II ứng dụng khuếch đại quang sợi vào hệ thống ghép kênh quang
2. Đánh giá kỹ thuật WDM
Qua những gì đã giới thiệu ở trên chúng ta thấy rằng kỹ thuật WDM là một kỹ thuật mới mẻ, tiên tiến và có rất nhiều −u điểm:
+ Khi sử dụng kỹ thuật WDM sẽ làm tăng thêm tính linh hoạt của hệ thống, thể hiện là WDM có thể truyền dẫn đ−ợc song công chỉ trên 1 sợi quang và cho phép ghép nhiều b−ớc sóng quang khác nhau trên cùng một sợi với suy hao nhỏ và xuyên kênh thấp. Về mặt lý thuyết thì số b−ớc sóng ghép đ−ợc là rất lớn.
+ Kỹ thuật WDM giúp tăng dung l−ợng của hệ thống nghĩa là tăng tốc độ truyền dẫn của từng kênh và làm giảm ảnh h−ởng tốc độ truyền dẫn giữa các kênh, nh− vậy là ít bị ảnh h−ởng của tán sắc hơn so với tuyến truyền dẫn quang đơn kênh khi cùng dung l−ợng truyền dẫn.
+ Kỹ thuật WDM có khả năng định tuyến và chuyển mạch trong vùng quang nhờ sử dụng Bộ ghép b−ớc sóng, −u điểm này góp phần giúp cho việc thực hiện mang quang hoá hoàn toàn.
+ Kỹ thuật WDM cho phép tăng dung l−ợng của các hệ thống sẵn có mà không cần tăng số l−ợng cáp và không cần tăng tốc độ, dẫn đến đơn giản cho thiết bị đầu cuối và tránh đ−ợc việc dùng các công nghệ cao để chế tạo thiết bị tốc độ cao, do đó giảm đ−ợc giá thành hệ thống, lợi dụng đ−ợc độ rộng phổ hẹp của Laser và tận dụng triệt để băng thông lớn của sợi quang (với SMF là 30 THz).
Nói nh− vậy không có nghĩa là kỹ thuật WDM là không có những hạn chế
- Trong kỹ thuật WDM hiện nay, số l−ợng kênh quang đ−ợc ghép trên một cửa số truyền dẫn còn hạn chế.
- Mỗi kênh quang đòi hỏi phải có một nguồn phát riêng biệt. Để ổn định b−ớc sóng của nguồn phát đòi hỏi phải có sơ đồ điều khiển phức tạp.
- Các b−ớc sóng khác nhau sẽ đ−ợc khuếch đại với các hệ số khuếch đại khác nhau, do đó chất l−ợng kênh không đều.
- Do đặc tính của bộ lọc là không lý t−ởng nên th−ờng xuyên có sự xuyên kênh giữa các kênh ngắn.
- Đặc biệt, đối với các hệ thống WDM do ảnh h−ởng của các hiệu ứng phi tuyến nh− : FWM, XPM, SPM... nên số kênh b−ớc sóng truyền trên sợi là hạn chế và do đó sẽ hạn chế việc tăng dung l−ợng cuả hệ thống, nhất là đối với các hệ thống cự ly xa.
- Quỹ công suất quang bị giảm đi do tuyến truyền dẫn phải sử dụng các thiết bị WDM.
3. ứng dụng của kỹ thuật WDM
Kỹ thuật WDM là một công nghệ tiên tiến và có nhiều −u điểm do vậy nó có khả năng và phạm vi ứng dụng là rất lớn:
+ Khi hệ thống hiện tại không đáp ứng đ−ợc các nhu cầu về dung l−ợng thì ta sử dụng WDM để tăng dung l−ợng.
+ WDM đ−ợc ứng dụng để phát triển kênh chất l−ợng cao hoặc băng thông rộng trên một sợi quang, trong khi nếu sử dụng kỹ thuật khác thì rất tốn kém và chất l−ợng không đạt yêu cầu.
+ WDM sử dụng trong tr−ờng hợp cần thiết truyền cả tín hiệu t−ơng tự và tín hiệu số trên cùng một sợi quang.
+ WDM có thể đ−ợc dùng để truyền song công trên một sợi quang.
+ Ngoài ra WDM còn đ−ợc sử dụng trong tr−ờng hợp cần có kênh dự phòng khi gặp sự cố, cũng nh− dự phòng một số b−ớc sóng cho t−ơng lai.
