Bài Giảng Kĩ thuật thông tin quang - Chương 4: Bộ thu quang - Đỗ Văn Việt Em

Nội dung text: Bài Giảng Kĩ thuật thông tin quang - Chương 4: Bộ thu quang - Đỗ Văn Việt Em

1. HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG BÀI GIẢNG KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Fundamental of Optical Fiber Communications Giảng viên: Th.S Đỗ Văn Việt Em – Th.S Phạm Quốc Hợp Bộ môn: ThônggQg Tin Quang –Khoa Viễn thông 2 Email: emdvv@ptit.edu.vn, pqhop@ptithcm.edu.vn
2. KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG CHƯƠNG 4 BỘ THU QUANG GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 2 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
3. NỘI DUNG CHƯƠNG 4 • Các khái ni ệmmc cơ bản • Các phần tử chuyển đổi quang- điện bán dẫn • Các bộ tiền khuyếch đại • Nhiễu tbtrong bộ thu quang • Các tham số của bộ thu quang GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 3 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
4. Các Khái Niệm Cơ Bản • Linh kieän taùch soùng quang: - Bieán ñoåi tín hieäägu aùnh saùng thaønh tín hie äääu ñieän coù cöôøng ñoä doøng ñieän tyû leä vôùi coâng suaát aùnh saùng chieáu vaøo noù. • Nguyeân lyù hoaït ñoäng: − Moái tieáp giaùp pn phaân cöïc ngöôïc − Hieäägp(p)n töôïng haáp thuï (absorption) GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 4 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
5. Các Khái Niệm Cơ Bản • Hai loaïi linh kieän taùch soùng quang: − PIN: diode thu quang coù 3 lôùp baùn daãn P, I, N − APD (Avelanche Photodiode) : diode thaùc luõ • Vuøng böôùc böôùc soùng hoaït ñoäng cuûa linh kieän thu quang phuï thuoäc vaøo vaät lieäu cheá taïo GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 5 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
6. Các Thông Số Cơ Bản • Hieäu suaát löôïng töû (Quantum Efficiency) n I / e n : soá löôïng ñieän töû taùch ra η = e = ph e n : soá löôïng photon chieáu vaøo nph Popt / hν ph − Hieäu suasuatátbie bienánñ ñổi quang-ñieän − η cuûa moãi vaät lieäu thay ñoåi theo böôùc soùng aùnh saùng GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 6 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
7. Các Thông Số Cơ Bản • Ñaùp öùng (Responsivity): I ηe Iph: doøng quang ñieän R = ph = Popt: coâng suaát quang Popt hν − Phuï thuoäc: R (A/W) + hieäu suaát löôïng töû + bước soùng hoạt động 0,88 Photodiode lý tưởng Photodiode 0,44 điển hình 0 (mm) 0,5 1 c GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 7 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
8. Các Thông Số Cơ Bản • Ñoä nhaïy (Sensitivity): − Laø möùc coâng suaát quang thaáp nhaát maø linh kieän thu quang coù t he åt hu ñöôïc vô ùi mo ät ty ûso á lo ãi (BER) n ha át ñònh − Phuï thuoäc vavaoøo loailoaïi linh kieän tach taùch sosongùng quang va ø mumucùc nhieãu cuûa boä khueách ñaïi ñieän − Toác ñoä bit ruyeàn daãn caøng cao thì ñoä nhaïy cuûa thieát bò thu caøng keùm GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 8 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
