Nghiên cứu các loại sợi quang đơn mode tán sắc dịch chuyển trong hệ thống thông tin quang

LỜI CẢM ƠN “Lời em xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô Trƣờng Đại Học Hàng Hải, ngƣời tận tình giảng dạy hƣớng dẫn em làm đồ án tốt nghiệp, nề n tảng hành trang vô quý giá để em bƣớc vào nghiệp tƣơng lai Em xin chân thành cám ơn cô Ths Nguyễn Thanh Vân tận tình bảo hƣớng dẫn góp ý nội dung, hình thức làm đồ án tốt nghiệp cho em từ ngày đầu thực Trong trình làm đề tài dựa vào lí thuyết đƣợc học mà chƣa có kinh nghiệm thực tế với thời gian hạn hẹp nên chắn khơng tránh khỏi sai sót.Em mong nhận đƣợc góp ý, nhận xét từ phía thầy, để làm em đƣợc hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn!”[2] Hải Phòng, ngày 20 tháng năm 2016 Sinh viên thực Nguyễn Thị Lan Hương i LỜI CAM ĐOAN Em xin cam kết nội dung đồ án tốt nghiệp “ Nghiên cứu loại sợi quang đơn mode tán sắc dịch chuyển hệ thống thông tin quang” em thành tìm hiểu, chắt lọc mình, khơng chép cơng trình đồ án trƣớc Nếu sai với lời cam đoan em xin hồn tồn trách nhiệm hình thức kỷ luật Khoa nhƣ nhà trƣờng ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii MỘT SỐ TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vi LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 1.1Định nghĩa hệ thống thông tin quang 1.1.1 Sự phát triển hệ thống thông tin quang 1.1.2 Ƣu điểm nhƣợc điểm hệ thống thông tin quang 1.1.3 Ứng dụng 1.2.1 Cấu trúc 1.2.2 Hệ thống thông tin quang IM-DD 1.2.3 Hệ thống thông tin quang Coherent 1.3 Các tham số hệ thống thông tin quang 1.3.1 Tham số điện quang 1.3.2 Tham số quang 1.4 Phân loại phần tử quang điện thông tin quang 10 1.4.1 Phân loại 10 1.4.2 Nguồn quang 11 1.4.2 Các phần tử tách sóng quang 12 CHƢƠNG II : SỢI QUANG VÀ CÁP QUANG 15 2.1 Sợi quang 15 2.1.1Sợi dẫn quang 15 2.1.2 Phân loại 15 2.1.3 Truyền ánh sáng sợi quang 16 2.1.4 Các nguyên tắc truyền lan ánh sáng sợi quang loại sợi quang điển hình 18 2.1.5 Các đặc tính truyền dẫn sợi quang 20 iii 2.1.5.2 Tán sắc 23 2.1.5.3 Các hiệu ứng phi tuyến 25 2.2 Cáp quang 26 2.2.1 Cấu trúc cáp quang 26 2.2.2 Phân loại 27 2.2.3 Một số loại cáp quang điển hình 28 CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU VỀ CÁC LOẠI SỢI QUANG ĐƠN MODE TÁN SẮC DỊCH CHUYỂN TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 30 3.1 Giới thiệu số sợi quang 30 3.1.1 Nguyên tắc tạo sợi quang 30 3.1.2 Một số sợi quang đơn mode thông tin quang 33 3.2 Các sợi dẫn quang đơn mode tán sắc dịch chuyển thông tin quang 34 3.2.1 Sợi quang đơn mode tán sắc dịch chuyển DSF 34 3.2.2 Sợi quang đơn mode tán sắc dịch chuyển không không NZDSF(G.655) 