo dưỡng WIMAX mạng không dây cung cấp công suất tiêu thụ thấp băng thông rộng, công nghệ RoF xem xét đề xuất đầy hứa hẹn Trong hệ thống RoF, sợi quang sử dụng để phân phát tín hiệu RF từ trạm xử lí trung tâm (CS) tới khối anten xa Mỗi loại sợi quang khác nhau, sợi đơn mode (SMFs), sợi đa mode (MMFs), POFs, sử dụng Ứng dụng bao gồm (1) hệ thống tế bào để thiết lập kết nối tổng đài điện thoại di động (MTSO), trạm gốc (BSs), (2) WiMAX để mở rộng vùng phủ sóng kết nối WiMAX BSs khối anten xa (RAUs), (3) truyền thông UWB để mở rộng phạm vi phủ sóng không dây RoF sử dụng để lọai bỏ vùng chết (đường hầm, núi…), hệ thống cáp đồng trục lai ghép sợi quang sợi quang để ứng dụng nhà Ví dụ, để giảm chi phí cài đặt bảo dưỡng hệ thống ứng dụng trời, POFs hay MMFs sử dụng từ cổng khu dân cư đến khối cố định khối di động không dây bên tòa nhà Công nghệ RoF cung cấp nhiều thuận lợi không dây suy giảm thấp mất, băng thông lớn, độ tin cậy cao, khả chống nhiễu từ, giảm công suất tiêu thụ, dễ cài đặt bảo dưỡng Một ví dụ điển hình hệ thống RoF hình 3.6a Các liệu sử dụng cho người tạo CS, áp dụng tập hợp sóng mang OFDM gán cho người dung cụ thể, truyền qua sợi quang qua điều chế Mach-Zehnder (MZM), chuyển vào miền điện thu quang BS Từ BS, tín hiệu truyền qua kênh không dây đến đầu cuối người sử dụng Một ví dụ cho truyền dẫn đường xuống hình 3.6b Tín hiệu đầu vào xử lí trạm trung tâm Ở trạm trung tâm có khối chức hình vẽ để điều chế tín hiệu từ tín hiệu băng gốc thành tín hiệu RF chuyển sang tín hiệu quang trước đưa lên đường truyền quang tới BS (phía thu quang) Các BS truyền tín hiệu quang qua kênh truyền không dây tới ngưới dùng đầu cuối Phía người dùng đầu cuối sử dụng khối chức để giải điều chế tín hiệu, loại bỏ tín hiệu không mong muốn để khôi phục lại tín hiệu gốc Việc sử dụng công nghệ OFDM quang giúp loại bỏ nhiễu tín hiệu trình điều chế phía CS trình giải điều chế tín hiệu phía người dùng đầu cuối Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang 59 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 3: Ứng dụng OFDM quang RoF Hình 3.6: Ví dụ a) hệ thống RoF b)Ttruyền dẫn đường xuống Hệ thống RoF sử dụng để cải thiện độ tin cậy mạng WiMAX thông qua truyền dẫn đa dạng cách triển khai số RAUs hình 3.7 Hình 3.7: Cải thiện vùng phủ WiMAX qua việc triểu khai khối RAU Để đáp ứng nhu cầu tốc độ liệu cao hơn, 60 GHz Hệ thống nhận nhiều quan tâm Những hệ thống cung cấp dịch vụ với tốc độ liệu lên tới GB giây Tuy nhiên, trước chuyển sang hệ thống vô tuyến vậy, vấn đề kèm theo cần phải giải là: (1) Vì lan truyền rộng, băng tần sử dụng truy nhập mạng không dây phạm vi hẹp môi trường nhà (2) sóng vô tuyến bị ảnh hưởng mạnh mẽ suy giảm Để mở rộng Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang 60 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 3: Ứng dụng OFDM quang RoF phạm vi, hệ thống RoF dường lựa chọn tuyệt vời hình 3.8, CS cung cấp củng cố việc truy nhập vô tuyến xử lí tín hiệu, cung cấp tín hiệu vô tuyến rõ ràng tới khối anten Tuy nhiên, việc truyền trực tiếp tín hiệu vô tuyến cao tần yêu cầu sử dụng thiết bị quang điện tử tốc độ cao Để giải vấn đề này, thông thường tín hiệu RF chuyền đổi xuống trung tần (IF) truyền