Ảnh hưởng xdm lên chất lượng hệ thống lê bật thắng

Đồ án tốt nghiệp Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM Mục lục Danh mục hình vẽ iiii Thuật ngữ viết tắt iv Lời nói đầu vi CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN WDM 1.1 Nguyên lý WDM 1.1.1 WDM gì? 1.1.2 Sơ đồ tổng quát hệ thống WDM 1.1.3 WDM DWDM 1.2 Các thành phần hệ thống WDM 1.2.1 Bộ phát quang 1.2.2 Bộ tách/ghép kênh quang 1.2.3 Bộ khuếch đại quang 1.2.4 Bộ thu quang 10 1.2.5 Sợi quang 11 1.3 Các tham số hệ thống truyền dẫn WDM 12 1.3.1 Các tham số tách ghép kênh 12 1.3.1.1 Dải kênh 12 1.3.1.2 Các hiệu ứng phụ thuộc phân cực 14 1.3.1.3 Suy hao xen IL (Insertion Loss) 15 1.3.1.4 Tính định hướng 15 1.3.1.5 Suy hao phản hồi 16 1.3.2 Các tham số sợi quang 17 1.3.2.1 Tán sắc sắc thể 17 1.3.2.2 Tán sắc mode phân cực 18 1.3.2.3 Tán sắc mode phân cực bậc hai 19 1.3.2.4 Các hiệu ứng phi tuyến 20 1.3.3 Các tham số khuếch đại 23 1.3.3.1 Phát xạ tự phát 23 1.3.3.2 Nhiễu giao thoa đa đường MPI 24 1.4 Kết luận 24 CHƯƠNG II ĐIỀU CHẾ PHA CHÉO XPM 25 2.1 Giới thiệu chung XPM 25 2.2 Một số tượng XPM gây 25 2.2.1 Ghép nối phi tuyến 25 2.2.1.1 Ghép nối sóng có tần số khác 25 2.2.1.2 Ghép nối thành phần phân cực trực giao 28 Lê Bật Thắng – D04VT2 i HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM 2.2.1.3 Hiệu ứng Kerr quang 31 2.2.1.4 Thay đổi dạng xung 35 2.2.3 Các hiệu ứng quang phổ thời gian 39 2.2.3.1 Giãn rộng phổ không đối xứng 39 2.2.3.2 Thay đổi thời gian không đối xứng 41 2.2.3.3 Nén xung XPM 43 2.2.3.4 Chuyển kênh quang XPM 45 2.3 Quan hệ khoảng cách kênh tán sắc với XPM 45 2.3.1 Khoảng cách kênh 45 2.3.2 Tán sắc sợi quang 48 2.4 Kết luận 50 CHƯƠNG III ẢNH HƯỞNG CỦA XPM LÊN CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG WDM 51 3.1 Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM tổng quát 51 3.1.1 Giới hạn khoảng cách truyền dẫn 51 3.1.2 Méo cường độ XPM 56 3.1.4 Giảm hệ số phẩm chất Q 62 3.1.5 Xuyên kênh kênh có tốc độ bit khác XPM 65 3.1.5 Ảnh hưởng XPM lên hệ thống WDM quản lý tán sắc 67 3.2 Một số giải pháp khắc phục ảnh hưởng XPM hệ thống WDM 70 3.2.1 Dùng triệt XPM 71 3.2.2 Các sơ đồ bù tán sắc thích hợp 74 3.3 Kết luận 77 Kết luận 78 Tài liệu tham khảo 79 Lê Bật Thắng – D04VT2 ii HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM Danh mục hình vẽ Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý ghép kênh theo bước sóng Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống WDM sử dụng hait sợi Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống WDM sử dụng sợi Hình 1.4 Tách kênh sử dụng lăng kính Hình 1.5 Tách /ghép bước sóng cách tử nhiễu xạ Hình 1.8 Bước sóng có tán sắc không, λ0 sườn tán sắc không, S0 17 Hình 1.9 Tán sắc thay đổi hàm theo bước sóng với vật liệu cho trước 18 Hình 2.1 Minh hoạ chắn Kerr 32 Hình 2.2 Tp thay đổi theo hàm góc phân cực đầu vào θ 36 Hình 2.3 Mức truyền sợi lưỡng chiết có độ dài L=LB 38 Hình 2.4 Dạng xung phổ xung bơm dò 42 Hình 2.5 Nén xung XPM vùng tán sắc thường 44 Hình 2.6 Kết nối sợi quang mạng LEANET dùng thí nghiệm (a) sơ đồ khối thí nghiệm (b) 46 Hình 2.7 Sự phụ thuộc méo XPM vào khoảng cách kênh 48 Hình 2.8 Sơ đồ khối thí nghiệm [4] 49 Hình 3.1 Méo xung XPM 52 Hình 3.2 Sơ đồ thí nghiệm nghiên cứu XPM [5] 52 Hình 3.3 XPM SPM với kênh điều chế 2,5 Gb/s, sợi DSF, có độ trễ ban đầu khác 53 Hình 3.4 Méo XPM cho kênh dò (a)sợi DSF, (b) sợi SSMF 53 Hình 3.5 Công suất giảm sau chặng thay đổi thay đổi số lượng chặng 55 Hình 3.6 Phổ kênh sau 12 chặng bù trước thí nghiệm (a) mô (b) 56 Hình 3.7 Hệ số Q theo tán sắc dư 63 Hình 3.8 Sự phụ thuộc WM vào số lượng kênh 63 Hình 3.9 Xuyên kênh theo băng tần điện thu 66 Hình 3.10 Xuyên kênh theo băng tần điện thu 66 Hình 3.11 Xuyên kênh XPM phụ thuộc vào tán sắc 67 Hình 3.12 Hàm truyền đạt sợi SMF theo sơ đồ bù tán sắc khác 68 Hình 3.13 Méo XPM theo tỉ lệ bù tán sắc khác với sơ đồ bù trước 69 Hình 3.14 Méo XPM với tỉ lệ bù tán sắc khác với sơ đồ bù sau 69 Hình 3.15 Hai cấu hình bù tán sắc khác cho kết khác 70 Hình 3.16 Ảnh hưởng XPM thay đổi theo số chặng m 70 Hình 3.17 Ảnh hưởng tỉ lệ bù hệ thống năm chặng 70 Hình 3.18 Thí nghiệm với 10 kênh có XS 71 Hình 3.19 Suy giảm độ nhạy cho kênh 73 Hình 3.20 So sánh suy giảm có XS 73 Hình 3.21 Xuyên kênh thay đổi theo bù tán sắc 74 Hình 3.22 Hệ số mx tích luỹ sau chặng 75 Hình 3.23 Hệ số mx tăng theo khoảng cách 76 Lê Bật Thắng – D04VT2 iii HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM Thuật ngữ viết tắt Thuật ngữ Tiếng Anh Tiếng Việt ADM APD ASE AWG CWDM DBR DCF DFB DGD DR DSF DUT DWDM EDFA Add/Drop Multiplexer Avalanche PhotoDetector Amplified Spontaneous Emission Arrayed Waveguide Grating Coarse WDM Distributed Bragg Reflector laser Dispersion Compensating Fiber Distributed FeedBack laser Differential Group Delay Distributed Reflector Dispersion Shifted Fiber Device