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 Kết luận 40 iv MỘT SỐ TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN SQ Sợi quang KĐ Khuếch đại SM Single mode -Sơi quang đơn mode MM Multiple - Sợi quang đa mode SI Step index - Chiết suất nhảy bậc GI Graded Index - Chiết suất biến đổi GVD Group velocity dispersion – Tán xạ vận tốc nhóm v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hình Tên hình Trang Hình 1.1 cấu trúc hệ thống thơng tin quang Hình 1.2 Sơ đồ khối hệ thống thơng tin quang IM/DD Hình 1.3 Sơ đồ khối hệ thống thơng tin quang Coherent Hình 1.4 Cấu trúc APD 15 Hình 2.1 Cấu tạo sợi quang 17 Hình 2.2 Sự phản xạ khúc xạ ánh sáng 19 Hình 2.3 Ánh sáng truyền sợi MM – SI 20 Hình 2.4 Ánh sáng truyền sợi MM - GI 21 Hình 2.5 Ánh sáng truyền sợi đơn mode 21 Hình 2.6 Sự suy hao hấp thụ ion OH ( với nồng độ 10-6) 24 Hình 2.7 Suy hao tán xạ 25 Hình 2.8 Sự dãn rộng xung ánh sáng 26 Hình 2.9 Tán sắc mode thay đổi theo chiết suất 27 Hình 2.10 Mặt cắt cáp quang 29 Hình 2.11 Cáp băng dẹt 31 Hình 2.12 Cáp kéo ống 31 Hình 2.13 Cáp treo 32 Hình 2.14 Cáp đặt nhà 31 Hình 3.1 Các mặt cắt số chiết suất 34 Hình 3.2 Minh họa mặt cắt số chiết suất 35 Hình 3.3 Tán sắc tổng số sợi quang đơn mode 40 vi LỜI NĨI ĐẦU Hệ thống thơng tin quang hệ thống thông tin đƣợc ứng dụng nhiều lĩnh vực thông tin nay, đặc biệt ngành điện tử viễn thông So với hệ thống thông tin khác hệ thống thơng tin quang với nhiều ƣu điểm nhƣ : suy hao thấp, dải thông rộng, khơng chịu can nhiễu sóng điện từ hay yếu khác mơi trƣờng bên ngồi Hệ thống thơng tin quang có ƣu điểm vƣợt trội nhƣ sợi quang mơi trƣờng truyền dẫn hệ thống Vì vậy, đề tài tốt nghiệp mình, em sâu tìm hiểu : “Nghiên cứu loại sợi quang đơn mode tán sắc dịch chuyển hệ thống thông tin quang.” Đồ án tốt nghiệp em gồm nội dung nhƣ sau :  CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG  CHƢƠNG II: SỢI QUANG VÀ CÁP QUANG  CHƢƠNG III: NGHIÊN CỨU VỀ CÁC LOẠI SỢI QUANG ĐƠN MODE TÁN SẮC DỊCH CHUYỂN TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG CHƢƠNG I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 1.1 Định nghĩa hệ thống thông tin quang Hệ thống thông tin quang hệ thống truyền sóng ánh sáng sử dụng sợi quang để truyền thông tin Thông tin đƣợc truyền nhờ sóng điện từ với dải tần số khác Trong hệ thống thông tin quang thơng tin cần truyền đƣợc truyền tần số sóng mang cao vùng nhìn thấy vùng hồng ngoại gần phổ sóng điện từ Các hệ thống đƣợc truyền nhanh đƣợc ứng dụng rộng rãi mạng truyền dẫn 1.1.1 Sự phát triển hệ thống thông tin quang Trong lịch sử, ngƣời biết sử dụng ánh sáng làm thông tin lien lạc nhƣ sử dụng lửa hay pháo sáng để