công nghệ quang soliton

Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton LỜI MỞ ĐẦU o0o Trong những năm gần đây, công nghệ truyền thông quang đã có những bước tiến vững chắc, được minh họa bởi nhu cầu ngày càng tăng của các dịch vụ. Các nhà nghiên cứu thiết kế hệ thống quang và mạng nhận thấy bản thân chúng là nhu cầu trường tồn để làm tăng thêm dung lượng và truyền thông đường dài. Tất nhiên có một sự cạnh tranh mạnh mẽ giữa hệ thống tuyến tính và phi tuyến. Lớp các hệ thống truyền dẫn tuyến tính NRZ-IM/DD kết hợp với công nghệ WDM bao trùm trên một diện rộng các ứng dụng, bao gồm các khoảng cách truyền dẫn lên đến 10000km, và các tốc độ lên đến 100Gb/s. Những hệ thống này hiện tại hoạt động phổ biến, nhưng nói chung bị hạn chế đến tốc độ 2,5-5 Gb/s mỗi kênh trong các truyền dẫn đường dài. Một số lượng lớn các sóng mang quang sau đó có thể được yêu cầu để tạo ra tốc độ 100Gb/s. Mặt khác các hệ thống phi tuyến RZ, tức là các hệ thống soliton được khuyếch đại đã đạt đến độ chín có thể xem xét, chính vì thế là một sự lựa chọn đúng đắn đối với truyền thông dung lượng cao. Trong truyền thông đường dài mỗi kênh hệ thống RZ phi tuyến có thể hỗ trợ các tốc độ lên đến 10Gb/s. Mặc dù đang có mặt các công nghệ hoàn hảo các hệ thống soliton được khuyếch đại vẫn chưa được triển khai phổ biến. Lý do chính là trong đó các soliton chịu ảnh hưởng Gordon-Haus khắt khe, kết quả từ sự trộn lẫn tín hiệu và nhiễu sự phát xạ tự phát tự phát tạo ra bởi các bộ khuyếch đại EDFA được sử dụng để bù suy hao sợi quang. Sự trộn lẫn tín hiệu và nhiễu tạo ra một sự jitter trên các độ rộng xung, chính vì thế hạn chế dung lượng các soliton được khuyếch đại. Việc nghiên cứu hệ thống truyền thông quang được đề ra trên nhiều khía cạnh. Trong phần trình bày của chuyên đề chúng em tập trung vào các vấn đề cơ bản nhất của hệ thống soliton, yếu tố jitter ảnh hưởng đến hệ thống soliton đơn kênh và đa kênh. Mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng chắc chắn trong phạm vi chuyên đề này chưa thể hoàn chỉnh các vấn đề nêu ra. Chúng Em rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, các bạn sinh viên và các bạn đọc quan tâm đến vấn đề này. Chúng Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, tháng 9 năm 2011 Lớp H09VT9 – Nhóm 5 1 Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VÊ SOLITON 1.1 Khái niệm về soliton Từ soliton được đưa vào năm 1965 để miêu tả thuộc tính phân tử của đường bao xung trong môi trường phi tuyến tán sắc. Dưới điều kiện nào đó đường bao xung không chỉ lan truyền không méo mà còn tồn tại sự va chạm như các phần tử làm. Vậy soliton là thuật ngữ biễu diễn các xung lan truyền qua khoảng cách dài mà không thay đổi hình dạng xung do nó đưa ra khả năng đặc biệt để truyền các xung không nhạy