Hệ thống thông tin quang - Phần 2 pot

Hệthốngthôngtinquangnhiềukênh WDM Msc.–Eng.NghiêmXuânAnh 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 2 Giớithiệu TrongcácHTTTQsốthôngthườngthì: Các luồng tín hiệu cấp thấp được ghép lại (FDM, TDM) thành các luồng tốc độ cao, sau đó được truyềntrênsợiquang. (1FOchohướngđivà1FO chohướngvề) Þ Hệthốngđơnkênhquang. Trongnhữngnămgầnđây,ngườitaquantâmnhiều đếnHTTTQcódunglượng cao, cựlylớn Þ Ghép kênhquang(truyềnnhiềutínhiệuquangtrênmộtsợi nhằmtăngdunglượngtruyềndẫn Þ Hệthốngthông tinquangnhiềukênh(hayđakênhquang). 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 3 Nhượcđiểmcủahệthốngthôngtin quangđơnkênh Dung lượng thấp <10 Gb/s do ảnh hưởng của tán sắc,hiệuứngphituyếnsợi.Mặcdùbăngtầnquang rấtlớn>1THz. Mạchđiệntronghệthốnglàmhạnchếtốcđộtruyền dẫn.Khitốcđộ đạtđến cỡchụcGb/s,cự ly truyền ngắnlại,bảnthânmạchđiệntửkhôngđápứngđược xungtínhiệucựchẹp. Việckhắcphụcnhượcđiểmtrênđòihỏicôngnghệ caovàtốnkém. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 4 Ưuđiểmcủaghépkênhquang Cácphầntử quang thaythếcácphần tửđiệntửở nhữngvịtríquantrọngđòihỏitốcđộđápứngnhanh, tốcđộxửlýtínhiệucao Þ khắcphụcđượcnhược điểmvềtốcđộđápứngxungcủacácmạchđiệntử đãnêutrên. Cácphầntửquangtậndụngđượcphổhẹpcủalaser Þ tăngkhảnăngsửdụngbăngtầnlớncủasợiđơn mode Þ tạokhả năngtruyềntảichocácứngdụng tốcđộcaohiệntạivàtươnglai. Tiếtkiệmsợiquang,tậndụngđượcbăngtầnkhông hạnchếcủasợi. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 5 Cáckỹthuậtghépkênhquang GhépkênhphânchiathờigianquangOTDM Ghép kênh phân chia bước sóng WDM hay ghép kênh phân chia tần số quang OFDM. (most interestedin1990) WDMđượcthươngmạihóarộngrãivàsửdụnghiệu quảtừnăm1996. CáchệthốngsửdụngcáckỹthuậtOTDMvàWDM ngàycàngđượctriểnkhairộngrãi. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 6 I.CáchệthốngTTQWDM Thựcchất,WDMlàmộtcơchếtrongđónhiềukênh sóngquangtạicácbướcsóngkhácnhauđượcđiều chếbởicácchuỗibitđiệnđộclậpđượcphátđitrên cùng một sợi quang sau khi đã được ghép kênh bằngkỹthuậtTDMhoặcFDM. Tín hiệu quang tại đầu thu được giải ghép kênh thànhcáckênhriêngrẽnhờkỹthuậtquang. Kỹ thuật WDM khai thác băng tần rộng của sợi quang.Vídụ:hàngtrămkênh10Gb/scóthểđược truyềnquacùngmộtsợikhikhoảngcáchkênhgiảm xuốngdưới100GHz. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 7 Cáccửasổcósuyhaothấpdùngcho WDM 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 8 CáchệthốngTTQWDM(tiếp…) Sparse WDM: Early 1980s, 2 bước sóng được ghép lại chủyếunằmở2cửasổquangkhácnhau(1,3 mmvà1,55 mm).Eg.Dunglượngcủa1hệthốnghiệnđanghoạtđộng @1,3 mmcóthểnângcấpbằngcáchbổsung1kênhkhác cóbướcsóng@1,5 mm(channelspace » 250nm). DenseWDM:In1990s,channelspacereducedto<0.1nm. DWDMghépđượcnhiềubướcsóngtrongmộtvùngcửa sổ,cửasổsóngtiêubiểuđượcsửdụnglà1,55 mm. In 1996, WDM systems @ 40 Gb/s were commercially available! In2001,thửnghiệmđạt10Tb/svớicựly<200km. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 9 I.1Nguyênlý cơbảncủaWDM Hình sau minh họa một tuyếnWDM điểmnốiđiểm dunglượngcao. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 10 NguyênlýcơbảncủaWDM Giảsửhệthốngthiếtbịphíaphátcócácnguồnphát quanglàmviệcởcácbướcsóng l 1 , l 2 ,…, l n . Các tín hiệu quang được phát ra ở các bước sóng khácnhaunàysẽđượcghépvàocùngmộtsợiquang nhờbộ ghép kênh quang. Bộ ghép này phải có suy haosuyhaonhỏ. Tín hiệu ghép được phóngvào sợi quang để truyền tớiđầukia,tạiđâybộgiảighépgửimỗikênhtớimáy thucủariêngnó. KhiNkênhtạicáctốcđộbitB 1 ,B 2 ,…B N đượctruyền đồng thời qua sợi có độ dài L thì tích BL tổng trở thànhBL=(B 1 +B 2 +…+B N )L. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 11 Khitốcđộbitđồngđều,dunglượnghệthốngđược cảithiệnvớihệsốN. DunglượngcựcđạicủacáctuyếnWDMphụthuộc vàokhoảng cách cho phép giữa cáckênh. Khoảng cáchkênhtốithiểubịgiớihạnbởixuyênâmgiữacác kênh.Tiêubiểu,khoảngcáchkênh Dn ch nên>2B@ tốcđộbitB. Cáctầnsốkênh(haybướcsóng)củacáchệthống WDMđãđượcchuẩnhóabởiITUtrênlưới100GHz trong dải 186196 THz (bao trùm các băng C và L trongdảibướcsóng15301612nm) 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 12 Haiphươngántruyềndẫn Cóhaiphươngánchohệthốngtruyềndẫnsửdụng WDM. Truyền dẫn ghép bước sóngquang theomột hướng (Hình bên). Þ hệthốngđòi hỏi2 sợiquang đểthực hiệntruyềnthôngtinchochiềuđivàchiềuvề. Truyềndẫnhaihướng.Hệthốngtruyềnthôngtincho mộthướngtạicácbướcsóng l 1 , l 2 ,…, l n vàđồngthời cũng truyền thông tin theo hướng ngược lại tại các bước sóng l’ 1 , l’ 2 ,…, l’ n . Þ hệ thống chỉcần 1 sợi quangcũng đủđể thiết lập tuyến truyền dẫn chocả chiềuđivàchiềuvề. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 13 HệthốngghépkênhWDMđơnhướng (a)vàsonghướng(b) (a) (b) Mộtsợi Mộtsợi 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 14 Cácvấnđềđángquantâm Nhìn chung các laser đơn mode có mức công suất phátngoàiđộrộngphổkênhđãđịnhrấtnhỏnênvấn đềxuyênkênhlàkhôngđánglưutâmởđầuphát. Vấn đề quan tâm là bộ ghép kênh cần có suy hao thấpđểtínhiệutớiđầuracủabộghépítbịsuyhao. Do các bộ tách sóng quang thường nhạy cảm trên mộtdảibướcsóngrộngnênnócóthuđượctoànbộ các bước sóng đi tới. Do vậy, cần phải cách ly tốt giữacáckênhquang. Þ phảicóbộgiảighépchính xáchoặcsửdụngcácbộlọcquangrấtổnđịnhcó l c chínhxác. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 15 CácloạighépWDM Dùngchotruyềndẫnđơnhướng Ghép(MUX),giảighép(DEMUX) Dùngchotruyềndẫnhaihướngtrênmộtsợi GhépgiảighéphỗnhợpMUXDEMUX 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 16 I.1.1Cácthamsốcơbảncủathành phầnthiếtbịWDM –Mộtsốđịnhnghĩa Cácthamsốcơbảnmôtảđặctínhcủacácbộghép giảighéphỗnhợplàsuyhaoxen,xuyênkênhvàđộ rộngkênh. Kýhiệu I(l i )và O(l k ) tương ứng là các tín hiệu đã ghépđangcómặttrênsợiquang. KýhiệuI k (l k )làtín hiệuđầuvào (phátratừ nguồn quangthứk)đượcghépvàocửathứkvàO i (l i )làtín hiệucóbướcsóng l i đãđượcgiảighépvàđiracửa thứi. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 17 Cácthamsốcơbảncủathànhphần thiếtbịWDM–Suyhaoxen Suyhaoxenđượcđịnhnghĩalàlượngcôngsuấttổn haosinhratrêntuyếntruyềndẫnquangdotuyếncó thêmcácthiếtbịghépbướcsóngquangWDM. Suyhaonàygồm: suyhaodocácđiểmghépnốithiếtbịWDMvớisợi Suyhaodobảnthâncácthiếtbịghép. Suyhaoxen được diễn giải tương tự như suy hao xencủacácbộghépcoupler,nhưngởđâycầnlưuý vớiWDMthìsuyhaonàyđượcđịnhnghĩachomột bướcsóngnhấtđịnh. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 18 Suyhaoxen(tiếp…) ĐốivớithiếtbịMUX ĐốivớithiếtbịDEMUX VớiL i làsuyhaotạibướcsóng l i khithiếtbịđược ghépxenvàotuyếntruyềndẫn–đượcnhàchếtạo chobiếtđốivớitừngkênhquangcủathiếtbị. )( )( log10 ii i i I O L l l - = )( )( log10 i ii i I O L l l - = 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 19 Cácthamsốcơbảncủathànhphần thiếtbịWDM–Xuyênkênh Mô tả lượng tín hiệu từ kênh này bị rò sang kênh khác. Cácmứcxuyênkênhchophépnằmtrongmộtdảirất rộngtùythuộcvàotrườnghợpápdụng.Nhưngnhìn chungphảiđảmbảo<30dBtrongmọitrườnghợp. Trongmột bộgiải ghéplý tưởngsẽkhôngcósựrò côngsuấttínhiệutừkênhthứicóbướcsóng l i sang cáckênhcóbướcsóngkhácvới l i . Thực tế, luôn tồn tại một mức xuyên kênh nào đó, dẫntớilàmgiảmchấtlượngtruyềndẫncủahệthống. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 20 Xuyênkênh(tiếp…) Khả năng tách các kênh khác nhau được diễn giải bằngsuyhaoxuyênkênhvàđượctínhtheodB. U i (l k ) là lượng tín hiệu không mong muốn ở bước sóng l k docósựròtín hiệuởcửarathứi, màđúngrachỉcó tínhiệuởbước sóng l i . ú û ù ê ë é - = )( )( log 10)( k ki ki I U D l l l 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 21 Xuyênkênh(tiếp…) Đốivớithiếtbịghépgiảighéphỗnhợp,việcxácđịnhsuy haosuyhaoxuyênkênhcũngđượcápdụngnhưbộgiải ghép. Trong trường hợp này phải xem xét cả hai loại xuyênkênh. Xuyênkênhđầuxa vídụ:I(l k )sinhraU i (l k ) Xuyênkênhđầugần vídụ:I j (l j )sinhra U i (l j ) Thựctế,nhàchếtạocũngchotabiếtsuyhaoxuyênkênh củathiếtbị. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 22 Nguyênnhângâyraxuyênkênh Do đặc tính của bộ lọc tạo ra thiết bị ghép không hoànhảo. Dophổcủacácnguồnphátchồnglấnnhau,và Docáchiệuứngphituyến,nhấtlàtrongtrườnghợp côngsuấtcủatínhiệutrênkênhlớn. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 23 Cácthamsốcơbảncủathànhphần thiếtbịWDM–Độrộngkênh Độ rộng kênhlà dải bướcsóng dành cho mỗi kênh đượcđịnhrachotừngnguồnphátquangriêng. Nếunguồnphátquanglàlaserdiodethìcácđộrộng kênhđượcyêucầuvàokhoảngvàichụcnmđểđảm bảokhôngbịnhiễugiữacáckênhdosựbấtổnđịnh củacácnguồnphátgâyra.Chẳnghạnnhưkhinhiệt độlàmviệcthayđổidẫntớitrôibướcsóngđỉnh. ĐốivớinguồnquanglàLED,độrôngkênhyêucầu phải lớn hơn từ 1020 lần vì độ rộng phổ của loại nguồnphátnàyrộnghơn. Þ độrộngkênhphảiđảmbảođủlớnđểtránhnhiễu giữacáckênhvàđượcxácđịnhtheoloạinguồnphát. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 24 I.1.2.Côngnghệthànhphầnthiếtbị WDM 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 25 Thànhphầnthiếtbị(phầntử)ghépbướcsóngquang rất đa dạng và có thể phân loại như sơ đồ trên. Trongphânloạinàytaquantâmtớicácphầntửthụ động do nó được sử dụng phổ biến trong các hệ thống. Cácbộgiảighép(haybộghép)đượcchiaralàmhai loạichínhtheocôngnghệchếtạolà: CôngnghệWDMviquang. CôngnghệWDMghép 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 26 CôngnghệWDMviquang/ghépsợi Công nghệ W DM vi quang: Việc tách/ghép kênh dựatrêncơsởlắprápcácthànhphầnviquang.Các thiếtbịnàyđượcthiếtkếchủyếusửdụngchocác tuyếnthôngtinquangdùngsợiđamode.Chúngcó nhữnghạnchếđốivớisợiquangđơnmode. CôngnghệWDMghépsợi:dựavàoviệcghépgiữa cáctrườnglantruyềntrongcáclõisợikềnhau.Kỹ thuật này phù hợpvới các tuyến sử dụng sợi đơn mode. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 27 CáccôngnghệWDMviquang CácthiếtbịWDMviquangđượcchếtạodựatrênhai phươngphápcôngnghệkhácnhau: cácthiếtbịcóbộlọc,và cácthiếtbịphântángóc ThiếtbịWDMsửdụngbộlọcquangđượcsửdụng nhiềunhấtvàcấutrúccủanócũngkháphứctạp. Thiết bịlọcquangchoWDMthườnglà bộ lọc điện môilàmviệctheonguyêntắcphảnxạtínhiệuởmột dảiphổnàođóvàchodảiphổcònlạiđiqua.Tứclà nó có cơ chế hoạt động mở cho một bước sóng (hoặcnhómbướcsóng)tạimộtthờiđiểmnhằmtách ramộtbướcsóngtrongnhiềubướcsóng(Hìnhbên) 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 28 NguyênlýhoạtđộngcủaphầntửWDM vớicấutrúcsửdụnglọcđiệnmôi. Đểtạorađượcthiếtbịhoànchỉnh,ngườitaphảitạo racấutrúclọctheotầng(hìnhdưới) l 1 ,…,l n l 1 l 2 , … , l n l 2 l 4 , … , l n l 4 l 3 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 29 PhầntửcơbảncủathiếtbịWDMcóbộlọclàbộlọc điện môi giao thoa, có cấu trúc nhiều lớp gồm các màngmỏngcóchỉsốkhúcxạcaovàthấpđặtxenkẽ. Hầuhếtcácbộlọcgiaothoalàmviệcdựatrênnguyên lý buồng cộng hưởng FabryPerot, gồm hai gương phảnxạđặtsongsongcáchnhaubởimộtlớpđiệnmôi trong suốt. Khi chùm sáng đi vào thiết bị, các hiện tượnggiaothoasẽxảyra.Nếukhoảngcáchgươnglà nl/2(l:bướcsóngcủaánhsángtới)thìgiaothoaxảy ra và bước sóng đó sẽ được thông suốt nhất. Các bướcsóngkháchầunhưbịphảnxạhoàntoàn. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 30 BộlọcFabryPerotđiệnmôi TrongcácbộlọccủathiếtbịWDM,cácgươnggồm nhiều lớp vật liệu có RI khác nhau (gọi là màng mỏng)đặtxenkẽ. Cácmàngmỏngcóbềdàybằng1/4bướcsóngmax. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 31 Điểnhình,cácmàngmỏngnàythườngđượclàmtừSiO 2 (RI1.46–thấp) andTiO 2 (RI2.3cao)mặc dùcácvật liệukhácđôikhi đượcsửdụng. Bằng cách lựa chọn cẩn thận vật liệu và số lớp màng mỏng,tacóthểtạo ragươngcóhệsốphảnxạbấtkỳ. Ngoài ra, độ dài “gap” trong hình trên có thể được nối chuỗi. Nhờ vậy, ta cóthể kiểmsoát rất chính xác băng thôngvàdạngđápứngcủabộlọc. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 32 Theo đặc tính phổthìcóthể phân cácbộlọc giao thoa thànhhaihọ: Cácbộlọccắtchuẩn,đượcđặctrưngbởibướcsóngcắt l c vàcóđápứngphổthôngthấphoặccaonhưsau Cácbộlọcbăngthông,đượcđặctrưngbởibướcsóng trungtâm l c vàđộrộngbăngtầnFWHM= Dl. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 33 Ứngdụngcácbộlọc Bộ lọc cắt chuẩn được sử dụng rộng rãi trong các thiếtbị2kênhđểkếthợp(hoặctách)haibướcsóng hoàntoànphâncách,chẳnghạnnhưhaibướcsóng ởhaivùngcửasổ850nmvà1350nm,hoặc1300nm và1550nm.Cácphầntửnàysửdụngkháhiệuquả cho cả các nguồn có độ rộngphổ rộng (LED hoặc laserđamode). Bộlọcbăngthôngđượcsửdụngtốtchocácthành phầnthiếtbịWDM,phùhợpvớicácnguồnphátcó phổhẹpnhưLaser.Hơnnữa,nóchophépsửdụng cảkhicósựdịchbướcsóngnguồnphátdonhiệtđộ. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 34 Mộtbộghép/giảighépviquangtrênthực tế 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 35 THIẾTBỊPHÂNTÁNGÓC 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 36 Thấukínhvàlăngkính Thấukínhvà lăngkínhrất quen thuộc trong quang hình phổ thông và chức năng cũng như vậy trong thôngtinsợiquang. Cácthấukínhđượcsửdụngtrongnhiềutrườnghợp như dùng để ghép ánh sáng từlaser hoặcLEDvào sợi. Cáclăngkính đượcsử dụngtrongmộtsốứngdụng nhưtrongbộcirculator. Đặctínhduynhấtcủanhữngthiếtbịnàyđượccholà khácthườngởchỗchúngthườngrấtnhỏ. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 37 ThấukínhGRIN(GradedIndexlenses) CácthấukínhGRINlànhữngđoạnthủytinhhìnhtrụ có chỉ số khúc xạ gradient. Về lýtưởng,chiết suất giảmtheobìnhphươngkhoảngcáchtừtrụccủathấu kính.Vềkhíacạnhnàychúngrấttươngđồngvớisợi quang chiết suất gradient. Nhưng chúng thường là khádày(12mm).Chúngđượcchếtạotừcùngcông nghệđượcsửdụngđểlàmsợiGI. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 38 GRINLensesNguyênlýhoạtđộng Thấu kính thông thường làm việc theo nguyên lý khúcxạtạibềmặtcongcủathấukính. GRIN Lenses hoạt động nhờ khúc xạ nội khi ánh sángđiquavậtliệucóchiếtsuấtbiếnđổi.Độdàicủa thấukínhnàyrõràngphụthuộcvàobướcsóngsử dụngvàkhánghiêm ngặt(điểnhìnhdao độnggiữa 37mm). GRINlensesđượcdùngrộngrãitrongcácbộghép, bộtáchvàthiếtbịWDM. CácthấukínhQuarterpitchvàhalfpitchđượcminh họatrênhìnhtrên. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 39 Quarterandhalfpitchlenses Thấu kính Quarterpitch hội tụ ánh sáng chuẩn trực vào mộtđiểmduynhất.Tínhchấtnàymangtínhthuậnnghịch, tức là một nguồn điểm (chẳng hạn như cuối sợi) có thể đượcchuyểnđổithànhmộtchùmánhsángtrựcchuẩn. Mộtthấukínhhalfpitchnhậnmộtnguồnđiểmvàhộitụnó vàomộtđiểmkhác. Tính chất hữu ích nhất của chúng: điểmhội tụ của thấu kínhnằmtrênbềmặtvàmặtnàyphẳng.Ngoàirachúng rất dễ chế tạo. Nhược điểm chính là ta không thể kiểm soátđượcsựthayđổichiếtsuấtthậtchínhxácđểchúng cóđiểmhộitụtốtnhưthấukínhthường. 