báo hiệu quân đội Năm 1790, kỹ sƣ ngƣời Pháp sử dụng chuỗi tháo đƣợc lắp đèn báo hiệu hệ thống điện báo quang Năm 1854, nhà vật lý ngƣời Anh thí nghiệm đƣa đƣợc mơi trƣờng điện mơi suốt ánh sáng qua đƣợc Tiếp theo, ngƣời Mỹ phát minh hệ thống thông tin ánh sáng – hệ thống photophone Hệ thống mang tiếng nói đi, nhƣng chất lƣợng đƣờng truyền nguồn nhiễu lớn Năm 1934, hệ thống thông tin quang đƣợc sáng chế kỹ sƣ ngƣời Mỹ Thanh thủy tinh đƣợc dùng để truyễn dẫn thông tin Năm 1950, phát triển lên sợi quang hai lớp mà ánh sáng truyền bên Sợi tiếp tục đƣợc phát triển thành Fibrescope uốn cong ( thiết bị có khả uốn cong hình ảnh từ đầu đến cuối sợi) Cùng với phát triển mạnh mẽ kỹ thuật bán dẫn bên cạnh transistor vi mạch photodiode có độ nhạy cao dùng máy thu quang đƣợc chế tạo Năm 1958, ngƣời ta lại phát minh laze Năm 1960, Laze đƣợc đƣa vào hoạt động thành công tạo nguồn phát quang có cƣờng độ lớn phổ đơn sắc Dung lƣợng hệ thống đƣợc tăng lên cao, Năm 1966 sợi dẫn quang đƣợc chế tạo nhiên có suy hao lớn 1000dB/km Năm 1970, Kapron, Keck Maurer chế tạo thành công sợi thủy tinh có suy hao 20dB/km Từ thành cơng nhà nghiên cứu khắp giới bắt đầu nghiên cứu, phát triển cố gắng không ngừng, sợi quang có suy hao nhỏ lần lƣợt đời Những năm 1980, hệ thống thông tin quang đƣợc sử dụng rộng rãi với vùng bƣớc sóng làm việc 1300nm với độ tổn hao 0,18dB/km Hiện nay, suy hao sợi quang giảm nhiều đạt 0,154dB/km với bƣớc sóng λ = 1550 nm cho thấy bƣớc phát triển mạnh mẽ công nghệ sợi quang năm qua Ở Việt Nam, đƣờng thông tin đƣợc sử dụng nhƣ tuyến cáp quang đƣờng dây 500 KV Bắc – Nam đáp ứng nhƣ cầu thông tin tốc độ dung lƣợng 1.1.2 Ƣu điểm nhƣợc điểm hệ thống thông tin quang Ƣu điểm:  Suy hao truyền dẫn nhỏ : Trong sợi quang suy hao trình truyền dẫn tƣơng đối nhỏ nên cho phép khoảng cách lan truyền xa  Có băng thơng rộng nên truyền khối lƣợng thơng tin lớn đến hàng trăm GHz.km, với cự ly xa 100 km khơng cần trạm lặp, đáp ứng đƣợc đòi hỏi thơng tin tƣơng lai  Khơng bị ảnh hƣởng nhiễu điện tử : Tín hiệu truyền sợi quang không bị tác động môi trƣờng bên ngồi nhƣ máy móc cơng nghiệp hay khơng bị xuyên âm đƣờng truyền…  Sợi quang làm thủy tinh, chất điện mơi nên có độ đàn hồi cao, bền vững với mơi trƣờng, dùng vùng phóng xạ, khu cơng nghiệp hóa chất…  Có tính bảo mật tín hiệu thơng tin cao sợi quang không xạ lƣợng điện từ  Tin cậy linh hoạt : Các hệ thống thông tin quang khả dụng cho hầu hết dạng thông tin số liệu, thoại video  Sợi quang đƣợc chế tạo từ vật liệu sẵn có, kích thƣớc nhỏ gọn, rẻ nên giá thành sản xuất thấp lắp đặt thuận tiện, vận chuyển dễ dàng Nhƣợc điểm:  Hàn, nối sợi khó cáp kim