Under Test Dense WDM Erbium Doped Fiber Amplifier FWM GVD HDSF ICI IFBG IL ITU Four Wave Mixing Group Velocity Dispersion Half - Dispersion Shifted Fiber Inter-Channel Interference In-Fiber Bragg Grating Insertion Loss International Telecommunications Union Mode Field Diameter MultiPath Interference Noise Figure Non-Zero Dispersion Shifted Fiber Optical Add/Drop Multiplexer Optical DeMultiplexer Optical Multiplexer Polarization Dependent Loss Polarization Mode Dispersion Pseudo-Random Bit Sequence Relatively Intensity Noise Bộ ghép xen/rẽ Photodiode thác Phát xạ tự phát khuếch đại Cách tử ống dẫn sóng dạng mảng WDM mật độ thấp Laser phản xạ Bragg phân tán Sợi quang bù tán sắc Laser phản hồi phân tán Trễ nhóm vi sai Phản xạ phân tán Sợi quang dịch tán sắc Thiết bị kiểm tra đo thử WDM mật độ cao Bộ khuếch đại sợi quang pha tạp Erbium Trộn bốn sóng Tán sắc vận tốc nhóm Sợi quang nửa tán sắc dịch Nhiễu kênh lân cận Cách tử Bragg sợi quang Suy hao xen Liên minh Viễn thông quốc tế MFD MPI NF NZ-DSF OADM ODMUX OMUX PDL PMD PRBS RIN Lê Bật Thắng – D04VT2 iv Đường kính trường mode Giao thoa đa đường Hệ số tạp âm Sợi quang tán sắc dịch không không Bộ ghép xen/rẽ quang Bộ tách kênh quang Bộ ghép kênh quang Suy hao phụ thuộc phân cực Tán sắc mode phân cực Chuỗi bit giả ngẫu nhiên Nhiễu cường độ tương đối HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM SBS SEL SNR SONET SPM SRS SSMF WDM Stimulated Brillouin Scaterring Surface Emitting Laser Signal to Noise Ratio Synchronous Optical NETwork Self Phase Modulation Stimulated Raman Scaterring Standard Single Mode Fiber Wavelength Division Multiplex XPM XS Cross Phase Modulation XPM Suppressor Lê Bật Thắng – D04VT2 v Tán xạ Brillouin kích thích Laser phát xạ mặt Tỉ số tín hiệu tạp âm Mạng quang đồng Tự điều chế pha Tán xạ Raman kích thích Sợi quang đơn mode tiêu chuẩn Ghép kênh phân chia theo bước sóng Điều chế pha chéo Bộ triệt XPM HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM Lời nói đầu Sự phát triển mạnh mẽ kinh tế kéo theo xu hướng toàn cầu hóa Thế giới bước vào kỉ nguyên thông tin Nhu cầu trao đổi thông tin người với người, quốc gia vùng lãnh thổ với quốc gia vùng lãnh thổ khác… thiết lúc khác Vì cách thức trao đổi thông tin cũ kĩ lạc hậu dần chìm vào khứ Thế giới luôn chuyển động, phát triển nghành viễn thông, công nghệ thông tin Trước nhu cầu ngày tăng tính đa dạng chất lượng dịch vụ người dùng, mạng hệ sau NGN xu hướng phát triển viễn thông giới Trong cấu trúc NGN, mạng truyền tải lưu lượng khâu quan trọng có nhiệm vụ truyền thông suốt lưu lượng lớn mạng, mạng truyền dẫn xem huyết mạch Mạng truyền tải quang với công nghệ ghép kênh quang WDM có ưu điểm vượt trội xem ứng cử quan trọng làm tảng cho mạng NGN Trên thực tế, công nghệ ghép kênh quang WDM đánh giá công nghệ chín muồi có nhiều tiến thiết kế mạng viễn thông Công nghệ WDM cung cấp cho mạng lưới khả truyền dẫn cao băng tần lớn sợi đơn mode, nhiều kênh quang truyền đồng thời sợi, kênh tương đương hệ thống truyền dẫn độc lập với tốc độ cao nhiều Gb/s Để đáp ứng nhu cầu dung lượng ngày tăng nay, xu hướng hệ thống thông tin quang hướng tới tốc độ khoảng cách không lặp lớn hơn, tăng số lượng kênh bước sóng sợi quang Tuy nhiên tiến đến giới hạn lớn tốc độ số đặc tính môi trường truyền dẫn trở nên quan trọng Hạn chế suy hao gây không vấn đề với hệ thống truyền dẫn WDM với xuất khuếch đại EDFA hiệu ứng phi tuyến môi trường sợi quang vấn đề lớn thách thức nhà thiết kế Trong đó, điều chế pha chéo XPM hiệu ứng phi tuyến có ảnh hưởng lớn đến chất lượng hệ thống WDM Đồ án tốt nghiệp em tập trung tìm hiểu hạn chế mà XPM gây hệ thống truyền dẫn WDM tổng quát, bao gồm ba chương chính: Chương I Tổng quan hệ thống truyền dẫn WDM Chương II Điều chế pha chéo XPM Lê Bật Thắng – D04VT2 vi HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM Chương III Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM Do thời gian làm đồ án có hạn kiến thức hạn hẹp nên chắn đồ án nhiều thiếu sót cần bổ sung Do em mong thầy cô bảo bổ sung thêm, bạn đọc quan tâm đến vấn đề đóng góp ý kiến để báo cáo hoàn thiện Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô giáo hướng dẫn – Ths Nguyễn Thị Thu Nga, người tận tình bảo, bổ sung kiến thức cho em, giúp em hoàn thành tốt đồ án theo Em xin chân thành cảm ơn thầy cô môn thông tin quang, thầy cô Khoa Viến thông I tạo điều kiện giúp đỡ em thời gian làm đồ án Hà Nội, ngày 12 tháng 11 năm 2008 Sinh viên Lê Bật Thắng Lê Bật Thắng – D04VT2 vii HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương I Giới thiệu hệ thống truyền dẫn WDM CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN WDM 1.1 Nguyên lý WDM 1.1.1 WDM gì? WDM từ viết tắt Wavelength Division Multiplexing – ghép kênh phân chia theo bước sóng Theo lý thuyết sợi quang có độ rộng băng tần cực lớn (khoảng 25 THz) dải