ĐIỆN tử VIỄN THÔNG nhom 7 chuyenmachquang TTQ khotailieu

THÔNG TIN QUANG Đề tài Chuyển mạch quang GVHD: ThS Vũ Ngọc Châm Nhóm 7: Dương Đức Mạnh (NT) Giang Hải Yến Lò Thị Thanh Lê Thị Hồng Nguyễn Bá Quân Chuyển mạch quang I Giới thiệu chung: - Xuất từ năm 70 kỷ trước - Nguyên tắc: Thực chuyển mạch thông tin liệu miền quang (tại lớp quang) mà khơng cần phải chuyển đổi thông tin liệu sang miền điện Gồm phần chính: Khối giao diện đầu vào Khối điều khiển chuyển mạch Khối chuyển mạch quang Khối giao diện I Giới thiệu chung: Acousto-optic switching (CMQ ứng dụng âm quang học) Liquid-crystal based optic switching (CMQ tinh thể) MEMS based optic switching (CMQ vi điện) II Acousto-optic switching Giới thiệu: Âm-quang học: Sự tương tác sóng âm sóng ánh sáng, đặc biệt là sự nhiễu xạ của tia laser ánh sáng bằng siêu âm thông qua một cách tử siêu âm II Acousto-optic switching Đặc điểm: Có thể lựa chọn nhiều bước sóng cùng lúc Là chuyển đổi có lọc điều chỉnh được Hoạt động điều kiện xuất cách tử Bragg II Acousto-optic switching Nguyên lý hoạt động: II Acousto-optic switching Dùng sóng âm để tạo cách tử Bragg ống dẫn sóng: Các hệ số chiết suất nTE nTM node TE TM thỏa mãn điều kiện Bragg: Với lamda thỏa mãn điều kiện cách tử Bragg sóng ánh sáng truyền từ TE mode sang TM mode II Acousto-optic switching Trong NiNbO3, mode TM TE có Điều kiện xảy cách tử Bragg là: II Acousto-optic switching Kết luận: Khó sản xuất đòi hỏi lọc AOTF có chiều dài lớn Nhiễu xuyên kênh lớn III Liquid-crystal based optic switching Giới thiệu: Phần tử chuyển mạch được cấu trúc tinh thể Lithum Niobat Oxit LiNbO3 hợp chất có khả thay đổi chiết suất có điện áp ngồi đặt vào làm đổi hướng truyền ánh sáng  Sự biến đổi diễn 10 -12 s  Tạo khả thực chuyển mạch với tốc độ cực nhanh IV MEMS based optic switching Hệ thống MEMS 2D  Một mảng hai chiều vi gương chuyển mạch xếp theo cấu hình ngang dọc được dùng để định hướng ánh sáng từ các sợi quang đầu vào đến các sợi quang đầu tương ứng trường chuyển mạch: 34 11/12/19 IV MEMS based optic switching Hệ thống MEMS 2D 35 11/12/19 IV MEMS based optic switching Hệ thống MEMS 2D Ưu điểm: Vi gương chỉ có hai trạng thái (đóng mở), điều nghĩa trạng thái vi gương được điều khiển dạng logic số nên việc điều khiển dễ dàng.  Hoạt động: Luồng sáng chuyển mạch được chuẩn trực truyền song song với mặt phẳng mảng vi gương Khi kích hoạt gương nằm hàng tương ứng với đầu vào luồng sáng, chuyển động cắt vào đường ánh sáng định hướng ánh sáng đến đầu tương ứng với cột chứa vi gương, vi gương tạo góc 450 so với hướng đến luồng sáng. Bộ add  & drop để thêm bớt kênh quang IV MEMS based optic switching Hệ thống MEMS 2D Chuyển động gương ảnh matrix 16x16 256 vi gương IV MEMS based optic switching Hệ thống MEMS 2D IV MEMS based optic switching Hệ thống MEMS 2D Trường chuyển mạch 16x16 với 32 sợi quang IV MEMS based optic switching Hệ thống MEMS 2D Nhược điểm: Quãng đường dịch chuyển luồng sáng qua trường chuyển mạch biến thiên phụ thuộc vào vị trí cổng vào/ra => suy hao qua trường chuyển mạch  Số lượng vi gương tăng lên dạng bình phương số lượng cổng vào/ra, kích