Nói chung thì kỹ thuật WDM có rất nhiều ứng dụng trong thực tế, sau đây ta đi sâu vào các ứng dụng của WDM
Ngày nay mạng nội hạt vẫn chủ yếu sử dụng môi tr−ờng truyền dẫn kim loại (cáp đồng) và môi tr−ờng truyền dẫn vô tuyến, điều này hạn chế cho việc triển khai các dịch vụ Viễn Thông băng rộng nh− truyền hình hoặc truyền số liệu tốc độ cao...Do vậy để truyền dẫn băng thông rộng thì ta sử dụng sợi quang trong mạng nội hạt, trên cơ sở đó thì cung cấp các dịch vụ mới cho mạng nội hạt.
Để thực hiện truyền tín hiệu băng rộng trên mạng cáp quang nội hạt, kỹ thuật WDM đ−ợc xem nh− là một trong các giải pháp có hiệu quả nhất. Các thuê bao, khu vực sử dụng dịch vụ có thể nhận và phát kênh quang có b−ớc sóng khác nhau. trong tr−ờng hợp này mạng có cấu hình BUS sẽ cho phép sử dụng tối −u các sợi dẫn quang trên tuyến.
b) ứng dụng của kỹ thuật WDM vào mạng đ−ờng trục và cáp quang biển
Trong sự phát triển của xã hội nói chung và nhu cầu số ng−ời dùng các dịch vụ viễn thông ngày một tăng, số kênh đòi hỏi tăng lên đáng kể trong thời gian tới, cho nên việc tăng dung l−ợng của tuyến đ−ờng trục là tất yếu. Để tăng dung l−ợng có nhiều giải pháp đ−ợc đề ra, nó phụ thuộc cụ thể nh− có thể lắp đặt thêm cáp, sử dụng các sợi còn d−, tăng tốc độ truyền dẫn, sử dụng kỹ thuật WDM ...Tuy nhiên có một yêu cầu quan trọng khi áp dụng giải pháp trên để nâng cấp tuyến là phải không đ−ợc can thiệp vào cấu trúc tuyến, làm sai đi cả phân bổ suy hao và chất l−ợng truyền dẫn.
Giả sử bây giờ ta xem xét khả năng tăng dung l−ợng tuyến theo giải phá tăng tốc độ đ−ờng truyền. Lúc đó độ nhạy thu sẽ giảm xuống (khoảng 6,5ữ10 dB đối với tuyến đ−ờng trục Bắc - Nam khi tăng tốc độ lên 622,080 Mbit/s), nh− vậy khoảng cách các trạm lặp cần phải xem xét lại. Mặt khác khi tăng tốc độ đ−ờng truyền lên quá cao (trên 622,080 Mbit/s đối với tuyến đ−ờngtrục Bắc - Nam) thì độ tán sắc của tín hiệu khi lan truyền sẽ v−ợt qua định mức cho phép. Còn với tuyến cáp quang biển thì khi tăng tốc độ thì phải thêm các phần
tử tích cực, nh− vậy độ tin cậy của tuyến sẽ giảm đi, trong khi độ tin cậy là thông số quan trọng nhất của cáp quang biển.
Dựa vào những phân tích ở trên, và căn cứ vào mục đích của WDM là nâng cao dung l−ợng truyền dẫn thay thế cho sử dụng thêm sợi quang, ta có thể thấy rằng giải pháp tăng dung l−ợng truyền dẫn mà sử dụng kỹ thuật ghép b−ớc sóng WDM là khả thi, có nhiều tính −u việt và hiệu quả nhất trong khi quá trình tăng tốc độ bit bị hạn chế. Vì kỹ thuật WDM không can thiệp vào cấu hình của tuyến, không phải lắp đặt lại cáp, đảm bảo độ tin cậy cao, đặc biệt là các điểm rẽ nhánh trong cáp biển có thể sử dụng thiết bị thụ động là WDM. Nh− vậy ngoại trừ khả năng sử dụng cho mạng nội hạt và các mục đích đặc biệt thì kỹ thuật WDM th−ờng đ−ợc dùng để nâng một dung l−ợng lớn các kênh ở các tuyến đ−ờng trục hoặc cáp quang biển nhằm thoả mãn l−u l−ợng mà vẫn đảm bảo cự ly truyền đi xa và sử dụng ít sợi quang. Đối với các tuyến đ−ờng trục thì tốc độ nền ở đây khá cao và theo nh− tốc độ lớn nhất hiện nay đã đ−ợc th−ơng mại hoá đạt tới 10Gbit/s. Với tốc độ nh− vậy mà kỹ thuật WDM đáp ứng đ−ợc trên tuyến đ−ờng trục thì ta thấy rằng giải pháp sử dụng kỹ thuật WDM trên tuyến đ−ờng trục là khả thi nhất và hiệu quả nhất.