tần suy hao thấp 1550 nm; băng tần rộng gấp 1000 lần so với độ rộng băng tần radio trái đất Tuy nhiên tốc độ liệu đạt đến hàng chục Gb/s tốc độ truy cập mạng thiết bị đầu cuối bị giới hạn tốc độ đáp ứng mạch điện tử Sự chênh lệch băng tần điện băng tần quang gây tượng nút cổ chai, tận dụng hết băng tần khổng lồ Các bước đột phá (dung lượng cỡ Tb/s) kết kết hợp WDM EDFA Khái niệm WDM tương tự FDM, tín hiệu mang tin khác điều chế tín hiệu quang bước sóng khác kết hợp truyền sợi quang Lăng kính cách tử nhiễu xạ dùng để kết hợp (ghép) phân chia (tách) tín hiệu có màu (bước sóng ) khác Nguyên lý ghép WDM sau: Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý ghép kênh theo bước sóng Các tín hiệu quang phát bước sóng khác 1, 2, , N ghép vào sợi dẫn quang nhờ ghép (MUX – Multiplexer) Các ghép phải đảm bảo có suy hao nhỏ Tín hiệu sau ghép truyền sợi quang tới đầu thu Phía thu thực tách luồng tín hiệu qua giải ghép DEMUX sau tách sóng quang nhận lại luồng tín hiệu từ bước sóng riêng rẽ Lê Bật Thắng – D04VT2 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương I Giới thiệu hệ thống truyền dẫn WDM 1.1.2 Sơ đồ tổng quát hệ thống WDM Ta xem xét hai sơ đồ truyền dẫn WDM: hệ thống truyền dẫn quang ghép bước sóng đơn hướng hệ thống truyền dẫn quang ghép bước sóng song hướng Sơ đồ hệ thống hai sợi thể hình 1.2 Tại phát, tín hiệu điện kênh điều biến với sóng mang quang i (i  1, 2, N ) có độ rộng phổ hẹp Bộ ghép OMUX thực ghép tín hiệu truyền sợi quang đến đầu thu Tín hiệu đường truyền khuếch đại nhờ khuếch đại quang Bộ ghép phải có suy hao nhỏ để đảm bảo tín hiệu đến đầu đủ lớn Giữa kênh có khoảng bảo vệ để tránh xuyên nhiễu Tại phía thu, ODMUX thực tách tín hiệu có bước sóng i (i  1, 2, N , i  j ) khác thành kênh riêng rẽ đưa đến máy thu Trên sợi quang, tín hiệu phát đầu thu đầu, mang tính đơn hướng Ngoài hệ thống truyền dẫn ghép bước sóng sử dụng hai sợi có sơ đồ ghép sử dụng sợi hình 1.3 Các sóng mang có bước sóng 1…N điều biến tín hiệu điện từ N kênh phát theo hướng Các sóng mang có bước sóng N+1…2N điều biến tín hiệu điện từ N kênh phát theo hướng ngược lại Phương pháp đòi hỏi khuếch đại quang phải có khả khuếch đại hai chiều yêu cầu nghiêm ngặt độ rộng phổ kênh chất lượng tách kênh 1 ,  ,  N 1 1 N N 1 1 ,  ,  N 1 N N Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống WDM sử dụng hai sợi Lê Bật Thắng – D04VT2 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương I Giới thiệu hệ thống truyền dẫn WDM 1 1 ,  ,  N N 1 N  N 1  N 1 2 N  N 1 , .2 N 2 N Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống WDM sử dụng sợi 1.1.3 WDM DWDM Các hệ thống WDM chia thành hai loại: WDM thông thường DWDM (Dense WDM – ghép mật độ cao) Các hệ thống có bước sóng tích cực sợi quang thường coi DWDM hệ thống có bước sóng tích cực sợi quang coi WDM thông thường WDM theo chuẩn ITU thuật ngữ có nghĩa hai (hoặc nhiều hơn) tín hiệu ghép sợi quang, tín hiệu dải 1550 nm tín hiệu dải 1310 nm Mới đây, ITU chuẩn hoá hệ thống có khoảng cách kênh 20 nm để sử dụng cho WDM, dùng bước sóng 1310 nm 1610 nm Nhiều bước sóng WDM 1470 nm coi sử dụng với sợi quang theo khuyến nghị G.652 có suy hao lớn dải 1310-1470 nm Những sợi quang theo khuyến nghị G.652 C G.652.D gần loại bỏ số đỉnh suy hao cho phép hoạt động toàn 20 kênh WDM ITU mạng nội thị Đặc điểm WDM theo chuẩn ITU tín hiệu chưa có khoảng cách thích hợp cho khuếch đại EDFA Nguyên nhân khoảng cách truyền hạn chế WDM, khoảng 60 km với tín hiệu 2,5 Gb/s, đủ cho ứng dụng mạng nội thị Việc giảm yêu cầu mặt quang kéo theo việc giảm chi phí cho linh kiện WDM, xấp xỉ chi phí cho linh kiện không WDM WDM sử dụng cho mạng cáp TV, bước sóng khác sử dụng cho tín hiệu luồng lên xuống Trong hệ thống này, bước sóng thường phân chia rộng, chẳng hạn tín hiệu luồng xuống 1310 nm tín hiệu luồng lên 1550 nm DWDM – WDM mật độ cao, tín hiệu quang ghép dải 1550 nm, tận dụng khả khuếch đại EDFA (hiệu lớn với bước sóng từ 1530 – 1560 nm) Một hệ thống DWDM có thành phần chủ yếu sau: ghép kênh đầu cuối, khuếch đại EDFA tích hợp vào Lê Bật Thắng – D04VT2 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương III Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM 3.1.5 Xuyên kênh kênh có tốc độ bit khác XPM Trong mạng quang WDM, tốc độ bit kênh bước sóng khác không giống Ảnh hưởng tốc độ bit kênh dò đến độ nhạy với xuyên kênh XPM xác định dựa vào băng tần thu Hình 3.9 biểu diễn mức xuyên kênh công suất chuẩn hoá theo băng tần điện thu với kênh bơm có tốc độ bit 2,5, 10 40 Gb/s Hình biểu diễn trường hợp chặng gồm 100 km sợi tán sắc với D=2,9 ps/nm/km, công suất đưa vào sợi 11,5 dBm khoảng cách kênh 0,8 nm Trong hệ thống cụ thể này, với tốc độ bit cao 10 Gb/s, xuyên kênh XPM nhạy với tăng tốc độ bit Điều hàm truyền đạt công suất XPM chuẩn hoá đạt đến đỉnh xấp xỉ 15 GHz Khi phổ kênh bơm rộng 15 GHz, ảnh hưởng xuyên