qua đường sợi quang (như POF hình 3.8) cách sử dụng điều chế cường độ với tách sóng trực tiếp (IM/DD) Hệ thống RoF phải có khả tạo tín hiệu vô tuyến không dây, cho phép truyền dẫn tín hiệu vô tuyến đáng tin cậy qua liên kết quang Trong số kĩ thuật khác nhau, kĩ thuật nhân tần quang (OFM) sử dụng phổ biến Nguyên lí OFM dựa việc điều chế cường độ tần số (IM) để loại hài phát sinh thông qua lọc thông dải (BPF) máy giao thoa Mach-Zehnder (MZM), lọc thông dải để lựa chọn hài mong muốn node xa (RN) Hình 3.8: Phân phối hệ thống anten RoF Một ví dụ hệ thống OFM điểm đến đa điểm hình 3.9 Đường truyền sợi vòng quang song hướng RN dùng hai bước sóng cho tín hiệu đường lên đường xuống Tín hiệu đường lên RN lọc với BPF phát xạ, trong dải biên kênh fith lựa chọn BPF2 sử dụng dao động nội cho tín hiệu đường lên Nếu tín hiệu liệu truyền sử dụng OFDM, với thiết kế thông số OFDM phù hợp, đồng thời đối phó với hiệu ứng phân tán đường truyền sợi quang pha đinh đa đường đường truyền không dây Họ quan sát trường hợp xấu nhất- trải trễ pha đinh Rayleigh kênh không dây (không sử dụng LOS) với 250 ns cần tiền tố lặp chuẩn 800 ns Theo dự kiến, thấy hệ thống 60GHz nhạy cảm với phân tán đa mode Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang 61 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 3: Ứng dụng OFDM quang RoF so với hệ thống 5GHz Miến tiền tố lặp dài trải trễ phân tán đa mode trễ đa đường kênh không dây hiệu suất hai hệ thống không bị ảnh hưởng Hình 3.9: Hệ thống RoF điểm- đa điểm 3.4 Kết luận chương Chương trình bày rõ ràng hai kĩ thuật ghép kênh SCM DWDM ứng dụng vào hệ thống RoF Với kĩ thuật SCM hỗ trợ nhiều lưu lượng liệu nên ứng dụng nhiều CATV, WLAN kĩ thuật DWDM giúp đơn giản hóa mô hình mạng cách ấn định bước sóng khác cho trạm gốc riêng biệt, cho phép nâng cấp mạng ứng dụng dễ dàng cung cấp phương tiện quản lý mạng đơn giản Đặc biệt với ưu điểm OFDM quang, công nghệ sử dụng kết hợp hệ thống RoF để đối phó với hiệu ứng phân tán đường truyền sợi quang pha đinh đa đường đường truyền không dây Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang 62 Đồ án tốt nghiệp Đại học Kết luận KẾT LUẬN Một giải pháp công nghệ viễn thông có khả truyền tải tốc độ siêu cao, băng thông rộng, khả đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin xã hội tại, công nghệ thông tin quang ghép kênh theo tần số trực giao (OFDM) Trong đó, giải pháp công nghệ thông tin quang OFDM kết hợp hệ thống RoF khả truyền tải tín hiệu không dây tốc độ cao, mà có dung lượng lớn Đó giải pháp công nghệ truyền tải thông tin xã hội tương lai Chính vậy, em chọn đề tài luận văn tốt nghiệp là: Nghiên cứu công nghệ OFDM quang ứng dụng truyền dẫn vô tuyến qua sợi quang để nắm bắt công nghệ nghiên cứu áp dụng tương lai Để thực mục tiêu trên, đề tài luận văn thực nội dung sau: - Chương 1: Tổng quan kỹ thuật OFDM quang với nội dung sau khái niệm OFDM, Tính trực giao OFDM, mô hình nguyên lý kỹ thuật OFDM, công nghệ OFDM quang: mô hình hệ thống truyền dẫn OFDM quang, khối chức năng, khác biệt hệ thống OFDM quang hệ thống OFDM vô tuyến phân loại hệ thống OFDM quang:CO-OFDM, DD-OFDM - Chương 2: Hệ thống RoF với nội dung chính: Tổng quan hệ thống RoF, xu mạng