Phân loại sợi quang trong hệ thống thông tin quang

Coupler 2x2 .1 Cấu tạo

Hệ số công suất đưa vào tại một đầu rồi xuất hiện tại một trong hai đầu ra có thể thay đổi trong khoảng từ 0→1. Nó có thể được phân tích dựa trên ma trận phân bố S định nghĩa mối quan hệ giữa cường độ tín hiệu đầu vào Ii và cường độ tín hiệu đầu ra Io. Sự đảo trạng thái là kết quả lấy từ việc giải phương trình Maxwell với tính bất biến cho sự nghịch đảo thời gian: S12 = S21.

Rừ ràng qua đõy ta thấy, tại một bước súng, coupler 2x2 khụng thể ghộp tất cả cụng suất từ cả hai đầu vào tới một đầu ra. Tuy nhiên đây chỉ là trường hợp xét với thông số không có suy hao.Vì dụ thông thường khi xét với tỷ lệ 50 : 50 thì tức là ta có công suất chia ra ở mỗi đầu ra là một nửa công suất tín hiệu đầu vào. Nhưng trong thực tế ta có thể thấy hiện tượng công suất phản xạ theo hướng đối diện và quay trở lại đầu vào của coupler, làm suy hao đi một phần công suất đồng thời các thiết bị thụ động luôn có suy hao xuất phát từ : suy hao xen, suy hao bên trong phương tiện cấu thành và suy hao đầu ra.

Coupler hình sao thụ động (PSC)

Ta chỉ cú thể thiết kế αô thỡ coi như công suất được đưa hết ra một đầu.

Chức năng của các bộ lọc

FSR của bộ lọc phụ thuộc vào các tham số vật lý khác nhau của thiết bị như : độ dài hộp cộng hưởng hay độ dài ống dẫn sóng. Trong đó độ rộng kênh (Δf) được định nghĩa là độ rộng 3dB hay độ rộng phổ nửa công suất của bộ lọc. Nếu giá trị F cao, hàm truyền đạt (đỉnh băng thông) sẽ hẹp và dẫn đến là có nhiều kênh được chứa trong dải phổ tự do hơn.

Khi độ mịn thấp, các kênh cần phải được dãn cách nhau thêm một khoảng để tránh xuyên âm. Bộ lọc có hai tham số chủ yếu là hệ số suy hao xen và độ bằng phẳng của dải thông. Dải thụng nờn cú độ phẳng và đường viền dải thụng phải được định dạng rừ ràng.

Các loại bộ lọc quang .1 Bộ lọc cách tử nhiễu xạ

Cách tử Bragg hoạt động theo nguyên tắc : Khi chiếu một chùm ánh sáng đa sắc qua cách tử, nó cho phép phản xạ duy nhất một bước sóng thỏa mãn điều kiện phản xạ Bragg được phản xạ trở lại nguồn và cho đi qua tất cả các bước sóng khác. Khi đưa chùm tia sáng đa sắc có bước sóng là λ1, λ2, … vào cổng 1, chùm sáng qua coupler 3dB thứ nhất được chia thành hai luồng đến hai cách tử. Giả sử bước sóng λ1 thỏa mãn điều kiện phản xạ Braggm thì ánh sáng có bước sóng λ1 sẽ bị phản xạ bởi cách tử và tại cổng ra 4 ta đã tách được bước sóng λ1.

Bộ lọc màng mỏng nhiều lớp (TFIF - Thin Film Interference Filter) cung cấp một phương pháp đối với việc lọc một hay nhiều bước sóng ra khỏi một chùm các bước sóng. Điều này có thể phân tích qua nguyên lý hoạt động của bộ lọc Fabry- Perot khi dựa vào hệ số phản xạ của hộp cộng hưởng (hai gương trong hộp cộng hưởng) để lựa chọn bước sóng được đưa ra khỏi hộp. Bên cạnh đó ta có thể thay đổi việc chọn lựa bước sóng của thiết bị bằng việc thay đổi chiều dài khoang cộng hưởng hoặc chỉ số chiết suất của khoang cộng hưởng.