loại  Do sợi có kích thƣớc nhỏ nên hiệu suất nguồn quang thấp  Vì đặc tính xạ khơng tuyến tính laze diode nên hạn chế analog  Không thể truyền mã lƣỡng cực 1.1.3 Ứng dụng Nhờ ƣu điểm vƣợt trội mà sợi quang đƣợc ứng dụng mạng lƣới điện thoại, số liệu, máy tính, truyền hình, phát nhanh đƣợc sử dụng ISDN( mạng kết hợp kỹ thuật chuyển mạch gói), điện lực ứng dụng y tế quân nhƣ thiết bị đo 1.2 Các thành phần hệ thống thơng tin quang 1.2.1 Cấu trúc Hình 1.1 Cấu trúc hệ thống thơng tin quang Gồm ba thành phần biến đổi điện - quang, cáp quang biến đổi quang- điện  Cáp thả biển  Cáp lắp đặt nhà ”[6] 2.2.3 Một số loại cáp quang điển hình a Cáp băng dẹt Cáp băng dẹt có cấu trúc nhƣ hình : Hình 2.11 Cáp băng dẹt “ Các sợi quang đƣợc ghép lên băng làm chất dẻo, sau xếp băng chồng lên vào khe lƣợc hay lõi vỏ cáp Vỏ cáp chất gia cƣờng đƣợc làm từ kim loại, nhựa từ sợi tổng hợp b Cáp kéo ống “ Sợi quang đƣợc đặt vào long ống có chứa chất độn mềm.Vỏ bọc cáp vật liệu có độ bền cao nhƣ kim loại chất dẻo Đƣờng kính cáp phụ thuộc vào sộ lƣợng sợi quang cáp ”[6] Hình 2.12 Cáp kéo ống 28 c Cáp treo “ Cáp treo loại cáp có độ bền học cao chịu đƣợc sức ảnh hƣởng gió bão.Vỏ bọc cáp phải chịu đƣợc tác động mơi trƣờng Cáp treo dùng đƣợc mạng th bao vùng nơng thơn hay vùng có nhiều ao hồ, đầm lầy, ”[6] Hình 2.13 Cáp treo d Cáp đặt nhà “ Với loại cáp đặt nhà số lƣợng sợi quang ít, sợi quang thƣờng đƣợc bọc chặt Đối với loại cáp có nhiều ƣu điểm nhƣ có kích thƣớc nhỏ,gọn, mềm dẻo, uốn cong dễ dàng thao tác nhƣ hàn nối Không mà loại cáp có đặc tính chống gặm nhấm tốt Do cáp lắp đặt nhà nên yêu cầu phải đảm bảo an tồn có cố xảy ”[6] Hình 2.14 Cáp đặt nhà 29 CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU VỀ CÁC LOẠI SỢI QUANG ĐƠN MODE TÁN SẮC DỊCH CHUYỂN TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 3.1 Giới thiệu số sợi quang Khi phân tích sợi quang, ta thấy sợi đơn mode có suy hao nhỏ có băng tần lớn Điều khẳng định vai trò lực mang viễn thông tƣơng lai Tuy nhiên để nâng cao khả sử dụng sợi đơn mode thông thƣờng, ngƣời ta tiếp tục thay đổi số tham số tỏng cấu trúc loại sợi Nhờ việc ƣu hóa thiết kế sợi đơn mode, cơng nghệ sợi quang cho đời loại sợi có suy hao nhỏ, chất lƣợng truyền dẫn tốt hơn, tích băng tần cự ly lớn cho tuổi thọ cao đáp ứng đƣợc hệ thống thông tin quang tiến tiến 3.1.1 Nguyên tắc tạo sợi quang Tán sắc sợi dẫn quang đơn mode đặc tính cá biệt hạn chế tốc độ bit cự ly truyền dẫn Các đƣờng cong mô tả tán sắc suy hao sợi quang đơn mode cho ta thấy suy hao sợi đạt giá trị nhỏ vùng bƣớc sóng 1550nm nhƣng tán sắc có giá trị thấp lại vùng bƣớc sóng 1300nm Nếu hai yếu tố suy hao