9. Các Thông Số Cơ Bản • Daûi ñoäng (Dynamic Range): − Laø khoaûng cheânh leäch giöõa möùc coâng suaát quang cao nháhaát vaø möù c coâ ng suaá t quang t háhaáp nh háaát maø ølihlinh kieän coù theå thu ñöôïc trong moät giôùi haïn tyû soá loãi (()BER) nhaát ñ ònh − Phuï thuoäc vaøo loaïi linh kieän taùch soùng quang, ñoä tuyeán tính vaø giôùi haïn baûo hoaø cuûa boä khueách ñaïi thu Iph Popt Dải động Vùng bão hòa GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 9 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
10. Các Thông Số Cơ Bản • Nhieãu (Noise): − Nhieãu nhieät: + Do ñieän trôû taûi cuûa diode thu quang cuõng nhö trôû khaùng vaøo cuûa boä tieàn khueách ñaïi + Phuï thuoäc vavaoøo nhieät ñoä, beà roäng babangêng taptaïp am aâm, ñieän trôû taûi: 4KT = .B t R – K = 1,38.10-23 J/oK: hằng số Boltzman – T: nhi ệt độ tuyệt đối, oK – B: bề rộng băng, Hz – R: điện trở tải, Ω GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 10 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
11. Các Thông Số Cơ Bản • Nhieãu (Noise): − Nhieãu löôïng töû: + Do bieán ñoäng ngaãu nhieân naêng löôïng cuûa caùc photon ñaäp vaøo diode thu quang + DoDongøng nhieu nhieãulöôngtö löôïng tö:û: 2 = 2 e.R .P0 .B = 2 e.I p .B − Nhieãu doøng toái: + Doøng ñieän nhieãu do caùc diode thu quang phaùt ra khi khoâng coù aùnh saùng chieáu vaøo + Doøng toái: 2 = 2 e.I d .B GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 11 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
12. Các Khái Niệm Cơ Bản • Sơ Ñồ Khối Bộ Thu Quang: − Bộ thu quang: laø sự tổ hợp của − bộ tách sóng quang − bộ tiền khuếch đại điện − cáhác phần tử xử lý tí n hi ệu điện GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 12 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
13. Các Khái Niệm Cơ Bản • Độ đaùp ứng phần tử chuyển đổi quang-điện: ƒ Photodiode cần có tốc độ đáp ứng nhanh để có thể hoạt động vớiitínhi tín hiệu tốc độ cao. ƒ Tốc độ đáp ứng của photodiode: 10% đến 90% giá trị đỉnh tín hiệu ƒ Phụ thuộc: bước sóng, độ rộng vùng hiếm, sự thay đổi giá trị điện dung, sự thay đổi giá trị điện trở của PD GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 13 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
14. Các Phần Tử Chuyển Đổi Quang- Điện Bán Dẫn • Photodiode P-N: ƒ mối nối P-N hoạt động ở chế độ dòng phân cực ngược - Ec Eph = hν Eg = Ec -Ev E v + GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 14 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
15. Các Phần Tử Chuyển Đổi Quang- Điện Bán Dẫn • Photodiode P-N: − Quaù trình haáp thuï xaûy ra chuû yeáu trong vuøng hieám − Vuøng hieám ñöôïc taïo ra töï nhieân Æ heïp Æ hieäu suaát thaáp − MuoMuonánta tangêng hieäu suasuatátbie bienánño ñoiåi quang-ñieän: + Taêng ñoä roäng cuûa vuøng hieám baèng caùch taêng ñieän aùp phaân cöïc Æ khoâng hieäu quaû + Ñaët giöõa hai lôùp baùn daãn P vaø N moät lôùp baùn daãn coù ñoä roäng lôùn coù tính chaát töông töïï nhö vuøng hiehiemám Æ diode thu quang PIN GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 15 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