kênh XPM giảm nhiều Đây lý giải thích xuyên kênh XPM hệ thống 40 10 Gb/s lại nhỏ nhiều xuyên kênh hệ thống 10 2,5 Gb/s Các băng tần thu điển hình cho hệ thống 2,5, 10 40 Gb/s 1,75, 7,5 30 GHz Từ hình 3.9 thấy băng tần thu vượt băng tần kênh bơm, mức độ xuyên kênh XPM không tăng theo băng tần thu Thực xuyên kênh kênh tốc độ cao kênh tốc độ thấp so sánh với xuyên kênh hai kênh tốc độ bit thấp Một liên hệ quan trọng với điều hệ thống WDM lai ghép có tốc độ bit khác xen kẽ, chẳng hạn kênh 1, 3, có tốc độ bit cao kênh 2, 4, có tốc độ bit thấp Các mức xuyên kênh XPM kênh tốc độ cao kênh tốc độ thấp tương tự không cao mức xuyên kênh hệ thống có tốc độ bit thấp Tuy nhiên, khoảng cách kênh thấp, xuyên kênh XPM từ kênh đến kênh lớn xuyên kênh từ kênh có tốc độ bit thấp Tương tự hình 3.9, hình 3.10 biểu diễn mức xuyên kênh chuẩn hoá theo băng tần điện hệ thống dùng NZDSF năm chặng, 100km chặng Tán sắc sợi quang 2,9 ps/nm/km công suất quang đưa vào chặng 8,5 dBm Tại có khác biệt nhỏ mức xuyên kênh hệ thống 10 Gb/s hệ thống 40 Gb/s Nguyên nhân hệ thống có tán sắc tích luỹ cao hơn, hàm truyền đạt công suất XPM đạt đỉnh tần số thấp thành phần tần số cao bị suy hao mạnh Hình 3.11 biểu diễn xuyên kênh chuẩn hoá theo tán sắc sợi quang cho hệ thống hình 3.10 Các băng tần thu biết trường hợp xuyên kênh xấu xảy tán sắc thấp với tốc độ bit cao Đáng ý hệ thống 10 Gb/s, trường hợp xuyên kênh xấu xảy với D=2,5 ps/nm/km tán sắc tích luỹ tổng cộng hệ thống 1250 ps/nm, giống giới hạn tán sắc cho hệ thống 10 Gb/s không bù Lê Bật Thắng – D04VT2 65 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương III Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM Hình 3.9 Xuyên kênh theo băng tần điện thu Hình 3.10 Xuyên kênh theo băng tần điện thu Cần phải rằng, để đơn giản hoá, hình 3.9 hình 3.10, công suất quang tín hiệu chọn lựa giống cho hệ thống có tốc độ bit khác nhau.Tuy nhiên, thực tế thường yêu cầu mức công suất cao hệ thống có tốc độ bit cao Việc tổng quát hoá kết trường hợp có mức công suất quang tín hiệu khác đạt dùng phụ thuộc tuyến tính xuyên kênh XPM vào mức công suất đưa vào Lê Bật Thắng – D04VT2 66 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương III Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM Hình 3.11 Xuyên kênh XPM phụ thuộc vào tán sắc Mặc dù xuyên kênh XPM thường coi nghiêm trọng sợi quang tán sắc thấp, hình 3.11 lại rõ ràng hệ thống không bù tán sắc, trước giới hạn tán sắc hệ thống tán sắc cao tạo nhiều xuyên kênh Nói cách khác, hệ thống quang bù tán sắc, tán sắc nội cao giúp làm giảm điều chế pha XPM tán sắc hệ thống tích luỹ thấp làm giảm biến đổi nhiễu pha thành nhiễu cường độ 3.1.5 Ảnh hưởng XPM lên hệ thống WDM quản lý tán sắc Với hệ thống quản lý tán sắc, XPM có ảnh hưởng định Tuy nhiên, XPM phụ thuộc nhiều vào tán sắc sợi quang nên với sơ đồ quản lý tán sắc khác nhau, ảnh hưởng XPM khác Có mô hình nghiên cứu mặt lý thuyết [13] ảnh hưởng XPM đến chất lượng hệ thống WDM qua phân tích hàm truyền đạt lọc cường độ XPM gây Hàm truyền đạt sơ đồ quản lý tán sắc khác khác Từ nghiên cứu lý thuyết, số kết tính toán, kiểm chứng lại lý thuyết mở hướng khắc phục ảnh hưởng XPM quản lý tán sắc thích hợp Mô hình lý thuyết xem xét tia bơm mạnh tia dò tương đối yếu hệ thống gồm hai phần sợi quang có tán sắc khác D1 D2 với chiều dài tương ứng L1 L2 Tia dò CW tia bơm tín hiệu quang điều chế có biên độ biến đổi chậm theo thời gian Công suất kênh bơm thay đổi P p(z,t) biến đổi Fourier Pp(z,ω) Tính đến suy hao kênh bơm walk-off kênh bơm kênh dò, bỏ qua SPM tia bơm dao động cường độ kênh bơm kênh dò gây Các phép biến đổi dẫn đến kết công thức hàm truyền Lê Bật Thắng – D04VT2 67 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương III Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM Bộ lọc cường độ XPM gây đạt lọc cuờng độ phụ thuộc vào tham số hệ số phi tuyến, suy hao, walk-off, tán sắc sợi quang, chiều dài sợi Công thức cho phép đánh giá ảnh hưởng XPM từ kênh lên kênh khác, mở thêm cách để tính ảnh hưởng XPM từ nhiều kênh tác động lên kênh cụ thể cách xếp chồng ảnh hưởng kênh riêng lẻ Cũng từ lý thuyết này, kết tính toán đưa nhiều trường hợp đặc biệt để nghiên cứu ảnh hưởng quản lý tán sắc đến hiệu ứng XPM Các tham số chọn để tính toán bước sóng dò 1550 nm khoảng cách kênh 0,4 nm, hệ số suy hao 0,2 dB/km, hệ số phi tuyến 1,31x10 -3m2/W Dải tần hạn chế 0-50 GHz tốc độ bit hệ thống 40 Gb/s Ta tham khảo kết để thấy trực quan ảnh hưởng XPM hệ thống quản lý tán sắc khác khác Hình 3.12 Hàm truyền đạt sợi SMF theo sơ đồ bù tán sắc khác Trong hình 3.12 hàm truyền đạt 80 km sợi SMF (D=16 ps/nm/km) không bù có bù (trước sau) Hàm truyền cho thấy đặc điểm lọc thông cao Hình 3.13 hình 3.14 hàm truyền đạt với tỉ lệ bù tán sắc khác hệ thống bù trước bù sau Hình 3.15 so sánh hai cấu hình tán sắc khác hệ thống bù tán