truy nhập vô tuyến chuyển hướng sang băng tần milimet, kĩ thuật sử dụng RoF điều chế cường độ tách sóng trực tiếp IM-DD, tách sóng heterodyne đầu xa RHD (Remote Heterodyne Detection), kĩ thuật chuyển đổi nâng tần hài, ưu nhược điểm ứng dụng RoF - Chương 3: Ứng dụng công nghệ OFDM quang hệ thống RoF với nội dung chính: Kĩ thuật ghép kênh sử dụng RoF đặc biệt ứng dụng OFDM quang RoF nhằm đối phó với hiệu ứng phân tán đường truyền sợi quang pha đinh đa đường đường truyền không dây Đánh giá chung, em hoàn thành nội dung đề tài theo đề cương duyệt Tuy nhiên, với lực thời gian hạn chế nên đồ án tốt nghiệp em tránh khỏi khiếm khuyết Em mong muốn nhận bảo, góp ý chân thành Thầy Cô giáo bạn để hoàn thiện Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang 63 Đồ án tốt nghiệp Đại học Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt [1] Nguyễn Thanh Tú “Kĩ thuật OFDM hệ thống thông tin quang”, 2010 [2] Ths.Đặng Thế Ngọc, Ths Phạm Thị Thúy Hiền “Công nghệ truyền sóng vô tuyến quan sợi quang - RoF” [3] TS Vũ Văn San “Hệ thống thông tin quang”,2008 Tài liệu Tiếng Anh [4] William Shieh IvanDjordjevic “Orthogonal Multiplexing for Optical Communications ”, 2010 Frequency Division [5] William Shieh & Ivan Djordjevic, OFDM for Optical Communications, Elsevier Inc, 2010 [6] William Shieh & Ivan Djordjevic, OFDM for Optical Communications, Elsevier Inc, 2010 [7] D.Wake “Radio over Fiber systems for Mobile Applications” in Radio over Fiber Technologies for Mobile Communication Networks, Artech House, Inc, USA, 2002 [8] Amr M Mahros, Marwa M Tharwat “Implelmentation of a Radio-overfiber OFDM communication system in the simulink environment”, 2012 [9] Hong Bong Kim Berlin “Radio over Fiber based Network Architecture”, 2005 [10] T Kuri, K Kitayama, and Y Takahashi “60-GHz-Band Full-Duplex Radio-On-Fiber System Using Two-RF-Port Electroabsorption Transceiver”, Apr 2000 [11] Zin A.M, Bongsu M.S, Idrus S.M, Zulkifli N “An overview of radio-overfiber network technology” IEEE, July 2010 Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang 64 [...]... thu OFDM quang; phân tích sự khác nhau giữa OFDM quang và OFDM RF, và phân loại các hệ thống OFDM quang Với những ưu việt của mình OFDM quang sẽ là giải pháp hiệu quả để áp dụng cho các mạng viễn thông trong tương lai Trong chương 2 sẽ trình bày về hệ thống truyền dẫn vô tuyến qua sợi quang Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang 23 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Hệ thống truyền dẫn RoF CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TRUYỀN... Một tuyến quang tổng quát bao gồm các thành phần cơ bản là sợi quang, một bộ phát quang, một bộ thu quang và một bộ khuếch đại Hình 2.3: Mô hình truyền dẫn quang a Sợi quang: Sợi quang là một môi trường điện môi được sử dụng để truyền tải thông tin từ nguồn tới đích dưới dạng ánh sáng Không giống như truyền dẫn với cáp đồng, sợi quang về bản chất không có tính điện Cụ thể là, sợi quang là một sợi thủy... sóng mang, dẫn tới sai lỗi khi giải điều chế các kí tự Đồng thời hệ thống OFDM đòi hỏi đồng bộ tần số và thời gian một cách chính xác 1.2 Công nghệ OFDM quang 1.2.1 Sơ đồ hệ thống truyền dẫn OFDM