16. Các Phần Tử Chuyển Đổi Quang- Điện Bán Dẫn • Photodiode PIN ƒ Goàm 3 lôùp baùn daãn P-I-N ƒ Lớp I (Intrinsic): lôùp baùn daãn khoâng pha taïp chaát hoaëc pha vôùi noàng ñoä raát thaáp ƒ Quaù trình hap haáp thu ï photon xay xaûy ra trong lôlôpùpI I ƒ Lôùp I caøng daøy thì hieäu suaát löôïng töû caøng cao nhönggg thôøi gian troâi cuûa caùc ñieän töû seõ caøng chaäm Æ giaûm khaû naêng hoaït ñoäng vôùi toác ñoä cao cuûa PIN GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 16 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
17. Các Phần Tử Chuyển Đổi Quang- Điện Bán Dẫn • Photodiode PIN ƒ Cấu tạo bên trong của PIN: Lớp chống hf phản xạ Vòng tiếp xúc kim loại P Cách điện I (SiO2) N Tiếp xúc kim loại GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 17 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
18. Các Phần Tử Chuyển Đổi Quang- Điện Bán Dẫn • Photodiode APD: ƒ Goàm 4 lôùp P+ P-P N- ƒ P+ vaø N-: baùn daãn coù noàng ñoä taïp chaát raát cao ƒ P-: baùn daãn coù noàng ñoä taïp chaát raát thaáp (thay cho lôlôpùpIcu I cuaûaPIN PIN) GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 18 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
19. Các Phần Tử Chuyển Đổi Quang- Điện Bán Dẫn GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 19 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
20. Các Bộ Tiền Khuyếch Đại • Bộ tiền khuếch đại trở kháng thấp: ƒ Điện trở điển hình là 50Ω ƒ Nhược điểm: • điện áp nhỏ • dòng nhi ễu sẽ ảnhhh hưởng đákáng kể têtrên điện trở R nhỏ, vì nhiễu nhiệt tỉ lệ nghịch với điện trở GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 20 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
21. Các Bộ Tiền Khuyếch Đại • Bộ tiền khuếch đại trở kháng thấp: ƒ Điện trở lớn hơn 50Ω ƒ Chuyển đổidòngcócường độ yếu thành áp ƒ Nếutrở kháng cao quá lớn thì dòng tốicủa photodidoe có thể gây cho photodiode bảo hoà ƒ Để trách sự bảohoà,PINphảiduytrìápphâncựcít nhất vài vôn. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 21 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
22. Các Bộ Tiền Khuyếch Đại • Bộ tiền khuếch đại hồi tiếp: ƒ Độ nhạy cao và băng thông lớn ƒ Điện trở R đóng vai trò chuyển đổi dòng thành áp ƒ Tạo áp ở ngõ ra tỉ lệ với dòng photon. ƒ Loạibi bỏ ảnhhh hưởng điện dkýihdung ký sinh của dây d ẫn và của diode GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 22 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
23. Nhiễu Trong Bộ Thu Quang • Tỷ số tín hiệu trên nhiễu SNR (signal-to-noise ratio): 2 2 S PSignal R / 4 = = 2 = 2 N PNoise R / 4 • SNR độc lập với giá trị điện trở Æ chỉ cần tính giá trị dòng trung bình bình phương. • Hai cơ chế gây nhiễu trên photodiode: ƒ Nhiễu nổ (()shot noise): tổng hợp của nhiễu lượng tử (quantum noise) và nhiễu dòng tối (dark current noise) ƒ Nhiễu nhiệt (thermal noise) GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 23 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
