Đang tải... (xem toàn văn)
(Ky thuat Radio over fiber)
Chương 3: Hoạt động hệ thống RoF cụ thể Chương HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT HỆ THỐNG ROF 3.1 Giới thiệu Ở chương ta khảo sát tuyến RoF cụ thể để xem hoạt động đánh giá thông số tuyến cự ly, dung lượng, tỷ lệ bit lỗi,… Như ta biết, hiệu tuyến RoF sử dụng tần số mm, phần bị giới hạn mức nhiễu pha khơi phục sóng mang băng tần mm Phần nhiễu pha tạo nên tần số quang kỹ thuật heterodyne không tương quan thực với Để đạt tương quan, nhiều kỹ thuật vịng khóa pha nêu ra, chúng có đặt tính tốt hầu hết chúng phức tạp, hay phải sử dụng laser đặc biệt Điều khơng có lợi cho BS đơn giản để giảm giá thành Một kỹ thuật đơn giản có hiệu cao đưa chương kỹ thuật OSSBC (optical single-side-band modulation: điều chế quang đơn biên) áp dụng vào tuyến downlink Với kỹ thuật này, khoảng cách tần số tín hiệu sóng mang phải mức định để giảm thiểu tượng nhiễu pha sợi quang có độ tán sắc thấp Ở tuyến downlink chương này, ta phân tích kỹ thuật OSSBC dựa kỹ thuật mô tả chương Đối với tuyến uplink, có nhiều phương pháp đưa để cải tiến chia làm loại: RF over Fiber, BB over Fiber IF over Fiber Đối với phương pháp thứ nhất, đạt đơn giản cấu hình đặc biệt tái sử dụng sóng mang tuyến uplink yêu cầu linh kiện phức tạp hoạt động băng tần mm đặc biệt vấn đề tán sắc cho cự ly dài Ở phương pháp thứ hai phải giải điều chế sóng RF nhận BS truyền CS băng tần gốc Nhìn chung phương pháp gia tăng độ phức tạp BS Phương pháp IF over Fiber, sóng mm nhận phải hạ tần xuống IF truyền tiếp CS sợi quang Do đó, BS cần phải có dao động tần số mm, 57 Chương 3: Hoạt động hệ thống RoF cụ thể điều làm tăng giá thành BS lên giao động Có phương pháp để làm giảm dao động “remote LO”, sóng LO tạo đầu phát đưa tới BS Ở chương ta tìm hiểu phương pháp truyền dẫn cụ thể kỹ thuật RoF cho tuyến uplink downlink 3.2 Một tuyến RoF cụ thể 3.2.1 Cấu hình hệ thống Hình 3.1 Mơ tả cấu hình hệ thống khảo sát chương Hình 3.1 Tuyến RoF khảo sát sử dụng điều chế dual-MachZehnder 58 Chương 3: Hoạt động hệ thống RoF cụ thể 3.2.2 Các thành phần hệ thống B0: Bộ lọc quang độ rộng B0 DMOD: Bộ giải điều chế DFB LD: Laser DFB EDFA: Bộ khuếch đại quang sợi MOD: Bộ điều chế MZM: Bộ điều chế Mach-Zehnder PD: Photodiode tách sóng PSK: Phương pháp điều chế số PSK khóa dịch pha 3.2.3 Hoạt động hệ thống Trên tuyến downlink: DFB laser dùng để cung cấp nguồn cho điều chế dual-Mach-Zehnder (gồm điều chế Mach Zehnder) coupler 3dB Bộ điều chế MZ dùng để để điều chế tần số LO dành cho kỹ thuật remote LO, điều chế điều chế tín hiệu số dạng BPSK Ngõ điều chế tổng hợp coupler 3dB khuếch đại lên EDFA Bộ lọc băng thông quang B0 dùng để lọc thành phần tần số không mong muốn đồng thời giảm tượng xuyên kênh sử dụng phương pháp WDM Trên sợi quang, tín hiệu bị tác động sợi quang trước đến BS Tại BS, trước tiên tín hiệu quang tách sóng photo-diode Tại ngõ photo-diode tín hiệu dạng điện có thành phần quan trọng tách lọc thông dải Một thành phần liệu đưa tới khuếch đại cao tần trước xạ anten tới MH Một thành phần tần số LO dùng tuyến uplink Tuyến uplink, tín hiệu thu anten dạng điện hạ tần tần số LO tách photodiode Sau hạ tần, tín hiệu truyền CS FB laser hay chí LED Tại CS, trước hết tín hiệu khuếch đại EDFA sau tách sóng photo-diode Mạch lọc thông sau photo-diode để tách thành phần cần thiết trước đưa tới giải điều chế 59 Chương 3: Hoạt động hệ thống RoF cụ thể 3.3 Phân tích hoạt động tuyến downlink 3.3.1 Bộ điều chế “dual Mach-Zehnder” – Kỹ thuật điều chế OSSBC Trong cấu hình hình 3-1, ngõ laser DFB kết nối với điều chế “dual Mach-Zehnder” mắc song song coupler 3dB thông thường Bộ điều chế “dual Mach-Zehnder” bao gồm điều chế MachZehnder (Mach-Zehnder Modulator - MZM) mắc song song với hình 3-2 Ngõ vào điều chế cung cấp laser DFB Hệ thống bao gồm điều chế Một để cung cấp tần số dao động LO cho tuyến uplink, tuyến sử dụng kỹ thuật Remote LO, điều chế tín hiệu tần số RF Để khảo sát điều chế này, ta giả sử nguồn tín hiệu điều khiển frf hình vẽ Hình 3.2 Bộ điều chế ngồi “Dual Mach-Zehnder” Tín hiệu tần số RF chia làm phần để phân cực cho nhánh điều chế Ở nhánh dưới, tần số RF qua dịch pha 900 Để điều khiển pha cho MZM, nhánh phân cực điện áp Vdc, nhánh nối đất (grounded) Như vậy, theo cơng thức (1.6.2) ta có trường điện từ ngõ điều chế (phần thực): 60 Chương 3: Hoạt động hệ thống RoF cụ thể E (t ) = [ ] A cos ωopt t + απ + βπ cos( ωrt t ) (3.3.1) I M + cos ωopt t + βπ cos( ωrt t + π ) [ ] A biên độ cường độ trường ngõ ra, IM tổn hao chèn điều chế, ωopt tần số góc tín hiệu quang, ωrf tần số góc tín hiệu RF, α (=Vdc/Vπ) điện áp phân cực chuẩn hóa, β (=Vac/Vπ) điện áp điều khiển chuẩn hóa với Vac biên độ tín hiệu điều khiển Phân tích cơng thức dạng chuỗi Fourier sử dụng hàm Bessel ta được: E (t ) = A IM απ nπ − +∞ ∑ J n ( βπ ) cos n = −∞ × cos (ωopt απ 3nπ + nωrf )t + + (3.3.2) với Jn(.) đại diện cho hàm Bessel thứ n loại 1.Hình 4-3 vẽ số hàm Bessel loại Hình 3.3 Một số hàm Bessel loại Như công thức ta thấy, cường độ trường E(t) ngõ có nhiều thành phần phổ, nhiên biên độ thành phần khác nhau, tùy thuộc vào giá trị β bên hàm Bessel Đối với điều chế dual-MZM tín hiệu điều khiển thơng thường tín hiệu nhỏ nên người ta chọn cho βπ