tán sắc đạt giá trị tối ƣu có đƣợc tuyến thơng tin cự ly truyền dẫn xa tốc độ bít lớn Tại vùng bƣớc sóng 1550nm giá trị suy hao nhỏ cửa sổ có giá trị tán sắc lớn Nhƣ để đạt đƣợc suy hao tán sắc nhỏ, điều chỉnh tham số sợi nhằm dịch chuyển tán sắc vật liệu tán sắc dẫn sóng Tán sắc vật liệu sợi tiêu chuẩn làm từ SiO2 thƣờng có giá trị ps/km.nm bƣớc sóng 1270nm, nhƣng pha thêm số tạp chất nhƣ GeO2 P2O5 vào lõi sợi giá trị tán sắc vật liệu dịch bƣớc sóng lớn 1270nm, nhƣng lại làm tăng suy hao sợi Nhƣ khó thay đổi đƣợc tán sắc vật liệu Tuy nhiên, lại hồn tồn thay đổi tán sắc dẫn sóng cách sửa đổi mặt cắt số chiết suất phân bậc đơn giản lõi sợi thành mặt cắt số chiết suất phức tạp đƣợc giá trị tán sắc mong muốn 30 Hình 3.1 Mơ tả biến thiên số chiết suất ba loại sợi đơn mode chính, sợi tiêu chuẩn có tán sắc tối ƣu vùng có bƣớc sóng 1300 nm, sợi tán sắc dịch chuyển sợi tán sắc phẳng Hình 3.2 hình minh họa mặt nghiêng số kích thƣớc số sợi đơn mode Hình 3.1 Các mặt cắt số chiết suất a Sợi đơn mode thông thƣờng ( sợi tối ƣu 1300 nm) b Sợi tán sắc dịch chuyển ( tán sắc tối ƣu 1550 nm) c Sợi tán sắc phẳng ( tán sắc tối ƣu dải 1300 ÷ 1600 nm) 31 Hình 3.2 Minh họa mặt cắt số chiết suất a Sợi đơn mode vỏ tƣơng hợp b Sợi đơn mode tối ƣu 1300 nm vỏ chiết suất giảm c Sợi tán sắc dịch chuyển d Sợi tán sắc phẳng Tán sắc vật liệu phụ thuộc vào thành phần vật liệu, tán sắc dẫn sóng hàm số bán kính lõi, chênh lệch số chiết suất dạng mặt cắt số chiết suất Nhƣ tán sắc dẫn sóng thay đổi nhiều theo tham số thiết kế sợi Giả sử tán sắc vật liệu không đổi thực dịch chuyển tán sắc dẫn sóng để tối ƣu sợi bƣớc sóng dài hơn, co thể thu đƣợc tán sắc tổng khơng bƣớc sóng gần 1550 nm Sợi có đƣợc tán sắc gần khơng bƣớc sóng gần 1550 nm gọi sợi tán sắc dịch chuyển hay gọi sợi G.653 Cũng trải giá trị tán sắc tƣơng đối nhỏ dải bƣớc sóng rộng từ 1300 đến 1600 nm để thu đƣợc giá trị tán sắc nhỏ dải đó, sợi có giá trị tán sắc nhƣ đƣợc gọi sợi tán sắc phẳng Các sợi tán sắc phẳng có cấu trúc phức tạp sợi tán sắc dịch chuyển, q trình thiết kế loại sợi đòi hỏi phải xem xét giá trị tán sắc dải bƣớc sóng Loại sợi đƣợc sử dụng có hiệu kỹ thuật ghép bƣớc 32 sóng quang WDM cho phép loạt hệ thống làm việc với bƣớc sóng khác dải mà cho giá trị tán sắc tối ƣu Hình 3.4 Tán sắc tổng số sợi quang đơn mode Từ việc nghiên cứu loại sợi nhận thấy việc thiết kế loại sợi có tán sắc biến đổi nhƣ có lien quan đến sử dụng lớp vỏ kép kèm theo giá trị số chiết suất tƣơng ứng Dạng đơn giản sợi có số chiết suất phân bậc , bao gồm lõi hình trụ đƣợc bao quanh bơi lớp vỏ có chiết suất thấp lõi Cả lõi vỏ đƣợc chế tạo từ vật liệu thủy tinh