cảm với tán sắc. Sự tồn tại của soliton trong sợi quang và sử dụng chúng cho truyền thông quang đã được đề nghị từ những năm 1973 và đến năm 1980 soliton đã được chứng minh bằng thực nghiệm. Tiềm năng của soliton cho truyền dẫn quang đường dài được khẳnh định vào năm 1988 trong một thí nghiệm mà suy hao sợi được bù định bằng kỹ thuật khuyếch đại Raman. Hệ thống soliton quang mặc dù chưa được ứng dụng nhiều trong thực tế song với những tiềm năng vốn có, nó trở thành một dự tuyển đặc biệt cho hệ thống truyền dẫn quang. 1.2 Soliton sợi Sự tồn tại của soliton sợi là kết quả của sự cân bằng giữa tán sắc vận tốc nhóm GVD (group-veocity disperson) và tự điều chế pha SPM, cả hai đều hạn chế hiệu năng truyền thông quang sợi khi hoạt động độc lập trên xung quang đang lan truyền bên trong sợi ngoại trừ khi xung bị dịch ban đầu theo đúng hướng. Đặc biệt hơn một xung bị dịch có thể được nén trong suốt giai đoạn đầu của sự lan truyền bất cứ khi nào tham số GVD 2 β và hệ số chirp C trái dấu nhau ( 2 β .C<0). SPM, kết quả từ sự phụ thuộc của chiết suất vào cường độ quang, đưa ra một sự dịch trên xung quang sao cho C > 0. Vì 2 β <0 ở vùng bước sóng 1,55 m µ nên điều kiện 2 β .C<0 được thõa mãn. Hơn nữa sự dịch chuyển bởi SPM phụ thuộc công suất nên không khó khăn để hiểu rằng dưới điều kiện nào đó SPM và GVD có thể kết hợp theo một cách nào đó sao cho sự dịch bởi SPM là đúng hướng để loại bỏ sự mở rộng xung do GVD gây ra. Như vậy xung quang có thể lan truyền không méo dưới dạng của một Soliton. Đồ thị sau miêu tả sự biến thiên của hệ số mở rộng theo khoảng cách lan truyền cho một xung Gausse vào bị dịch tần. Lớp H09VT9 – Nhóm 5 2 Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton Đường nét chấm biễu diễn sự mở rộng xung trong trường hợp xung Gauss không bị dịch tần (C=0). Dựa vào đồ thị ta thấy sự mở rộng xung tăng khi khoảng cách lan truyền tăng. Và khi C=-2,C. 2 β <0, xung ban đầu được nén lại (T 1 /T 0 <1) sau đó lại mở rộng do ảnh hưởng của tán sắc. Như vậy, kết hợp cân bằng giữa GVD và SPM sẽ làm giảm sự mở rộng xung để xung quang có thể lan truyền không méo qua khoảng cách dài. 1.3 Phương trình Schorodinger phi tuyến Sự miêu tả toán học cơ bản của các soliton sợi yêu cầu giải hàm sóng trong môi trường phi tuyến tán sắc. Hàm sóng này được suy ra từ phương trình Maxell và được thõa mãn bởi đường bao xung biến đổi chậm A(z,t) trong đó sự có mặt của cả GVD và hiệu ứng phi tuyến sợi. Ở đây ta quan tâm đến sợi đơn mode dẫn yếu, lúc này sự lan truyền của ánh sáng có thể mô tả bằng hàm vô hướng đối với trường điện E như sau: E(r, ϕ ,z,t) = R(r, ϕ ).A(z,t). exp(ik 0 z- 0 ω t) (1.1) Trong đó: R: hàm trường ngang. A: đường bao thời gian biến đổi chậm. (Bỏ qua các hiệu ứng phân cực) Vì E tích lũy theo sợi dẫn quang mà tính