2/26/2007 OpticCommunicationSystems 40 Cáchtửnhiễuxạ Một cách tử nhiễu xạ là một thiết bị phản xạ hoặc khúc xạ ánh sáng một góc tương ứng với bước sóng. Chẳnghạn,nếu ánhsáng mặttrời chiếuvào mộtcáchtửnhiễuxạ(ởmộtgócđúng)thìánhsáng sẽbịphântáchthànhcácmàuthànhphầncủanóđể hìnhthànhnêncầuvồng.Chứcnăngnày(nhiễuxạ) giốngnhưchứcnăngcủamộtlăngkính.Thiếtbịnày thựchiệnchuyểnđổiFouriervàtáchmộtdạngsóng trong miền thờigian thành một số dạng sóng trong miềntầnsố. [...]... trong  các bộ khuếch đại quang khi hoạt động gần bão hòa.  2/ 26 /20 07  Optic Communication Systems  109  Đáp  ứng  không  đồng  đều  giữa  các  kênh  có  thể  là  một  vấn  đề  nghiêm  trọng  trong  các  hệ thống WDM  cự ly xa.  Optic Communication Systems  2/ 26 /20 07  Optic Communication Systems  111  II. Các thành phần của hệ thống WDM  I.3.3 Các vấn đề của bộ KĐ (EDFA)  2/ 26 /20 07  Một cách khả thi giới hạn xuyên âm (nhiễu) giữa các ... là  khác  bước  sóng  trong cùng cửa sổ quang)   2/ 26 /20 07  Optic Communication Systems  77  2/ 26 /20 07  Optic Communication Systems  79  Sparse WDM (tiếp …) Có  nhiều  biến  thái  quanh  sparse  WDM,  một  số  hệ thống sử dụng một sợi đơn song hướng trong khi một  số  hệ thống khác  sử  dụng  các  sợi  quang riêng  biệt  cho mỗi hướng  (Hình trên).  Các  hệ thống khác  sử dụng  các  dải  bước  sóng khác ... tuyến thụ động vì không chứa các phần tử  tích  cực và được gọi  là bộ định  tuyến  tĩnh  vì  không  thể cấu  hình lại.  Mặc  dù  bản  chất  tĩnh,  nó  có  nhiều  ứng  dụng  trong  mạng  WDM 2/ 26 /20 07  Optic Communication Systems  72 Thiết bị nối chéo quang sử dụng chuyển  mạch phân chia không gian.  Bộ định tuyến bước sóng  2/ 26 /20 07  Optic Communication Systems  73  Đấu nối chéo quang OXC  2/ 26 /20 07  Optic Communication Systems ... The more channel number, the more loss created!  2/ 26 /20 07  2/ 26 /20 07  1 02 Trong khi 5 dB dường như là lớn thì các hệ thống WDM thực  tế  cự  ly  lên  tới  70 km có  thể  được xây dựng  mà  không  cần  KĐ.  Những  thiết  bị  này  đắt  (so  với  các  bộ  ghép  đơn  giản).  Để  giảm giá thành người ta xây dựng hệ thống sử dụng một thiết  bị  cách  tử  đơn  cho  cả  ghép và  tách  kênh Þ giá  thành  tổng  giảm. (xem Waveguide Grating Routers) ... so với mô tả trong hình trên (chẳng hạn 1310 và 1550  nm).  Các hệ thống phổ  biến nhất  hoạt động với tốc  độ dữ  liệu  rất  thấp.  