silicat, khác số chiết suất đƣợc thực cách pha tạp cho lõi, vỏ, hai 3.1.2 Một số sợi quang đơn mode thông tin quang Sợi đơn mode thông thường SMF (G.652) Sợi đơn mode SMF-28 sợi quang đƣợc sử dụng rộng rãi hệ thống thông tin Sợi đơn mode SMF-28 sợi truyền dẫn mode ánh sáng Loại có đƣợc đƣờng kính lõi đƣợc giảm đến kích thƣớc mà cho phép truyền lan mode ánh sáng Lõi sợi đơn mode thƣờng có đƣờng kính 33 μm ÷ 10 μm Sợi đơn mode có nhiều ƣu điểm bật so với sợi đa mode nhƣ suy hao nhỏ tán sắc nhỏ khơng có tán sắc mode Sợi đơn mode SMF-28 có tán sắc gần khơng vùng bƣớc sóng 1300 nm Lúc đầu, sợi đƣợc chế tạo nhằm mục đích tối ƣu hóa sử dụng khai thác vùng bƣớc sóng Tuy nhiên, đƣợc sử dụng vùng 1550 nm với: Hệ số suy hao khoảng 0,2 dB/km Hệ số tán sắc khoảng 17 ps/nm.km Nhƣ vậy, dùng sợi SMF-28 áp dụng hệ thống WDM vùng bƣớc sóng 1550 nm gây suy hao lớn, không ghép đƣợc nhiểu kênh, ảnh hƣởng hiệu ứng phi tuyến Để khắc phục nhƣợc điểm ngƣời ta chế tạo sợi đơn mode tán sắc dịch chuyển gồm loại: Sợi đơn mode tán sắc dịch chuyển DSF( Dispersion- Shifted Fiber) Sợi đơn mode tán sắc dịch chuyển không không NZ-DSF ( Non-zero Dispersion- Shifted Fiber) 3.2 Các sợi dẫn quang đơn mode tán sắc dịch chuyển thông tin quang 3.2.1 Sợi quang đơn mode tán sắc dịch chuyển DSF a Sự hình thành sợi DSF Sau chế tạo sợi SMF-28(G.652) ngƣời ta thấy : Nếu truyền vùng bƣớc sóng 1310 nm tán sắc gần khơng, nhƣng lại có suy hao lớn khoảng 0,4 dB/km Còn truyền bƣớc sóng 1550 nm có suy hao nhỏ nhƣng lại có tán sắc lớn 17ps/nm.km Muốn truyền dẫn vùng bƣớc sóng 1550 nm vừa có suy hao nhỏ, đồng thời vừa có tán sắc gần không, ngƣời ta nghĩ cáp sợi DSF(G.653) cách pha thêm số tạp chất vào sợi Kết sợi DSF đời, sợi quang tận dụng đƣợc ƣu điểm hai vùng cửa sổ quang : - Hệ số suy hao vùng cửa sổ thứ có bƣớc sóng trung tâm 1310 nm - Hệ số tán sắc vùng cửa sổ thứ có bƣớc sóng trung tâm 1550 nm 34 - Suy hao sợi thực tế khoảng 0,2 dB/km đồng thời có tán sắc khơng truyền dẫn cửa sổ 1550 nm DSF sợi quang đơn mode dịch chuyển tán sắc có tính tốt bƣớc sóng 1550 nm Sợi đƣợc sử dụng tối ƣu cho bƣớc sóng nằm xung quanh vùng 1550 nm ( 1525 nm ÷ 1575 nm) Bằng cách thay đổi phân bố khúc xạ làm cho điểm sáng không dịch từ cửa sổ 1310 nm tới khu vực bƣớc sóng làm việc 1550 nm Sợi dùng cho vùng bƣớc sóng 1310 nm ( 1285 nm ÷ 1340 nm) b.