phi tuyến có thể ảnh hưởng đáng kể đến sự dịch chuyển theo chiều dọc, nói cách khác là ảnh hưởng của nó lên các đặc tính dẫn có thể bỏ qua vì sự khác nhau về chỉ số chiết suất lõi-võ là lớn hơn sự biến đổi phi tuyến trong mặt cắt chiết suất. Ảnh hưởng của tính phi tuyến lên sự Lớp H09VT9 – Nhóm 5 4 0 2 > β C=0 C=-2 C=2 3 2 1 0 Hệ số mở rộng T 1 /T 0 Hình 1.1. Sự thay đổi hệ số mở rộng theo khoảng cách lan truyền 3 0 0.5 1 1.5 2 Khoảng cách, z/L 0 Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton dịch chuyển theo chiều dọc có thể được ước tính bằng cách lấy trung bình tích n 2 I trên phần cắt trong sợi. n ( ) = 2 ||, A ω n 0 ( ω ) + n 2 eff A A 2 || (1.2) A tỷ lệ với trường điện được chuẩn hóa theo công thức P=| A| 2 . Vector sóng mode: ( ) .||, 2 c A ω ωβ = n ( ) 2 ||, A ω ( ) ( ) ( ) 2 2 0 3 03 2 020101 || 6 1 2 1 A A n c eff ω ωωβωωβωωβββ +−+−+−=− (1.3) Với 0 | 1 ωω ω β β − ∂ ∂ = , 0 | 2 2 2 ωω ω β β − ∂ ∂ = , 0 | 3 3 3 ωω ω β β − ∂ ∂ = Phương trình này có thể xem như dạng triển khai Fourier của phương trình sóng sau đây đối với sự lan truyền của đường bao xung biến đổi chậm A(z,t): AA n A t A t Ai t A z A eff 2 2 3 3 3 2 2 21 || 2 6 1 2 λ π βββ = ∂ ∂ − ∂ ∂ + ∂ ∂ + ∂ ∂ (1.4) 1 1 − = g v β (v g là vận tốc nhóm tại tần số sóng mang 0 ω ). Đặt )/(2 2 eff An λπγ = là hằng số phi tuyến. λ là bước sóng quang. A eff là diện tích hiệu dụng lõi sợi. Tham số 2 β và γ tương ứng cho ảnh hưởng của GVD và SPM. Giả sử 0 3 = β và đặt 0 0 1 ,, P A U L z T zt D == − = ξ β τ (1.5) Trong đó: T 0 : độ rộng xung P 0 : công suất đỉnh xung L D : chiều dài tán sắc và được định nghĩa là: L D = T 2 0 /| | 2 β (1.6) Thay vào phương trình (2.4) ta có: Lớp H09VT9 – Nhóm 5 4 Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton 0||)sgn( 2 1 ||)sgn(. 2 1 . || 2 1 . 1 || 2 11 2 0 2 2 2 0 2 2 2 2 0 1 0 2 2 0 2 2 2 0 1 00 2 2 0 0 2 2 2 0 0 10 =+ ∂ ∂ − ∂ ∂ ⇔ = ∂ ∂ + ∂ ∂ + ∂ ∂ ⇔ = ∂ ∂ + ∂ ∂ + ∂ ∂ ⇔ = ∂ ∂ + ∂ ∂ + ∂ ∂ UUPL UU i LUPUi U i T UL U UPUi T U i T UU L PPUUi T P T Ui T PU L P U D D D D D γ τ β ξ γ τ β τ β ξ γ τ β τ β ξ γβ τ β ξ 0||)sgn( 2 1 22 2 2 2 =+ ∂ ∂ − ∂ ∂ ⇔ UUN UU i τ β ξ (1.7) sgn( 2 β )= ± 1, tùy thuộc vào 0 2 < β (tán sắc dị thường) hay > 2 β 0 (tán sắc bình thường) N γ = 2 L D P 0 γ = 2 P 0 T ||/ 2 2 0 β (1.8) Phương trình (1.7) được gọi là phương trình schrodinger phi tuyến (NSE) hay là phương trình sóng của trường quang. 