24. Nhiễu Trong Bộ Thu Quang • Tổng dòng nhiễu bình phương trung bình ở ngõ ra của photodiode: 2 2 2 2 = + + Trong đó, = 2eI BM 2 F(M ) q p : nhiễu lượng tử = 2eI BM 2 F(M ) d d : nhi ễudòngtu dòng tối (M: hệ số nhân thác lũ của APD; F(M) = Mx: hệ số nhiễu của APD, x = 0,3 - 0,5 đối với APD silicon và 0,7 -1 đối với APD germanium) 4KTFnB = t : nhiễu nhiệt RL GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 24 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
25. Nhiễu Trong Bộ Thu Quang • Dòng tín hiệu bình phương trung bình: 2 2 2 (I p ) = (RP0 ) M trong đó, R: đáp ứng của PD; P0: công suất quang ngõ vào. • Tỷ số SNR được đánh giá thông qua biểu thức sau: 2 2 2 (I p ) (RP0 ) M SNR = 2 = 2 2e(I p + I d )BM F(M ) + 4KTFnB / RL • Nếu bộ thu sử dụng PIN, M và F(M) bằng 1 GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 25 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
26. Nhiễu Trong Bộ Thu Quang • Trong một số trường hợp thực tế, nhiễu nổ rất bé so với nhiễu nhiệt Æ nhiễu nhi ệt ảnh h ưởng ch ủ yếu đếnchn chấtlt lượng b ộ thu • Khi đó: R (RP ) 2 SNR = L 0 4KTFnB • SNR thay đổi theo (P0) • Cải thiện SNR bằng cách: tăng điện trở tải Æ hầu hết các bộ thu sử dụng bộ tiền khuếch đại có trở kháng ngõ và o cao GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 26 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
27. Nhiễu Trong Bộ Thu Quang • Công suất nhiễu tương đương NEP (Noise Equivalent Power): ƒ Mứccôngsuc công suấttt tốithii thiểutrênmu trên một đơnvn vị băng thông c ần thiết để tạo ra SNR =1 P0 4KTFn NEP = = 2 B RL R ƒ Xác định công suất quang cần thiết để đạt được giá trị SNR cần thiết nếu băng thông B biết trước ƒ Giá tr ị điểnnhìnhc hình của NEP là từ 1 – 10 pW/(Hz)1/2 GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 27 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
28. Các Tham Số Của Bộ Thu Quang • Tỷ số bit lỗi BER (Bit Error Ratio): u ệ ín hi TT u ệ i hh Tín (a) Tín hiệu tái tạo được ở bộ thu (b) M ật độ phân b ố xác suất Gaussian c ủaabit bit 1 và 0. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 28 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
29. Các Tham Số Của Bộ Thu Quang • Tỷ số bit lỗi BER (Bit Error Ratio): ƒ tD là thời điểm lấy mẫu để quyết định bit ƒ Giá trị mẫu dao động xung quang giá trị I0 đối với bit 0 và giá trị I1 đối với bit 1. ƒ Mạch quyết định bit s ẽ so sánh giá tr ị mẫuIvu I vớigiátri giá trị ngưỡng ID: • Nếu I > ID thì quyết định đó là bit 1 • Nếu I ID trong trường hợp bit 0 GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 29 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
30. Các Tham Số Của Bộ Thu Quang • Tỷ số bit lỗi BER (Bit Error Ratio): ƒ Xác suất lỗi: BER = p(1)P(0/1) + p(0)P(1/0) Trong đó: • p(0) và p(1) là xác suất nhận bit 0 và bit 1. • P(0/1) là xác suất quyết định bit 0 khi nhận bit 1 • P(1/0)làxácsu) là xác suấtquyt quyết định bit 1 khi nh ậnbitn bit 0 ƒ Nếup(u p(1)=p() = p(0)t), tứcxácsuc xác suấtnht nhậnbitn bit 1 và 0 bằng nhau: BER = ½ [[(P(0/1))( + P(1/0)] GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 30 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
