Trong đó:
• P(1) và P(0) là xác suất nhận được bit 1 và 0.
• P(0/1) là xác suẩt lựa chọn bit 0 khi bit 1 được nhận.
• P(1/0) là xác suất lựa chọn bit 1 khi bit 0 được nhận. Do có thể xảy ra trường hợp: P(1) = P(0) = 1/2.
Khi đó:BER=[P(0/1) +P(1/0)]
Hình 3.7 (b) chỉ ra xác suất P (0/1) và P (1/0) phụ thuộc vào hàm mật độ xác suất P(I). Dạng hàm P (I) phụ thuộc vào thống kê nguồn nhiễu. Với nhiễu biên độ tuân theo hàm phân bố Gaussian, ta có:
Mỗi một hàm Gaussian có một giá trị σ khác nhau. Trong đó erfc là hàm bù lỗi được định nghĩa như sau:
Phương trình này chỉ ra rằng BER phụ thuộc vào dòng ngưỡng ID. Trên thực tế ID được đánh giá dựa trên giá trị BER nhỏ nhất. Trường hợp nhỏ nhất khi ID được chọn theo công thức:
Tính xấp xỉ ta có :
Suy ra:
Ta có: σ0 = σ1
Khi đó, BER min. Khi đó P(1/0) = P(0/1). Điều này có thể nhìn thấy rõ trong hình 3.7(b). Thay các giá trị tìm được vào công thức tính BER ta có:
Với
Phương trình trên chỉ ra mối quan hệ giữa BER và hệ số Q: Q giảm thì BER tăng và ngược lại. Ta có thể thấy rõ điều đó thông qua đồ thị dưới đây:
Hình 3.8: Mối quan hệ giữa hệ số phẩm chất Q và tỉ lệ lỗi bit BER
3.3.1.2 Hệ số phẩm chất Q
Định nghĩa: Hệ số chất lượng tín hiệu là tỉ số tương đương với tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) của tín hiệu điện ở bộ thu sau khi được khuếch đại. Hệ số này được tính dựa theo công thức.
Hình 3.9: Hệ số Q tính theo biên độ
3.3.1.3 Đồ thị mắt
Định nghĩa: Biểu đồ mắt hay mẫu mắt là một hình ảnh cho thấy rất rõ mức độ méo của tín hiệu số. Ở đầu ra phần băng gốc của hệ thống (sau khi lọc băng gốc, trước khi lấy mẫu quyết định bit truyền là 1 hay 0), các hệ thống luôn có một điểm đo, từ đó dẫn tín hiệu vào một oscilloscope. Nếu tần số quét của oscilloscope bằng với tốc độ bit của tín hiệu thì trên màn hình hiển thị của oscilloscope, các tín hiệu sẽ dừng lại trùng lên nhau. Nếu xem mức tín hiệu dương là mí mắt bên trên, tín hiệu âm là mí mắt bên dưới, ta sẽ có một hình ảnh như một mắt người mở. Đó chính là mẫu mắt. Mẫu mắt với vô số tín hiệu đi vào oscillocscope thì chồng lên nhau. Những hình ảnh đó cho thấy mức độ méo của tín hiệu và độ dự trữ tạp âm.
Gọi giá trị đỉnh dương của tín hiệu không méo lý tưởng là 1 còn giá trị đỉnh âm của tín hiệu không méo lý tưởng là -1 thì độ mở của mẫu mắt lý tưởng sẽ là (2/2)x100% = 100%, trong thực tế thì độ mở mẫu mắt sẽ là khoảng trắng lớn nhất giữa các đường cong tín hiệu âm và dương, chia 2 và tính theo phần trăm. Mẫu mắt càng mở (số % càng lớn ) thì chất lượng tín hiệu càng tốt. Ngược lại với độ mở mẫu mắt là độ đóng mẫu mắt
Mẫu mắt được gọi là mở nếu độ mở mẫu mắt lớn hơn 0. Mẫu mắt được gọi là đóng nếu độ mở bằng 0. Mẫu mắt thường là từ 20% – 30%, tùy theo hệ thống có mã
chống nhiễu hay không. Mẫu mắt được xem là bình thường nếu ở khoảng lớn hơn 50%. Thực tế thì yêu cầu lớn hơn, khoảng 75%.