quang Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang 18 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Công nghệ OFDM quang Hình 1.7: Kiến trúc hệ thống OFDM chuyển đổi up/down trực tiếp Hình 1.7 là mô hình của một hệ thống OFDM, bao gồm... đã được điều chế trên sợi quang Hay nói cách khác RoF sử dụng các tuyến quang có độ tuyến tính cao để truyền dẫn các tín hiệu RF (analog) đến các trạm thu phát Công nghệ truyền sóng vô tuyến qua sợi quang sử dụng đường truyền sợi quang để phân phối các tín hiệu tấn số vô tuyến (RF) từ các vị trí trạm trung tâm đến các khối anten đầu xa (RAUs), hình 2.1 Hình 2.1: Nguyên lý hệ thống Radio over Fiber 2.1.2... trong các hệ thống CO -OFDM Hình 1.8: Mặt nạ phổ truyền dẫn đối với tín hiệu Wi-fi Sau mức tham chiếu 80 1.4 Phân loại OFDM quang Trong kỹ thuật OFDM quang, có 2 vấn đề quan trọng quyết định: đó là quá trình điều chế quang để tạo tín hiệu quang đưa lên đường quang và tách sóng quang tìm lại tín hiệu điều chế Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang 22 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Công nghệ OFDM quang Trong... chục km Các kĩ thuật để truyền dẫn tín hiệu vô tuyến từ CS tới BS và ngược lại được gọi là kĩ thuật RoF, còn mạng truy nhập vô tuyến dựa trên kỹ thuật RoF được gọi là mạng truy nhập vô tuyến RoF mà ta gọi tắt là mạng RoF 2.2 Kĩ thuật RoF 2.2.1 Mô hình truyền dẫn sợi quang hiện tại Tuyến truyền dẫn sợi quang tổng quát được mô tả như hình 2.3 Tín hiệu được sử dụng để truyền qua sợi quang trong trường hợp... sáng truyền trực tiếp từ sợi quang vào coupler do trục của lõi sợi quang không thật sự thẳng hàng với trục của đầu vào coupler f Các tham số trong hệ thống thông tin quang Suy hao: Suy hao trong sợi quang dẫn tới sự suy giảm công suất tín hiệu khi truyền tín hiệu đi xa Để xác định được khoảng cách truyền lớn nhất, tín hiệu được phát đi với một công suất phát và độ nhạy máy thu định trước Với P(L) là công. .. điều chế quang Tín hiệu OFDM băng gốc được chuyển đổi trực tiếp tới miền quang sau đó đưa lên đường truyền quang Đường truyền quang sử dụng sợi đơn mode hoặc sợi đa mode để truyền và trên đường truyền sử dụng các bộ khuếch đại để khuếch đại tín hiệu Ở phía thu, tín hiệu OFDM quang được chuyển đổi thành một tín hiệu OFDM RF, ngược lại so với phía phát c Khối thu RF OFDM Ở phía thu, tín hiệu OFDM hạ tần... kênh truyền thông vô tuyến và quang Một kênh vô tuyến điển hình có thể được mô hình Trịnh Hùng Cường_D10VT6 Trang 20 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Công nghệ OFDM quang hóa như là sự tổng hợp của nhiều tuyến đường mà mỗi tuyến đường phải trải qua một quá trình Reyleigh • Tính phi tuyến kênh: kênh vô tuyến trong không gian tự do và do đó không có bất kỳ tính phi tuyến nào Ngược lại, đường truyền sợi. .. truyền sợi quang mang đặc tính phi tuyến Kết hợp cùng với tán sắc sợi quang, PMD và các hiệu ứng PDL, kênh quang thường phức tạp hơn so với kênh vô tuyến Thường thường, không có bất kỳ giải pháp phân tích đóng nào đối với việc truyền dẫn phi tuyến trong sợi quang, trong đó các giải pháp tính toán số học đối với phương trình phi tuyến Schrodinger mô tả việc truyền sóng phi tuyến trong sợi quang được