sắc hoàn toàn 80 km sợi DSF có tán sắc -2 ps/nm/km bù hoàn toàn sợi SMF có tán sắc 16 ps/nm/km; 80 km sợi SMF có tán sắc 16 ps/nm/km bù hoàn toàn sợi DCF có tán sắc 96 ps/nm/km Có thể thấy tán sắc nội sợi SMF lớn mà ảnh hưởng XPM bị loại bỏ, SMF lựa chọn tối ưu hệ thống WDM tốc độ cao Trong hệ thống đa chặng, ảnh hưởng XPM tích luỹ điểm cuối hệ thống Hình 3.16 khẳng định điều Trong chặng, sợi SMF bù hoàn toàn sợi DCF suy hao bù khuếch đại quang Như thấy hình, ảnh hưởng XPM lớn số chặng tăng lên Trong hình 3.17, sơ đồ bù thiếu Lê Bật Thắng – D04VT2 68 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương III Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM bù thừa nghiên cứu hệ thống WDM năm chặng Có thể thấy rằng, trái ngược với hệ thống chặng, bù thiếu bù thừa làm giảm ảnh hưởng XPM hệ thống đa chặng Hình 3.13 Méo XPM theo tỉ lệ bù tán sắc khác với sơ đồ bù trước Hình 3.14 Méo XPM với tỉ lệ bù tán sắc khác với sơ đồ bù sau Nói tóm lại, hệ thống WDM quản lý tán sắc, ảnh hưởng XPM thể lọc cường độ với đặc điểm lọc thông cao, có nghĩa XPM hiệu ứng phi tuyến có tính trội hệ thống WDM tốc độ cao Các kết hữu ích để tìm biện pháp hạn chế ảnh hưởng XPM, trình bày phần sau Lê Bật Thắng – D04VT2 69 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương III Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM Hình 3.15 Hai cấu hình bù tán sắc khác cho kết khác Hình 3.16 Ảnh hưởng XPM thay đổi theo số chặng m Hình 3.17 Ảnh hưởng tỉ lệ bù hệ thống năm chặng 3.2 Một số giải pháp khắc phục ảnh hưởng XPM hệ thống WDM Qua phần ta thấy ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM Để khắc phục ảnh hưởng này, nhiều thí nghiệm tiến hành Lê Bật Thắng – D04VT2 70 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương III Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM nhiều nhà nghiên cứu cho kết khả quan Một số biện pháp tìm thực hiệu áp dụng thực tế để nâng cao chất lượng hệ thống Phần trình bày số biện pháp dùng triệt XPM, sử dụng sơ đồ bù tán sắc hợp lý 3.2.1 Dùng triệt XPM Phần giới thiệu việc dùng triệt XPM hệ thống cụ thể [3] để hạn chế ảnh hưởng XPM kết nối sợi quang đa chặng Kỹ thuật triệt XPM gồm việc đưa độ trễ thời gian thích hợp kênh kề bên lặp, để thúc đẩy trình phá huỷ đóng góp tổng cộng từ chặng khác vào XPM tổng thể Một thiết bị thụ động đơn giản, gọi triệt XPM (XS) dựa loạt cách tử Bragg băng hẹp sợi quang (IFBG) Khi XS chèn tuần hoàn vào kết nối NZDSF 5x100 km, kênh có khoảng cách 100 GHz tốc độ 10 Gb/s cho thấy bị suy giảm dB, đo tỉ lệ lỗi sàn 10-7 Ngoài ra, nhờ triệt XPM, dung sai với tán sắc dư tăng lên ba lần Để thiết kế triệt XPM, thí nghiệm [3] xem xét hệ thống truyền dẫn quản lý tán sắc có M kênh cách Δλ gồm có N chặng Khi cặp kênh liên tục trải qua giá trị tối ưu giống độ trễ thời gian kênh điểm đầu chặng suy yếu XPM gây cho cặp kênh tối thiểu Độ trễ tD xác định từ mô hình đánh giá nhiễu cường độ XPM thu Hình 3.18 thí nghiệm với 10 kênh có XS Trong sơ đồ cho hình 3.18, triệt XPM (XS) bao gồm circulator loạt cách tử IFBG hệ thống M kênh WDM, kênh k (2≤k≤M) phản xạ vị trí bên sợi quang, bị trễ khoảng thời gian tD từ kênh k-1 phần bắt đầu chặng Tuy nhiên, hệ thống thực tế, sợi quang có tán sắc tích luỹ DT(λ) tạo mộ độ trễ xuyên kênh DT(λ) Δλ mà bù hoàn toàn độ trễ DC(λ) Δλ Lê Bật Thắng – D04VT2 71 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương III Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM tạo modul bù có tán sắc tích luỹ DC(λ) Giữa kênh k-1 kênh k, XS dẫn đến độ trễ t s (k )  t D   ( DT ( k )  DC ( k ) (3.17) Khoảng cách tương đối mà gương tương ứng mô tả l k  c.t s (k ) /( n) với c vận tốc ánh sáng, n chiết suất sợi quang Để đạt hiệu tối đa, tD cần điều khiển XS thêm vào lặp, dọc theo kết nối hình 3.18 Cần ý phụ thuộc vào bước sóng công thức (3.17), sườn tán sắc, giải thích sơ đồ tán sắc lý tưởng, đơn giản lại thay XS để hạn chế ảnh hưởng XPM số lượng kênh lớn Hình 3.18 cho thấy thiết kế với thiết bị thí nghiệm cho 10 kênh, độ trễ tD đặt ước lượng khoảng 80ps đạt dải ước lượng [-20ps, +20 ps] Sự xê dịch dải thích hợp với yêu cầu lý thuyết, trình triệt tiêu XPM diễn mạnh mẽ Việc đặt cách tử IFBG mang tính tương đối phụ thuộc vào kênh sườn tán sắc sợi quang.Qua ví dụ gồm XS có độ dài cm, băng tần dB trung bình lọc IFBG 0,4 nm với toàn 10 kênh, dẫn đến băng tần 0,26 nm tương đương bốn đơn vị xếp mô tả thí nghiệm Các XS đo truyền dẫn 10x10 Gb/s qua năm chặng, chặng 100km biểu diễn hình 3.17b Bộ phát bao gồm 10 laser DFB có bước sóng nằm hệ thống ITU 100 GHz từ 1552 đến 1559 nm Các kênh chẵn lẻ qua hai bọ điều chế cường độ điều khiển tạo chuỗi PRBS 31-1 223-1, kết hợp với phân cực song song, trường hợp xấu cho XPM, khuếch đạt công suât 5dBm/kênh Kết nối gồm năm chặng, chặng 100 km sợi NZDSF có tán sắc trung bình 2,8 ps/nm/km bước sóng 1550 nm, sườn tán