II. CẤU TRÚC VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC LOẠI CHUYỂN MẠCH QUANG
2.Chuyển mạch quang phân chia theo bước sóng
Hệ thống ghép bước sóng là rất cần thiết để thay đổi kênh tín hiệu từ bước sóng li thành lj tại các nút mạng. Chuyển mạch bước sóng được phân thành hai loại: (1) quảng bá và lựa chọn, (2) định tuyến bước sóng. Loại thứ nhất như hình 2. Coupler hình sao dùng để xáo trộn các bước sóng vào và phát quảng bá chúng tới các đầu ra. Các bộ lọc quang tại đầu ra coupler hình sao cho phép chuyển mạch bước sóng không tắc nghẽn. Muốn chuyển một số bước sóng tới người sử dụng dịch vụ, cần sử dụng các bộ chuyển đổi bước sóng (WC) để hoán vị bước sóng.
Hình 2. Chuyển mạch phân chia theo bước sóng quảng bá và lựa chọn
Chuyển mạch định tuyến bước sóng như hình 3, gồm hai dãy WC đặt tại hai phía bộ định tuyến bước sóng dùng cách tử (WGR). Các WC trong tầng đầu chuyển đổi các bước sóng vào. Nếu bước sóng tại cổng vào i cần định tuyến tới cổng ra j thì bước sóng của nó trước tiên được chuyển thành [3]:
Một Số Bài Viết Trên Tạp Chí Bưu Chính Viễn Thông Trang 32
trong đó λ0 là bước sóng tham chiếu được xác định bởi WGR, Δλ là khoảng cách giữa hai bước sóng kề nhau. Tại đầu ra của WGR các bước sóng lại được chuyển đổi một lần nữa trở về bước sóng ban đầu.
Hình 3. Chuyển mạch định tuyến bước sóng
So sánh hai phương pháp chuyển mạch bước sóng trên đây nhận thấy phương pháp quảng bá và lựa chọn thực hiện đơn giản hơn, nhưng suy hao phân bố rộng. Phương pháp định tuyến bước sóng có suy hao công suất thấp nhưng đòi hỏi điều khiển và chuyển đổi bước sóng chính xác.
Trong cả hai phương pháp chuyển mạch nói trên, các bước sóng đầu vào được định tuyến trong miền không gian. Cũng có khả năng thực hiện chuyển mạch bước sóng trong miền bước sóng. Phương pháp này gọi là trao đổi kênh bước sóng (WCI) và tương đương về mặt logic với trao đổi khe thời gian (TSI). Hình 4 mô tả WCI. Trong mô hình này gồm bộ ghép bước sóng, một dãy các bộ chuyển đổi bước sóng (WC) và coupler, việc chuyển mạch bước sóng được thực hiện trong cùng một kênh bước sóng. Tách bước sóng được cấu trúc nhờ kết hợp bộ chia công suất quang và bộ lọc bước sóng. Điều chỉnh bước sóng của tách bước sóng hoặc chuyển đổi là cần thiết để chuyển mạch bước sóng tuỳ ý từ i thành j. Cả hai cách kết hợp sau đây đều có khả năng: thứ nhất là kết hợp bộ tách ống dẫn sóng có bước sóng cố định với một laser điều hưởng (điều chỉnh l được). Thứ hai là bộ tách công suất, bộ lọc điều hưởng bước sóng và một laser có bước sóng cố định. Một laser điều hưởng và/hoặc bộ lọc là thành phần chủ yếu trong trường hợp bất kỳ.
Bước sóng hoạt động của bộ chuyển đổi bước sóng sẽ chiếm hầu hết vùng bước sóng của hệ thống WDM nhằm đảm bảo chuyển mạch tuỳ ý giữa các kênh WDM. Tín hiệu quang có tốc độ bít 10Gbit/s đã được chuyển đổi khi sử dụng sơ đồ điều chế khuếch đại ánh sáng phun. Một thực nghiệm chuyển mạch quang 16 kênh WDM đã thực hiện thành công khi sử dụng thiết bị chủ chốt này. Cần chú ý là WCI sử dụng một coupler thay cho bộ ghép bước sóng, vì các bộ chuyển đổi bước sóng có khả năng chuyển đổi các bước sóng khác nhau. Khi WCI sử dụng cùng với WGR có thể hoạt động như chuyển mạch bước sóng-không gian-bước sóng (λ-S-λ) hoặc S-λ-S.
Một Số Bài Viết Trên Tạp Chí Bưu Chính Viễn Thông Trang 33
Hình 4. Chuyển mạch bước sóng