Ứng dụng Đặc tính suy hao sợi DSF giống nhƣ sợi đơn mode không dịch chuyển tán sắc, nhƣng tối ƣu tán sắc bƣớc sóng 1550 nm Tại bƣớc sóng suy hao tán sắc sợi bé Sợi quang đơn mode DSF có suy hao nhỏ, giới hạn suy hao điển hình 0,17 dB/km – 0,25 dB/km tán sắc hiệu cho việc ứng dụng vào hệ thống thông tin quang hoạt đơng vùng bƣớc sóng 1550 nm hệ thống sử dụng khuếch đại quang sợi EDFA, hiệu hệ thống đơn kênh quang Tuy nhiên sợi cáp thích hợp truyền dẫn luồng quang bình thƣờng, ghép kênh quang tốc độ cao Khi có ghép kênh, ghép DWDM nhƣ nay, việc có tán sắc gần khơng cửa sổ 1550 nm làm cho hiệu ứng phi tuyến trộn bốn bƣớc sóng tăng lên mạnh( ghép nhiều kênh gần nhau) Vì hạn chế khả ghép kênh nhƣ nên sợi quang đƣợc sử dụng 3.2.2 Sợi quang đơn mode tán sắc dịch chuyển khơng khơng NZDSF(G.655) a Sự hình thành sợi quang NZ-DSF Ngày với phát triển ƣu ghép kênh theo tần số quang mật độ cao, kỹ thuật ghép kênh quang theo bƣớc sóng WDM đời thể khả truyền nhiều bƣớc sóng sợi quang, lúc cần phải trọng đáp ứng phi tuyến sợi quang Vì đáp ứng phi tuyền gây thêm loạt hiệu 35 ứng phi tuyến nhƣ hiệu ứng trộn bốn sóng FWM, tự điều chế pha SPM( Self Phase Modulation), điều chế chéo XPM ( Cross Phase Modulation) Trong hiệu ứng này, hiệu ứng FWM nghiêm trọng Do hiệu suất hiệu ứng FWM phụ thuộc vào tán sắc sợi quang sợi tán sắc dịch chuyển DSF khơng thích hợp với hệ thống WDM có dung lƣợng lớn cự ly xa Để giải vấn đề sợi NZ-DSF đời nhằm chống lại giới hạn FWM DSF để đảm bảo cho tất kênh có tốc độ khác sợi b.Đặc tính suy hao sợi quang NZ-DSF Đặc tính suy hao sợi quang tƣơng tự nhƣ sợi đơn mode thông thƣờng SMF, nhƣng điểm bật có tán sắc nhỏ nhƣng khác không với giá trị tiêu biểu ps/nm.km Dmin ps/nm.km vùng bƣớc sóng 1530 nm – 1565 nm nhƣng không đƣợc không vùng cửa sổ 1550 nm Do đó, đặc điểm bật so với sợi quang khác đƣợc tối ƣu hóa chống lại hiệu ứng phi tuyến( FWM), để truyền dẫn cho hệ thống DWDM Băng thông quy định theo khuyến nghị băng C ( 1530 nm – 1565 nm) nhƣng mở rộng sang băng L tốt, tức khuyến khích chế tạo mở rộng phổ truyền dẫn sang tới bƣớc sóng 1625 nm c.Phân loại Có hai loại sợi NZ-DSF là: Sợi +NZ-DSF có điểm tán sắc khơng nằm vùng bƣớc sóng nhỏ 1500nm Sợi –NZ-DSF có điểm tán sắc khơng nằm vùng có bƣớc sóng lớn 1600 nm d.Sự phát triển NZ-DSF với độ tán sắc thấp Đặc điểm loại sợi NZ-DSF, sợi A có giá trị phân tán tƣơng đối lớn bƣớc sóng 1550 nm, bƣớc sóng tán sắc khơng chuyển sang phía bên ngắn, sợi B mở rộng Aeff sợi C dốc phân tán nhỏ so với sợi khác 36 Nhìn vào sợi C, NZ-DSF có độ dốc phân tán thấp, đạt Aeff giảm 55 μm2 độ dốc tán sắc đƣợc giới hạn 0.045 ps/nm2/km Và kể từ bƣớc sóng khơng phân tán vùng Raman, nói sợi B C đặc biệt phù hợp cho lien kết truyền dẫn sử dụng khuếch đại Raman đƣợc phân phối Trong mục tiêu công việc giảm độ dốc tán sắc đến 0.020 ps/nm2/km, nửa giá trị so với sợi C bảng sau: Sợi Độ tán sắc Độ dốc tán (ps/nm/km) sắc(ps/nm2/km) (μm2) Aeff Sự suy giảm A 0.07 65