sắc 0,065 ps/nm/km diện tích hiệu dụng 53 μm2 Suy hao chặng chỉnh đến giá trị thực tế 25 dB suy hao, bù suy hao khuếch đại hai tầng kết hợp XS sợi DCF, có tán sắc tích luỹ 309 ps/nm Các kênh trung tâm DCF bù xác cho lượng tán sắc chặng phía trước thu lại sợi DCF Sau lan truyền, tín hiệu đưa đến tiền khuếch đại quang, hai lọc 0,4 nm thu điện 10 Gb/s Lê Bật Thắng – D04VT2 72 HVCNBCV Chương III Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM Suy giảm độ nhạy [dB] Đồ án tốt nghiệp Hình 3.19 Suy giảm độ nhạy cho kênh Trong hình 3.19 biểu diễn suy giảm độ nhạy BER=10-10 cho kênh thứ Sự suy giảm tăng nhanh theo khoảng cách XS, dẫn đến BER sàn 10-7 sau năm chặng Ngược lại, XS thêm vào cách tuần hoàn suy giảm 1,2 dB có nhiễu khuếch đại hiệu ứng lan truyền còn, nhìn thấy trực quan qua hình 3.19 Đối với kênh lại kết luận tương tự Tác dụng XS kênh biên nhạy kênh chịu ảnh hưởng XPM Hình 3.20 So sánh suy giảm có XS Thay đổi tán sắc dư kết nối cho thấy lợi ích lớn từ XS tán sắc dư tham số để đánh giá ảnh hưởng XPM Để làm điều đó, phần thích hợp sợi DCF sợi G.652 chèn thêm vào trước thu Suy giảm cho kênh sau năm chặng biểu diễn hình 3.20 hàm tán sắc dư có XS Lê Bật Thắng – D04VT2 73 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương III Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM Theo mong đợi từ lý thuyết, tán sắc dư gần không XS gần tác dụng đến chất lượng tỉ lệ lỗi sàn không giống Thực cấu hình này, XPM không biến đổi thành nhiễu cường độ có hại Tuy nhiên, theo sườn tán sắc sợi quang, cấu hình dung sai XPM có với hệ thống WDM có số lượng kênh nhỏ suy giảm dB Ngược lại, tán sắc dư tăng lên đến 366 ps/nm (không có DCF thu) cao XS có truyền dẫn không lỗi, truyền chế độ tán sắc dị thường có XS cải thiện đáng kể suy giảm hệ thống, đến dB Cuối cùng, dải tán sắc dư suy giảm dB, sau tách nhiễu lớn gấp ba lần so với XS Điều có nghĩa có dung sai lớn nhiều cho sợi NZDSF bù không đầy đủ Thí nghiệm [3] cho thấy biện pháp hiệu để hạn chế ảnh hưởng XPM, không làm tăng chất lượng khoảng cách truyền dẫn hệ thống WDM điển hình mà cải thiện lớn dung sai hệ thống tán sắc dư, mở đường cho khả lớn 3.2.2 Các sơ đồ bù tán sắc thích hợp Nhiều thí nghiệm trích dẫn cho thấy bù tán sắc biện pháp hiệu để khắc phục hạn chế mà XPM gây Trong tài liệu [9] trình bày xuyên kênh XPM hệ thống sợi quang giảm cách bù tán sắc Ngoài ra, điểm đặt bù tán sắc quan trọng Lượng bù tán sắc nhỏ yêu cầu bù đặt trước thu Tại điểm này, bù bù xuyên kênh XPM tạo toàn chặng Lượng bù tán sắc tối ưu để giảm xuyên kênh XPM khoảng 50% tán sắc hệ thống Mặc dù sơ đồ bù tổng hợp yêu cầu lượng bù tán sắc nhỏ không đạt chất lượng hệ thống tốt Hình 3.21 Xuyên kênh thay đổi theo bù tán sắc Lê Bật Thắng – D04VT2 74 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương III Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM Hình 3.21 biểu diễn mức xuyên kênh công suất chuẩn hoá theo tỉ lệ bù tán sắc hệ thống 10 Gb/s sáu chặng, chặng 100 km NZDSF Tán sắc sợi quang truyền dẫn 2,9 ps/nm/km công suất quang vào chặng 8,5 dBm Các hiệu ứng phi tuyến sợi quang dùng để bù tán sắc bỏ qua để đơn giản hoá Các sơ đồ bù tán sắc khác so sánh hình Đường (1) bù tán sắc chặng, xuyên kênh XPM tạo chặng bù xác nên bù 100% giảm xuyên kênh XPM hiệu Đường (2) đặt bù tán sắc sau hai chặng, giá trị bù tán sắc tối ưu hoá cho chặng chặng thứ hai tối ưu cho hai chặng Mức xuyên kênh XPM dư cao trường hợp trước Tương tự thế, đường (3) hình 3.21 đặt bù tán sắc sau ba chặng đường (4) đặt bù tổng hợp trước thu Rõ ràng giảm số lượng bù tán sắc, mức độ xuyên kênh XPM dư cao giá trị bù tán sắc tối ưu gần đến 50% giá trị tán sắc hệ thống Chính điều này, hệ thống có suy yếu nghiêm trọng xuyên kênh cần phải bù tán sắc chặng Tuy nhiên, điều làm tăng số lượng bù tán sắc đồng nghĩa với việc tăng chi phí Trong tài liệu [8], bù tán sắc thiếu (undercompensation) chứng minh có ảnh hưởng đáng kể đến méo XPM XPM phát sinh phân bố dọc chiều dài sợi SSMF dẫn đến méo cường độ thu, trường hợp bù tán sắc hoàn toàn Bù thiếu có hiệu cao việc giảm méo cường độ XPM thu Hình 3.22 biểu diễn tích lũy méo cường độ XPM tính toán cho hệ thống [8] Hình 3.22 Hệ số mx tích luỹ sau chặng Một cấu hình bơm – dò dùng để đặc trưng hóa méo XPM, với kênh bơm điều chế cường độ, làm méo kênh dò CW, khoảng cách kênh 0,4 nm Các xung bơm có độ rộng 400 ps thời gian lên – xuống 10-90% 56 ps Hệ số đặc trưng cho XPM m x Có thể thấy hình 3.22 mx tích lũy theo thời gian Lê Bật Thắng – D04VT2 75 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương III Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM chặng, tán sắc sợi quang SSMF biến đổi PM-IM Bộ bù phía sau giảm tán sắc âm đảo ngược biến đổi PM-IM Tuy nhiên tồn điều chế cường độ dư Giá trị mx đạt cực tiểu số khoảng cách trước điểm cuối chặng thế, lượng điều chế cường độ thu tối