Thiết kế sử dụng bù tán sắc

Một phần của tài liệu Thiết kế và thi công hệ thống thông tin quang (Trang 37 - 41)

nhiễu giữa các kí hiệu xảy ra nghiêm trọng hoặc sự mở rộng xung ban đầu. Vì thế chúng cần thiết phải đặt các khối bù tán sắc DCU (Dispersion Compensate Unit) tại các vị trí khác nhau trong mạng. Các sợi quang cũng có khả năng bù tán sắc như sợi dịch tán sắc hoặc sợi FBG là những sợi thông dụng nhất. Khi thiết kế một tuyến WDM tốc độ cao (trong đó tán sắc có thể xem là nhân tố chính ảnh hưởng đến hiệu năng của hệ thống) thì chúng ta nên sử dụng bản đồ tán sắc để thiết kế hệ thống được hiệu quả.

Bản đồ tán sắc là bản đồ hai chiều mà đồ thị là tán sắc tích lũy với chiều dài truyền dẫn. Bản đồ này đặc biệt có ích, nó giúp cho người thiết kế biết được vị nào nên đặt bộ bù tán sắc trong mạng. Tán sắc tích lũy được tính toán bằng cách nhân tán sắc yêu cầu kĩ thuật của sợi và laser đối với tốc độ bít cho trước với chiều dài của sợi tương ứng. Ví dụ, sợi SMF có giá trị tán sắc thông thường là 16ps/nm.km, điều đó có nghĩa là với mỗi km truyền dẫn của sợi SMF thì một xung tốc độ 10 Gbps trải rộng ra khoảng 16ps. Phải đảm bảo rằng sự mở rộng xung tích lũy khi tín hiệu truyền qua x km phải nhỏ hơn giới hạn tán sắc cực đại (giá trị tán sắc giới hạn cực đại này có thể là 1600ps/km.nm đối với tín hiệu tốc độ 10Gbps).

Từ đây, rõ ràng là tín hiệu có thể đi được 100 km (1600:16) đối với sợi SMF tại tốc độ 10Gbps. Khi tín hiệu truyền dẫn ở khoảng cách lớn hơn thì tán sắc tích lũy cũng tăng lên. Đối với hệ thống có tốc độ bít cho trước và bước sóng hoạt động cho trước (hoặc băng sóng hoạt động) thì tán sắc tích lũy cho phép cực đại được đưa ra bởi một yêu cầu kĩ thuật chuẩn. Tại điểm không trong bản đồ tán sắc, giá trị của đường cong cao hơn giới hạn tán sắc cho phép. Chú ý rằng các tham số tán sắc phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Các yếu tốc chính là tốc độ bít (điều này được thể hiện bởi độ rộng xung), chiều dài sợi, các tham số tán sắc cơ bản và độ rộng phổ của laser. Một nghiên cứu đáng chú ý là sự thay đổi của bù công suất đối với hệ thống giới hạn tán sắc như một hàm của tham số tán sắc D, giá trị D này được suy ra từ yêu cầu kĩ thuật của sợi cơ bản. Giá trị D có thể được xét đến như một thành phần cân bằng giữa tốc độ bít, chiều dài sợi, và độ rộng của nguồn phổ phát xung.

Hình 2-2 Sự thay đổi của tán sắc cùng với bù công suất

Có hai kĩ thuật được sử dụng để bù tán sắc. Đó là phương pháp bù tán sắc trước (precompensation) và phương pháp bù tán sắc sau (postcompensation). Đúng như tên gọi của nó, bù trước có nghĩa là bù tán sắc trước khi tín hiệu được đưa vào hệ thống. Đây là kĩ thuật bù xung tiên tiến với các khối DCU. Ngược lại, kĩ thuật bù tán sắc sau sử dụng thiết bị bù tán sắc được đặt tại cuối sợi. Trong kĩ thuật bù trước, có thể đặt khối DCU sau bộ khuếch đại đường. Các khối như thế có các vòng sợi có mặt nghiêng tán sắc ngược với mặt nghiêng tán sắc của sợi truyền dẫn. Ví dụ, một sợi truyền dẫn có tham số tán sắc là 16 ps/nm.km. Khối DCU có thể có mặt nghiêng tán sắc xấp xỉ -50ps/nm.km. Tín hiệu qua các khối DCU và xung đã được bù tán sắc. Ngược lại, với kĩ thuật bù tán sắc sau, các modul DCU được đặc trước các bộ tiền khuếch đại đường, như được chỉ ra ở trong hình 2-3.

Khi thêm các khối DCU vào thì suy hao sẽ tăng lên đáng kể. Điều này là do sự ghép nối khác nhau giữa sợi truyền dẫn và khối DCU. Hơn nữa, các mặt nghiêng tán sắc khác nhau dẫn đến sự ghép đôi không đối xứng pha, điều này để ngăn hiện tượng FWM xảy ra. Đây là một ưu điểm của DCU trong việc hạn chế các hiệu ứng phi tuyến. Hình 2- 3 và 2-4 cho thấy vị trí của các DCU, cũng như giá trị tán sắc từng chặng.

Hình 2-3 Vị trí của DCU trong hệ thống nhiều chặng và biều đồ tán sắc

Một phần của tài liệu Thiết kế và thi công hệ thống thông tin quang (Trang 37 - 41)