thước chuyển mạch quang MEMS 2D bị giới hạn vào khoảng 32x32 1024 vi gương Các yếu tố tạo giới hạn kích thước chíp khoảng cách tuyến ánh sáng phải truyền qua không gian tự trường chuyển mạch biến thiên suy hao từ cổng vào đến cổng IV MEMS based optic switching Hệ thống MEMS 3D * Kiến trúc chuyển mạch quang MEMS ba chiều được xây dựng cách sử dụng mảng vi gương * Trong kiến trúc này, độ nghiêng của vi gương MEMS điều khiển được theo khơng gian tự ba chiều nhờ cấu trúc khung khí với hai trục quay vng góc.  * Cấu hình chuyển mạch quang MEMS ba chiều cấu trúc vi gương: IV MEMS based optic switching Hệ thống MEMS 3D IV MEMS based optic switching Hệ thống MEMS 3D Cũng giống kiến trúc chuyển mạch quang MEMS 2D, MEMS 3D thực chuyển mạch tồn luồng sáng tới (một bước sóng nhóm bước sóng) từ sợi quang đầu vào đến sợi quang đầu theo yêu cầu Cả hai kiến trúc yêu cầu tách/ghép kênh bước sóng quang độc lập với trường chuyển mạch Hoạt động thiết lập kết nối chuyển mạch qua trường chuyển mạch quang ba chiều được thực cách điều khiển nghiêng hai vi gương tương ứng cách độc lập để định hướng ánh sáng từ đầu vào tới đầu được yêu cầu IV MEMS based optic switching Hệ thống MEMS 3D Ưu điểm: Kiến trúc chuyển mạch phù hợp để chế tạo trường chuyển mạch cỡ lớn với số lượng cổng vào/ra lên đến hàng ngàn Đặc biệt kiến trúc chuyển mạch đảm bảo suy hao xen thấp đồng nhất, phụ thuộc bước sóng điều kiện hoạt động khác nhau. Độ suy giảm tỷ lệ tín hiệu nhiễu SNR tín hiệu quang qua trường chuyển mạch, tham số chủ yếu bị gây xuyên âm, suy hao phụ thuộc phân cực tán sắc/tán sắc phân cực, nhỏ IV MEMS based optic switching Hệ thống MEMS 3D Nhược điểm: * Cần thiết kế với số lượng vi gương lớn so với số lượng thực tế yêu cầu việc kết hợp số lượng lớn vi gương.  * u cầu hệ thống điều khiển vòng kín phức tạp với độ xác cao để điều khiển vi gương gương lại đòi hỏi hệ thống điều khiển riêng rẽ • • • Hệ thống đắt đỏ Kích thước thiết bị lớn Tiêu thụ nhiều nguồn IV MEMS based optic switching Hệ thống MEMS 3D So sánh vài công nghệ chuyển mạch quang IV MEMS based optic switching Hệ thống MEMS 3D Hiện nay, công nghệ quang MEMS công nghệ thể ưu việt Công nghệ chuyển mạch quang MEMS có khả cho phép chế tạo trường chuyển mạch cỡ lớn độc lập với bước sóng, tiêu thụ điện ít, độ tin cậy cao, suy hao xen thấp và dễ dàng nâng cấp với chi phí hợp lý.  MEMS được tập trung nghiên cứu phát triển ứng dụng cho nhiều thiết bị quang khác suy giảm quang biến đổi được, laser khả chỉnh hay lọc quang điều chỉnh được, The end! ... dải thông cho chuyển mạch LiNbO3 phụ thuộc vào kiểu điện cực Có hai kiểu điện cực kiểu điện cực chìm kiểu điện cực gợn sóng được sử dụng để dẫn sóng ánh sáng chuyển mạch LiNbO3 Điện cực chìm Điện. .. tích hợp cấu trúc vi khí, các cảm biến với phần tử điện tử và sử dụng lực truyền động tĩnh điện, từ trường nhiệt để dịch chuyển điều khiển phần tử thành phần theo yêu cầu IV MEMS based optic... thiệu chung: - Xuất từ năm 70 kỷ trước - Nguyên tắc: Thực chuyển mạch thông tin liệu miền quang (tại lớp quang) mà khơng cần phải chuyển đổi thông tin liệu sang miền điện Gồm phần chính: Khối