Đặc điểm, nguyên lý hoạt động của bộ phân cực

Độ mịn có quan hệ chặt chẽ với số kênh mà bộ lọc có khả năng lựa chọn : F=FSR/HPBW=(π. Ngoài ra để tránh mất mát do suy hao hoặc phản xạ thì hai gương phải rất phẳng và được đặt song song nhau.

Bộ Isolator và Circulator

Ứng dụng của bộ cách ly này có thể là dùng trong các module tách ghép kênh quang. Tín hiệu tại đầu ra mỗi bộ phát ở một bước sóng riêng, những tia sáng này được ghép lại và truyền vào sợi quang. Thiết bị thực hiện chức năng này gọi là bộ ghép kênh quang (Multiplexer hay MUX).

Ngược lại, ở phía thu có một thiết bị tách tín hiệu quang thu được thành các kênh quang có bước sóng khác nhau để đưa đến mỗi bộ thu quang riêng biệt. Các bộ ghép / tách kênh này có cấu tạo từ các bộ lọc và coupler quang. Mục đích của chúng là nhằm tăng dung lượng hệ thống bằng việc tăng số lượng kênh truyền được trên một sợi quang.

Kỹ thuật bù tán sắc

Sợi đơn mode là loại sợi quang được sử dụng chủ yếu trong thông tin quang, do đó hiện tượng tán sắc trong sợi quang đơn mode được quan tâm đến. Tán sắc trong sợi đơn mode có nhiều nguyên, trong đó tán sắc do vận tốc nhóm là đáng chú ý và có thể giảm nhỏ bằng việc sử dụng các kỹ thuật được đề cập sau đây. Kỹ thuật này dựa trên nguyên tắc sau : Tín hiệu quang có thể bị suy giảm do GVD gây ra, nhưng có thể cân bằng các ảnh hưởng của tán sắc bằng phương pháp điện nếu sợi quang có vai trò như một hệ thống tuyến tính.

Do đó phương pháp cân bằng điện này chi dùng trong các hệ thống thông tin có tốc độ bit thấp, cự ly truyền dẫn không dài. Kỹ thuật bù tán sắc trước là kỹ thuật áp dụng phương pháp tiếp cận trên cơ sở sửa đổi các đặc tính của các xung tín hiệu đầu vào tại thiết bị phát quang trước khi tín hiệu này được phát vào môi trường truyền dẫn. Tuy nhiên việc thực hiện phương pháp này cũng không dễ dàng bởi việc tính toán chính xác lượng bù cho tán sắc vận tốc nhóm là rất phức tạp.

Các thiết bị bù tán sắc

Các sợi như vậy, hầu như có cùng suy hao như sợi đơn mode nhưng chúng có thể được thiết kế nhằm có các tham số tán sắc khác nhau với các mode khác nhau, tức là mode cao hơn có độ tán sắc D âm hơn, đồng thời nó còn cho phép bù tán sắc băng rộng. Việc sử dụng DCF hai mode đòi hỏi phải có thiết bị biến đổi mode, để biến đổi năng lượng mode cơ bản sang mode bậc cao hơn. Thiết bị này thường sử dụng sợi hai mode có cách tử bên trong sao cho có thể ghép giữa hai mode, nó giúp giảm được suy hao xen và hệ số ghép của nó đạt tới 99%.

Bù tán sắc bằng quang sợi cách tử Bragg chu kỳ biến đổi tuyến tính là một sợi quang đơn mode cú một đoạn lừi được gắn những cỏch tử cú chu kỳ thay đổi một cách tuyến tính dọc theo chiều dài của quang sợi. Nói cách khác, những bước sóng ngắn hơn sẽ phải đi một quãng đường xa hơn trong đoạn cách tử trước khi chúng được phản xạ ngược lại. Δλc là hiệu số giữa bước sóng bị phản xạ ở đầu đoạn cách tử (thành phần bước sóng dài nhất) so với bước sóng bị phản xạ ở cuối đoạn cách tử (thành phần ngắn nhất).