1.4 Phân loại Soliton 1.4.1 Soliton cơ bản và soliton bậc cao Mặc dù NSE hỗ trợ các soliton cho cả GVD bình thường và dị thường nhưng các soliton pulselike (sáng) chỉ được tìm thấy trong trường hợp tán sắc dị thường ( 0 2 < β ). Soliton sáng được sử dụng hầu hết trong các hệ thống truyền thông quang. Vì 0 2 < β nên hàm sóng có dạng: 0|| 2 1 22 2 2 =+ ∂ ∂ + ∂ ∂ UUN UU i τ ξ Đặt u=N.U, ta có: 0 1 || 1 2 11 2 2 2 =+ ∂ ∂ + ∂ ∂ N uu N u N u i τ ξ => i 0|| 2 1 2 2 2 =+ ∂ ∂ + ∂ ∂ uu uu τ ξ (1.9) Phương trình này có thể được giải bằng phương pháp tán xạ ngược [4]. Kỹ thuật này chỉ ra rằng lời gọi tiệm cận của phương trình được cho với điều kiện đầu vào tùy ý (năng lượng xác định). Với hàm đầu vào chẳng hạn như u(0, τ )=N.sech Lớp H09VT9 – Nhóm 5 5 Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton τ đặt vào trong sợi, hình dạng của nó không thay đổi trong suốt quá trình lan truyền khi N=1, còn khi N>1 dạng đầu vào được khôi phục tại )(2/ Zmm ∈= πξ . Xung quang tương ứng với N=1 được gọi là soliton cơ bản. Xung quang ứng với N>1 được gọi là soliton bậc cao và N được gọi là bậc của soliton. Chu kỳ z 0 là khoảng cách mà các soliton bậc cao khôi phục lại dạng gốc của chúng. z 0 = ||22 2 2 0 β ππ T L D = (1.10) Chu kỳ z 0 và bậc N của soliton đóng một vai trò quan trọng trong thiết kế hệ thống soliton quang. Hình vẽ sau biễu diễn tiến trình xung của soliton bậc 1 và soliton bậc 3 qua một chu kỳ soliton bằng việc vẽ đồ thị hình dạng xung |u( τξ , )| 2 (hàng trên) và sự dịch tần (hàng dưới) được định nghĩa như là sự dịch thời gian của pha soliton. Chỉ soliton cơ bản vẫn không có sự dịch tần (chirp-free) trong suốt quá trình lan truyền trong khi duy trì hình dạng xung của nó. Hình 1.2. Tiến trình của các soliton bậc một (cột trái) và các Soliton bậc 3 (cột phải) qua một chu kỳ soliton. Hàng trên và hàng dưới tương ứng biểu diễn hình dạng xung và dạng chirp của nó. Ta có thể giải trực tiếp các soliton cơ bản từ phương trình (1.9) mà không sử dụng phương pháp tán xạ ngược. Giả thiết rằng một soliton có dạng: u( τξ , )=V( τ )exp[i ),( τξφ ] (1.11) Lớp H09VT9 – Nhóm 5 6 Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton V( τ ) không phụ thuộc vào ξ để phương trình (1.9) trình bày lại một soliton cơ bản mà duy trì hình dạng của nó trong suốt quá trình lan truyền. Pha φ có thể phụ thuộc vào cả ξ và τ . Thay (1.11) vào (1.9) và ),( τξφ =K ξ với K=const. Ta có: 0 2 1 0)exp()()exp(. )( 2 1 )exp()( 3 2 2 3 2 2 =+ ∂ ∂ +−⇔ =+ ∂ ∂ + V V KV iVi V iiKiV τ φτφ τ τ φτ )(2 2 2 2 VKV V −= ∂ ∂ ⇔ τ (1.12) CVKV t V +−=       ∂ ∂ ⇔ 42 2 2 với C=const (1.13) Vì ta có: ∞→ τ LimV =0 và ∞→ τ Lim 0= ∂ ∂ τ V nên C=0. Tại đỉnh soliton có 1=V và 0= ∂ ∂ τ V suy ra (2K-1)=0 suy ra K=1/2 ( ) τ τ τ ξφ τττ τ h eee e V V V VV V VV V sec 2 1 2 11 11 ln 2 1 1 2 1 2 2 2 2 42 2 = + = + =⇒         −− −+ = − ∂ =⇒ −=       ∂ ∂ ⇒=⇒ − ∫ ( ) ( ) ( ) 2/expsec, ξττξ ihu =⇒ (2.14) Phương trình (1.14) cho thấy xung đầu vào thu được một sự dịch pha ξ /2 khi nó lan truyền trong sợi nhưng biên độ không thay đổi. Đây chính là thuộc tính quan trọng của soliton cơ bản, làm cho nó trở nên lý tưởng với các hệ thống truyền thông quang. Lớp H09VT9 – Nhóm 5 7 Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton 1.4.2 Tiến trình soliton Một thuộc tính quan trọng của soliton là chúng rất ổn định, chống lại sự nhiễu loạn. Bởi vậy, thậm chí qua soliton cơ bản yêu cầu một hình dạng riêng và công suất đỉnh thỏa mãn 1= γ P 0 L D , nó cũng có thể được tạo ra ngay cả khi công suất đỉnh lệch khỏi điều kiện lý tưởng. Hình vẽ sau mô tả tiến trình của một xung Gauss vào với các giá trị: N=1, u(0, τ )= exp(- 2 2 τ ) Hình 1.3. Tiến trình của một xung Gauss với N=1 qua một khoảng 100 −= ξ . Xung tiến triển dần thành một soliton cơ bản bằng việc thay đổi hình dạng, độ rộng và công suất đỉnh của nó. Như vậy xung sửa hình dạng và độ rộng của nó để trở thành một soliton cơ bản và đạt được hình dạng của một hàm “sech” với 1>> ξ . Soliton bậc N cũng có thể được hình thành khi n năm trong khoảng N-1/2 đến N+1/2. Cụ thể, soliton cơ bản có thể được tạo ra với N ∈ (0.5, 1.5). HÌnh vẽ sau biểu diễn tiến trình một xung đầu vào có N=1.2 qua 100 →= ξ bằng việc giải phương trình NSE bằng số với điều kiện đầu vào u(0, τ )=1,2sech( τ ). Độ rộng xung và công suất đỉnh dao động ban đầu nhưng cuối cùng trở nên ổn định sau khi xung đầu vào đã tự sửa để thỏa mãn điều kiện N=1 trong phương trình (1.8). Lớp H09VT9 – Nhóm 5 8 Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton Hình 1.4. Tiến trình xung của một xung “sech” với N=1,2 qua khoảng 100 −= ξ .Xung tiến triển thành một soliton cơ bản (N=1) bằng việc sửa độ rộng và công suất đỉnh của nó. Nhìn chung một sự lệch nhỏ từ điều kiện lý tưởng không gây nguy hại đến sự lan truyền soliton vù xung đầu vào có thể sửa các tham số của nó để hình thành siliton cơ bản. Một phần năng lượng xung bị mất trong suốt quá trình thích ứng pha động dưới dạng sóng tán sắc. Ta có thể giảm thiểu ảnh hưởng của sóng tán sắc đến hiệu năng hệ thống bằng việc thích ứng điều kiện đầu vào gần với điều kiện lý tưởng nhất có thể. 1.4.3 Soliton tối (Dark soliton) Hàm NSE có thể được giải bằng phương pháp tán xạ ngược ngay cả trong trường hợp tán sắc bình thường. Dạn cường độ của kết quả đưa ra một độ dốc trong nền đồng bộ và độ dốc này không thay đổi trong quá trình lan truyền trong sợi. Những nghiệm như vậy của NSE được gọi là soliton tối. Mặc dù đã được khám phá những năm 1970 song chỉ mới gần đây nó mới được nghiên cứu hoàn toàn. Hàm đầu vào u(0, τ )=tanh( τ ) Vì 0 2 > β nên hàm sóng có dạng: i 0|| 2 1 2 2 2 =+ ∂ ∂ − ∂ ∂ uu uu τ ξ Giả sử: [ ] ),(exp)(),( τξφττξ iVu = (1.15) Và ξτξφ K=),( Ta có: Lớp H09VT9 – Nhóm 5 9 Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton CKVV V VKV V V V KV iVVi V iiKiV +−=       ∂ ∂ +−= ∂ ∂ ⇔ =+ ∂ ∂ −−⇔ =+ ∂ ∂ − 24 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 2 )(2 0 2 1 0)exp()()()exp( )( 2 1 )exp()( τ τ τ φττφ τ τ φτ C=const