thiểu hóa nhờ bù thiếu chặng cuối Dùng mô [13] có kết bù thiếu giảm mx từ 0,41 xuống 0,16 sau 10 chặng Hình 3.23 Hệ số mx tăng theo khoảng cách Thí nghiệm tiến hành với cấu hình bơm-dò dùng vòng quang khép kín tuần hoàn, công suất kênh 13 dBm điều chế với dạng xung Hình 3.23 cho thấy m x tăng theo khoảng cách truyền dẫn trường hợp tán sắc dương âm có D  340 ps/nm thu Có thể thấy tán sắc dương làm giảm mx cách hiệu Công suất chuẩn hóa Dạng sóng dò tương ứng cho hình 3.24 sau sáu chặng Hình 3.24 Dạng sóng sau chặng Lê Bật Thắng – D04VT2 76 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương III Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM 3.3 Kết luận Chương phần nội dung đề tài Trong chương giới thiệu nhiều nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm tiến hành giới để trình bày ảnh hưởng XPM đến chất lượng hệ thống WDM Những hiệu ứng XPM gây méo dạng xung, biến đổi PM-IM, nhiễu, jitter định thời… hạn chế giới hạn truyền dẫn hệ thống truyền dẫn WDM làm giảm hệ số phẩm chất Q, gây méo tín hiệu Sau tìm hiểu ảnh hưởng XPM đến chất lượng hệ thống WDM, chương đưa số biện pháp khắc phục hạn chế cách dùng triệt XPM sử dụng sơ đồ tán sắc thích hợp Do XPM phụ thuộc vào nhiều tham số công suất quang tín hiệu, tán sắc sợi quang, tốc độ bit, khoảng cách kênh… nên chắn nhiều biện pháp cải thiện chất lượng hệ thống nghiên cứu áp dụng tương lai Lê Bật Thắng – D04VT2 77 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM Kết luận Các hệ thống truyền dẫn WDM phát triển rộng khắp, giải pháp tối ưu cho mạng truyền tải tốc độ cao đa dạng loại hình dịch vụ Nghiên cứu tìm hiểu hạn chế hệ thống WDM vấn đề cần thiết nhà thiết kế mạng viễn thông nhằm tối ưu hoá chất lượng mạng truyền dẫn Đồ án em nghiên cứu ảnh hưởng XPM – hiệu ứng có ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng hệ thống truyền dẫn WDM Chương đồ án giới thiệu hệ thống truyền dẫn WDM, ưu điểm thành phần tham số hệ thống Đồng thời, chương đồ án trình bày XPM tượng XPM gây sóng quang lan truyền sợi Từ kiến thức đó, với việc tham khảo nhiều nghiên cứu giới qua báo Internet, chương đồ án trình bày số ảnh hưởng quan trọng XPM đến chất lượng hệ thống truyền dẫn WDM số biện pháp khắc phục khả thi Với thời gian nghiên cứu tìm hiểu hạn chế, có nhiều vấn đề liên quan mà em chưa đưa vào đồ án Trong thời gian tới có nhiều thời gian em tiếp tục tìm hiểu sâu vấn đề tìm hiểu thêm vấn đề thiết kế mạng viễn thông đặc biệt mạng đường trục Việt Nam Một lần em xin cảm ơn cô giáo hướng dẫn – Ths Nguyễn Thị Thu Nga thầy cô môn Thông Tin Quang, Khoa viễn thông I hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành đồ án Lê Bật Thắng – D04VT2 78 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Ảnh hưởng XPM lên chất lượng hệ thống WDM Tài liệu tham khảo [1] AGRAWAL, G.P,”Nonlinear Fiber Optics”, second Edition, chapter 7, page 238-315, Academic Press, New York,1995 [2] CISCO SYSTEM, “Introduction to DWDM Technology”, 06/2004 [3] GIOVANNI BELLOTTI, SEBASTIEN BIGO, STEPHANE GAUCHARD, PIERRE-YVES CORTES, SIOHIE LA ROCHELLE, “10x10 Gb/s cross-phase modulation suppressor using WDM narrowband fiber Bragg gratings”, OFC post-deadline paper PD32, 2000 [4] H.J.THIELE, R.I.KILLEY, P.BAYVEL, “Influence of fiber dispersion on XPM pulse distortion in WDM systems”, ECOC98, 09/1998, Madrid, Spain [5] H.J.THIELE, R.I.KILLEY, P.BAYVEL, “Transmission Limitations in Optical WDM Networks due to Cross-Phase Modulation”, Optical Networks Group, Dept of Electronics and Electrical Engineering, Torrington Palace, University College London, UK [6] H.J.THIELE, R.I.KILLEY, P.BAYVEL, “Investigation of XPM Distortion in Transmission Installed Fiber”, IEEE Photonics Technology Letters, vol.12, No.6, 06/2000 [7] RAGAVENDA ANANTHA PADMANABHAN, “Analytical Modeling to Evaluate the Effect of Cross-Phase Modulation on WDM Networks”, B.E (Electronics and Communication Engineering), 2004, Madras University, India [8] ROBERT KILLEY, HANS-JORRG THIELE, VITALY MIKHAILOV, POLINA BAYVEL, ”Optimization of the Dispersion Map of Compensated Standard-Fiber WDM Systems to Minimize Distortion due to Fiber Nonlinearity”, Optical Networks Group, Dept of Electronics and Electrical Engineering, Torrington Palace, University College London, UK [9] RONGQIG HUI, KENNETH R DEMAREST, CHRISTOPHER T ALLEN, senior Members, IEEE, “XPM in Multispan WDM Optical Fiber Systems”, Journal of Lighwave Technology, Vol.17, No.6, 06/1999 [10] RUBEN S LUIS, ADOLFO V.T CARTAXO, “Influence of Dispersion Slope on XPM-induce Degradation in Dispersion Compensated WDM Systems”, 8/7/2004, Banff, Canada [11] STEPHAN PACHNICKE and EDGAR VOGES, “Analytical assessment of the Q-factor due to Cross Phase Modulation(XPM)”, University of Dortmund, 44227 Dortmund, Germany [12] V MIKHAILOV, R.I.KILLEY, J.PRAT, P.BAYVEL, “Limitation to WDM Transmission Distance due to XPM Induced Spectral Broadening in Dispersion Compensated Standard Fiber System”, IEEE photonics technology letters, vol.11, no.8, 8/1999 [13] Z.LI and K.QIU, “Intensity Filter Caused by Cross Phase Modulation in Dispersion-Managed WDM System”, Proceedings Symposium IEEE/LEOS Benelux Chapter, 2003, Enschede [14] TS VŨ VĂN SAN, TS HOÀNG VĂN VÕ, “Kỹ thuật thông tin quang”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1997 [15] http://www.sei.co.jp/news_e/press/02/02_04.html Lê Bật Thắng – D04VT2 79 HVCNBCV [...]