3.3.1.4 Mối quan hệ giữa tỉ lệ lỗi bit với đồ thị mắt
Đồ thị mắt thể hiện một cách trực quan các chuỗi bit “0” và “1” nhưng bỏ qua một số thông số khác. Thông thường, đồ thị mắt là sự kết hợp của các mẫu điện áp hoặc thời gian của các tín hiệu gốc. Một oscilloscope, có thể có tốc độ lấy mẫu là 10 Gbps. Điều đó có nghĩa là phần lớn các mẫu mắt được tạo ra từ một số ít các mẫu tín hiệu. Nhưng một vấn đề dễ gặp phải đó là khi số mẫu ít khi xuất hiện. Những kết quả này có thể có liên quan đến nhau, nhiễu liên quan đến hoặc xuất phát từ các hiệu ứng khác như hiệu ứng crosstalk và các hiệu ứng giao thoa. Nó có thể không xuất hiện trong đồ thị mắt nhưng nó lại ngăn cản việc liên kết các mức tín hiệu (có thể hiểu ở đây là các mức điện áp đặc trưng cho các bit “0” và “1”).
3.3.2 Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến mạng quang
3.3.2.1 Đo kiểm các thông số cơ bản của mạng
Với các thông số đã được thiết lập trong trường hợp 1, chúng ta tiến hành đo và có những kết quả sau đây:
Công suất.
Sử dụng thiết bị Optical Power Meter để đo công suất tại các điểm cần đo.
- Công suất đo tại đầu ra của OLT khi công suất đường xuống là Pphát =1dBm.
Hình 3.10: Công suất đo tại đầu ra của OLT khi Pphát =1 dBm
- Công suất đo tại đầu vào của ONU1 công suất đường xuống là Pphát =1dBm.
Hình 3.11: Công suất đo tại đầu vào của ONU 1 khi Pphát = 1dBm
Sử dụng thiết bị Ber Analyzer để đo BER, hệ số phẩm chất Q và đồ thị mắt tại phía người sử dụng 1 ta có kết quả bảng 3.1.
5.11769 | |
Min. BER | 1.54418e-007 |
Eye Height | 3.55307e-006 |
Threshold | 4.24588e-006 |
Có thể bạn quan tâm!
-
Tìm hiểu mạng truy nhập quang thụ động Ethernet - EPON - 1 -
Tìm hiểu mạng truy nhập quang thụ động Ethernet - EPON - 2 -
Giao Thức Điều Khiển Đa Điểm Mpcp (Multi Point Control Protocol) -
Giao Thức Mpcp-Hoạt Động Của Bản Tin Gate -
Khả Năng Kết Hợp Với Các Công Cụ Phần Mềm Khác -
Tìm hiểu mạng truy nhập quang thụ động Ethernet - EPON - 7
Xem toàn bộ 60 trang tài liệu này.
Bảng 3.1: Kết quả đo tại người sử dụng 1 trong trường hợp 1
Hình 3.12: Đồ thị Min BER tại người sử dụng 1 trong trường hợp 1
Hình 3.13: Đồ thị mắt tại người sử dụng 1 trong trường hợp 1
Hình 3.14: Đồ thị hệ số phẩm chất Q tại người sử dụng 1 trong trường hợp 1
3.3.2.2 Ảnh hưởng của khoảng cách
Trường hợp 2: Giữ nguyên các tham số của mạng trong trường hợp 1 chỉ thay đổi khoảng cách truyền dẫn là L = 15km. Tiến hành phân tích lại các thông số cơ bản tại phía người sử dụng 1 để thấy chất lượng truyền dẫn trong mạng thay đổi như thế nào.
Trong trường hợp 1 nêu trên với khoảng cách truyền dẫn là L = 20km, công suất phát tại đường xuống là Pphát = 1dBm ta thu được các kết quả đo tại người sử dụng 1 như bảng 3.1.
Trong trường hợp 2, với khoảng cách truyền dẫn là L = 15km, Pphát = 1dBm ta có kết quả đo tại người sử dụng 1 như bảng 3.2.
8.12147 | |
Min. BER | 2.29978e-016 |
Eye Height | 8.60224e-006 |
Threshold | 6.77551e-006 |
Bảng 3.2: Kết quả đo tại người sử dụng 1 trong trường hợp 2 với L = 15km
Hình 3.15: Đồ thị Min BER tại người sử dụng 1 trong trường hợp 2
Hình 3.16: Đồ thị mắt tại người sử dụng 1 trong trường hợp 2
Hình 3.17: Đồ thị hệ số phẩm chất Q tại người sử dụng 1 trong trường hợp 2