Các  ứng  dụng  thông thường  là  truyền  video  cho  giám  sát  an  ninh  và  điều  khiển  quá  trình  trong các nhà máy.  2/ 26 /20 07  Optic Communication Systems  78  2/ 26 /20 07  Optic Communication Systems  80  I .2 Dense WDM  B. Kết hợp tín hiệu (ghép kênh)  Trên đây mô tả một tuyến quang DWDM. Mỗi kênh quang được phân ... có  mối  quan  hệ nào  giữa chúng. Ví dụ, điều này có nghĩa rằng một kênh  có  thể  hoạt  động  @  2Gb/s,  1  kênh  khác  @  622   Mb/s và một số kênh khác @ 20 0 Mb/s.  2/ 26 /20 07  Hình trên cho thấy phổ của một sợi được sử dụng cho cả dense  WDM và sparse WDM cùng lúc. Trong ví dụ này, một kênh đơn  trong băng 1300 nm và một nhóm WDM 4 kênh trong vùng 1550  nm. Phổ này được đo từ hệ thống hoạt động thực tiễn. Các tín ... Ánh sáng có các bước sóng khác gặp phải giao thoa  từ các phản xạ lệch pha nên không thể truyền tiếp.  2/ 26 /20 07  Optic Communication Systems  54  CÁC CÔNG NGHỆ WDM GHÉP SỢI 2/ 26 /20 07  Optic Communication Systems  56  Bộ ghép định hướng quang Các loại cấu trúc của bộ ghép  Như đã đề cập ở trên, các thành phần vi quang được  sử dụng rộng rãi cho các loại sợi đa mode nhưng lại  không  được  dùng  cho  sợi  đơn ... Các bộ ghép xen­rẽ (add­drop multiplexors)  Chuyển mạch phân chia không gian quang.   Các nút chuyển mạch  Các bộ chuyển đổi bước sóng  2/ 26 /20 07  Optic Communication Systems  Đối  với  các  tuyến  thông tin quang cự  ly  xa  (cáp  biển)  sử  dụng  WDM  thì  điều  khiển  tán  sắc  được  xem  là một thành phần không thể thiếu được trong  thiết kế hệ thống Trong WDM ta sử dụng các laser có độ rộng phổ tối  thiểu ... độ  dài  bước  sóng).  Các  cách  tử  phản xạ là những bộ lọc lựa chọn bước sóng.  2/ 26 /20 07  Trong thông tin quang chúng được sử dụng  để  tách  và  /hoặc  kết  hợp  các  tín  hiệu  quang trong  các  hệ thống WDM  và  làm  các  bộ  phản  xạ  trong  các  laser  DBR hốc cộng hưởng ngoài.  Phương trình  cách tử cơ bản  42 l= bước sóng của tia tới trong không gian tự do q= góc tới (so với đường pháp tuyến)... sợi, độ dài tương tác và bước sóng ánh sáng.  2/ 26 /20 07  Optic Communication Systems  58  Bộ ghép nhiều kênh  Bộ giao thoa Mach­Zehnder (MZ)  Các bộ  ghép sợi  chỉ  có thể hoạt  động  đồng  thời với  hai bước sóng, nếu số kênh nhiều hơn 2 thì phải xử  lý  bằng  cấu  hình  rẽ  nhánh.  Ví  dụ  về  thiết  bị  ghép  WDM 4 bước sóng được cho dưới đây.  2/ 26 /20 07  Optic Communication Systems  61  Các thiết bị ghép/giải ghép trong hệ thống WDM  . Ghép kênh quang (truyềnnhiềutínhiệu quang trênmộtsợi nhằmtăngdunglượngtruyềndẫn Þ Hệ thống thông tin quang nhiềukênh(hayđakênh quang) . 2/ 26 /20 07 OpticCommunicationSystems 3 Nhượcđiểmcủa hệ thống thông tin quang đơnkênh Dung. độrộngkênhphảiđảmbảođủlớnđểtránhnhiễu giữacáckênhvàđượcxácđịnhtheoloạinguồnphát. 2/ 26 /20 07 OpticCommunicationSystems 24  I.1 .2. Côngnghệthành phần thiếtbị WDM 2/ 26 /20 07 OpticCommunicationSystems 25  Thành phần thiếtbị (phần tử)ghépbướcsóng quang rất. bên). Þ hệ thống đòi hỏi 2 sợi quang đểthực hiệntruyền thông tin chochiềuđivàchiềuvề. Truyềndẫnhaihướng. Hệ thống truyền thông tin cho mộthướngtạicácbướcsóng l 1 , l 2 ,…,