... và ảnh hưởng đến tỉ lệ lỗi trong các hệ thống số, đồng thời có thể gây ra méo hài nghiêm trọng trong các hệ thống tương tự như các mạng CATV Dưới điều kiện chiếm ưu thế trong các mạng quang, PMD tích luỹ thống kê theo hàm căn bậc hai của khoảng cách chứ không phải là tuyến tính theo độ dài cuả sợi quang Vì vậy mặc dù PMD tổng Lê Bật Thắng – D04VT2 14 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương I Giới thiệu hệ thống. .. nhạy với sự tăng số lượng và độ dài của span, với sự tăng tốc độ bit Việc giảm khoảng cách kênh và tăng số lượng kênh không ảnh hưởng nghiêm Lê Bật Thắng – D04VT2 17 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương I Giới thiệu hệ thống truyền dẫn WDM trọng đến tán sắc sắc thể Các hiệu ứng của tán sắc sắc thể giảm khi giảm giá trị tán sắc sắc thể tuyệt đối của sợi quang và khi bù tán sắc Đối với các hệ thống WDM sử dụng... hiệu Trong các hệ thống WDM, sự nới rộng phổ do SPM gây ra trong một kênh tín hiệu có thể giao thoa với các tín hiệu liền kề SPM tăng lên khi công suất kênh đưa vào tăng lên trong một sợi quang cố định với diện tích hiệu dụng cố định, khi tốc độ bit của kênh tăng lên và trong trường hợp tán sắc sắc thể mang dấu âm (-) SPM không bị ảnh hưởng nghiêm trọng khi giảm khoảng cách kênh và tăng số lượng kênh,... khác nhau, đáp ứng nhiều loại hình dịch vụ đa dạng Tuy nhiên trong hệ thống còn có những yếu tố gây suy giảm chất lượng hệ thống không thể tránh khỏi Trong khuôn khổ có hạn, đề tài này đưa ra những hạn chế đối với hệ thống WDM do hiệu ứng điều chế pha chéo XPM gây ra Những nét cơ bản về XPM sẽ được đề cập trong chương 2 dưới đây Lê Bật Thắng – D04VT2 24 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương II Điều chế pha... hiện tượng phi tuyến như đã được đề cập trong chương 1 XPM là một trong những hiệu ứng phi tuyến có ảnh hưởng khá lớn đến chất lượng truyền dẫn của hệ thống, đặc biệt là trong hệ thống truyền dẫn WDM do tính chất đa kênh XPM được định nghĩa là một hiệu ứng phi tuyến trong đó cường độ của một chùm sáng ảnh hưởng đến pha của một chùm sáng khác Cụ thể, XPM là sự thay đổi pha quang của một chùm sáng gây ra... giảm chất lượng hệ thống khi kết nối có tán sắc sắc thể hoặc Lê Bật Thắng – D04VT2 19 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương I Giới thiệu hệ thống truyền dẫn WDM hiện tượng chirp tại nguồn phát Mức độ suy giảm này có thể cùng bậc với tán sắc sắc thể và tỉ lệ với độ dài kết nối, không giống như PMD bậc một Do đó cần xem xét cụ thể với những kết nối đường dài Tuy nhiên, trái với tán sắc sắc thể, PMD bậc hai ảnh. .. sự giảm Lê Bật Thắng – D04VT2 22 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương I Giới thiệu hệ thống truyền dẫn WDM khoảng cách kênh, sự tăng số lượng kênh mặc dù đạt được giá trị bão hoà Hiệu ứng này đặc biệt nghiêm trọng trong hệ thống sử dụng sợi quang dịch tán sắc G.653 Với sợi dịch tán sắc non-zero G.655 thì hiệu ứng này ít nghiêm trọng hơn, đặc biệt khi sợi có diện tích hiệu dụng rộng FWM không bị ảnh hưởng. .. phát triển để khử SBS trong các hệ thống thực tế Kỹ thuật thông dụng nhất là rung nhanh (~50 kHz) sóng mang qua một dải tần khoảng 1GHz, lớn hơn rất nhiều so với băng tần SBS 30 đến 60 MHz Lê Bật Thắng – D04VT2 21 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương I Giới thiệu hệ thống truyền dẫn WDM b Tán xạ Raman kích thích SRS Hệ số tán xạ Raman, khoảng 10-12 cm/W nhỏ hơn rất nhiều so với hệ số tán xạ ngược Brillouin... đổi quang - điện - quang(OEO) Ngoài việc Lê Bật Thắng – D04VT2 8 HVCNBCV Đồ án tốt nghiệp Chương I Giới thiệu hệ thống truyền dẫn WDM sử dụng trong các kết nối quang, các bộ khuếch đại còn được dùng để khuếch đại công suất tín hiệu sau khi ghép kênh hoặc trước khi tách kênh vì cả hai trường hợp này đều gây ra suy hao trong hệ thống Ngày nay trong tất cả các hệ thống WDM đều sử dụng bộ khuếch đại EDFA... chất phá vỡ nhiều nhất trong các hệ thống WDM Khi cường độ tín hiệu laser đạt đến giá trị tới hạn, các tín hiệu bóng xuất hiện và một số có thể rơi vào các kênh có thực Số lượng kênh bóng được tính theo công thức N2(N-1)/2 với N là số kênh tín hiệu Theo cách tính này thì trong một hệ thống 4 kênh sẽ xuất hiện 24 kênh bóng, hệ thống 8 kênh xuất hiện 224 kênh bóng, hệ thống 16 kênh xuất hiện 1920 kênh