31. Các Tham Số Của Bộ Thu Quang • Tỷ số bit lỗi BER (Bit Error Ratio): ƒ P(0/1) và P(1/0) phụ thuộcvàohàmmật độ xác suất p(I) củagiá trị mẫu I. ƒ Dạng hàm p(I) phụ thuộcvàothống kê nguồn nhiễutác động lên dòng tín hiệu. ƒ Nhiễu nhiệtIt:thống kê dạng Gaussian có trị trung bình 2 bằng 0 và phương sai σ t. ƒ Nhiễunỗ Is:thống kê xấpxỉ dạng Gaussian đốivới 2 photodiode PIN vớiphương sai σ s. Ægiá trị mẫu I có hàm mật độ phân bố xác suất Gaussian vớiphương sai: 2 2 2 σ = σ t + σ s. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 31 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
32. Các Tham Số Của Bộ Thu Quang • Tỷ số bit lỗi BER (Bit Error Ratio): ƒ Giá trị trung bình và phương sai của bit 1 và bit 0 là khácnhau vì Ipphụ thuộcvào bitnhận được. 2 2 ƒ Nếugọi σ 0 và σ 1 lầnlượclàphương sai dòng tín hiệu nhận được ứng với bit 0 và bit 1, ta có: 1 I D ⎛ (I − I ) 2 ⎞ 1 ⎛ I − I ⎞ P(0 /1) = exp⎜− 1 ⎟dI = erfc⎜ 1 D ⎟ ∫ ⎜ 2 ⎟ 2 ⎜ ⎟ σ 1 2π −∞ ⎝ 2σ 1 ⎠ ⎝ σ 1 2 ⎠ 1 ∞ ⎛ (I − I ) 2 ⎞ 1 ⎛ I − I ⎞ P(1/ 0) = exp⎜− 0 ⎟dI = erfc⎜ D 0 ⎟ σ 2π ∫ ⎜ 2σ 2 ⎟ 2 ⎜ σ 2 ⎟ 0 I D ⎝ 0 ⎠ ⎝ 0 ⎠ ∞ 2 2 ƒ Trong đó,erfc(x) = ∫ exp(−z )dz : hàm xác suấtlỗibù π x GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 32 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
33. Các Tham Số Của Bộ Thu Quang • Tỷ số bit lỗi BER (Bit Error Ratio): 1 ⎡ ⎛ I − I ⎞ ⎛ I − I ⎞⎤ ƒ Xác suất lỗi: BER = ⎢erfc⎜ 1 D ⎟ + erfc⎜ D 0 ⎟⎥ 4 ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎣⎢ ⎝ σ 1 2 ⎠ ⎝ σ 0 2 ⎠⎦⎥ ƒ BER ph ụ thuộc vào ngưỡng quyết địnhIh ID Æ chọn ID sao cho BER là nhỏ nhất ƒ BER nh ỏ nhấtkhiIt khi ID thỏamãnpha mãn phương trình: (I − I ) 2 (I − I ) 2 ⎛ σ ⎞ D 0 = 1 D + ln⎜ 1 ⎟ 2 2 ⎜ ⎟ 2σ 0 2σ 1 ⎝σ 0 ⎠ 1 ⎛ I1 ⎞ ƒ Nếu σ =σ =σ; I = 0 và I = I /2: BER = erfc⎜ ⎟ 0 1 0 D 1 2 ⎝ 2σ 2 ⎠ GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 33 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
34. Các Tham Số Của Bộ Thu Quang • Mối quan hệ giữa BER và SNR: ƒ SNR điện ở bộ thu quang: I 2 SNR = 1 σ 2 ƒ Biểu diễn tỷ số lỗibitBERthi bit BER theo t ỷ số SNR: 1 ⎛ SNR ⎞ ⎛ SNR ⎞ BER = erfc⎜ ⎟ BER = Q⎜ ⎟ ⎜ ⎟ hoặc ⎜ 2 ⎟ 2 ⎝ 2 2 ⎠ ⎝ ⎠ vớiQ(x)làhàmxácxui Q(x) là hàm xác xuấttl lỗi: 1 ∞ u 2 1 x Q(x) = ∫ exp(− )du Q(x) = erfc( ) 2π x 2 2 2 GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 34 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
35. Các Tham Số Của Bộ Thu Quang • Hàm xác suất lỗi Q(x): có thể xác định dưới dạng bảng hoặc đồ thị • Nếu SNR càng cao thì BER càng nhỏ, tức hệ thống có chất lượng càng cao GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 35 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
36. Các Tham Số Của Bộ Thu Quang • Bảng xác suất lỗi của hàm Q(x): GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 36 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2