Tại đỉnh soliton có V=0, 00 =⇒= ∂ ∂ C V τ . Vì 2 0 2 0 4 00 0)2(2)2(0,2 uKKuu V LimuVLim =⇒=−⇒= ∂ ∂ = ∞→∞→ τ ττ Suy ra nghiệm chung có dạng: u )exp()tanh(),( 2 0 ξκςητξ iui d −= (1.16) Với φκφηκξτης sin,cos),( 00 uu ==−= (1.17) 0 u là biên độ của nền sóng liên tục (CW: continuous wave) φ là góc pha trong (0< φ < 2/ π ) κη , biên độ và vận tốc của soliton tối. Soliton tối có một điểm khác cơ bản với soliton sáng là vận tốc κ của soliton tối phụ thuộc vào biên độ η của nó qua góc pha trong φ . 0)0,()exp()tanh(),(0 2 00 =⇒=⇒=• ξξτητξφ dd uiuuu tức là công suất soliton giảm xuống bằng không ở trung tâm của độ dốc (những soliton như vậy gọi là soliton tối). 0≠• φ , cường độ không giảm xuống 0 ở trung tâm của độ dốc ( những soliton như vậy gọi là soliton xám) Tham số đen B= cos φ để phân biệt các soliton. Khác với soliton sáng có pha không đổi, pha của soliton tối thay đổi qua độ rộng của nó. Lớp H09VT9 – Nhóm 5 10 [...]... sử dụng các soliton tối Do tính không đối xứng của các soliton tối xuất phát từ đáp ứng thời gian của mạch điện tạo ra chúng làm hạn chế khoảng cách truyền dẫn Vì vậy chúng ít được sử dụng hơn các soliton sáng trong các hệ thống quang thực tế Lớp H09VT9 – Nhóm 5 11 Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton CHƯƠNG II: HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN SOLITON 2.1 Hệ thống truyền dẫn soliton Trong... dẫn Bộ thu quang bao gồm một photodiode, một bộ lọc điện và một bộ lọc quang Tín hiệu quang thu thường được chuyển đổi trực tiếp thành tín hiệu điện Các bộ lọc quang đặt trước photodiode để làm giảm nhiễu ASE do các bộ khuyếch đại đưa ra - Lớp H09VT9 – Nhóm 5 12 Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton 2.1.2 Truyền thông tin với các soliton Trong hệ thống thông tin quang, mã NRZ... jitter thời gian đến của các soliton và ảnh hưởng đến hiệu năng hệ thống Một cách để tránh tương tác soliton là tăng khoảng cách soliton đủ lớn để độ lệch về vị trí soliton đủ nhỏ sao cho các soliton vẫn ở vị trí gốc trong khe bit khi truyền dẫn qua khoảng cách lớn Lớp H09VT9 – Nhóm 5 14 Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton Hình 2.3 Tiến trình một cặp soliton qua 90 lần chiều... Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton thích bởi một dòng dữ liệu điện mã NRZ để chuyển đổi đầu ra CW của laser DFB thành một dòng bit quang mã RZ Những xung quang này mặc dù không có dạng “sech” của một soliton nhưng chúng vẫn được dùng trong hệ thống soliton vì khả năng tiến triển thành một soliton của sợi như đã thảo luận trong phần trên 2.1.6 Ảnh hưởng của suy hao sợi Như đã biết, các soliton. .. tán sắc theo định kỳ đã cho phép truyền dẫn luồng bít soliton 20Gb/s trên tuyến sợi quang 5520km gồm các bộ khuyếch đại được đặt ở các khoảng cách 40km Trong một thí nghiệm khác các soliton 20Gb/s có thể truyền trên khoảng cách Lớp H09VT9 – Nhóm 5 24 Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton 9000km mà không sử dụng các bộ lọc quang trong đường vì việc sử dụng định kỳ các DCF đã... chuẩn khi các soliton được cực tiểu hóa nhờ chọn vị trí các bộ khuyếch đại truyền lan Lớp H09VT9 – Nhóm 5 25 Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton CHƯƠNG III: HỆ THỐNG WDM SOLITON Để tăng dung lượng hệ thống mà không cần tăng tốc độ bít đường truyền cũng như dùng thêm các sợi dẫn quang, người ta sử dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia theo bước sóng Hệ thống WDM soliton truyền... Laser bán dẫn được sử dụng chung cho cả hệ thống tuyến tính và phi tuyến Lớp H09VT9 – Nhóm 5 17 Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton Có nhiều máy phát soliton khác nhau Trong thời kỳ đầu, truyền dẫn soliton sử dụng kỹ thuật chuyển mạch khuyếch đại để phát xung quang picogiây trong khoảng 20 → 40ps Về mặt nguyên lý nó sẽ định thiên laser dưới ngưỡng và bơm nó cao trên ngưỡng... biên độ của xung là: A(0,t)= P0 sec h( t ) T0 (2.2) P0 là công suất đỉnh thõa mãn điều kiện: 1 = γP0 LD ⇒ P0 = β2 (2.3) γT02 Độ rộng đầy đủ ở nửa giá trị max (FWHM: full width at half maximum) của soliton là: Lớp H09VT9 – Nhóm 5 13 Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton TS=2T0ln(1 + 2 ) ≈ 1.763T0 (2.4) Năng lượng xung của soliton cơ bản thu được là: +∞ ES= ∫ A(0, t ) 2 dt = 2P0T0... tin trong truyền dẫn soliton Yêu cầu này được dùng để biễu diễn mối quan hệ giữa độ rộng soliton (T 0) và tốc độ bít (B): B= 1 1 = TB 2q 0T0 (2.1) Trong đó: Tb là độ rộng khe bit 2q0 = TB là khoảng cách giữa 2 soliton lân cận T0 Hình vẽ sau mô tả dãy bit soliton ở dạng mã RZ: Soliton TB 1 1 0 1 0 1 Hình 2.2 Dãy bit soliton mã RZ Mỗi soliton chiếm một phần nhỏ của khe bit sao cho các soliton lân cận được... tác soliton có thể không tính đến vì các soliton có thể lệch một chút so với giá trị ban đầu của nó ξq = 2  1    2 Bq   Vì ξ p LD >> T02 0  LT ⇒ ξ P = ξP  >> LT β2 β2 Lớp H09VT9 – Nhóm 5 15 Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton π e q0 ⇒ LT B . phát quang Bộ thu quang Đầu vào Kênh truyền dẫn 12 Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton 2.1.2 Truyền thông tin với các soliton Trong hệ thống thông tin quang, . của soliton cơ bản, làm cho nó trở nên lý tưởng với các hệ thống truyền thông quang. Lớp H09VT9 – Nhóm 5 7 Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton 1.4.2 Tiến trình soliton . -11 Phase (rad) 11 Chuyên Đề Thông Tin Quang Đề tài: Công Nghệ Quang Soliton CHƯƠNG II: HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN SOLITON 2.1 Hệ thống truyền dẫn soliton Trong những năm gần đây, kỹ thuật thông tin quang đã được đưa