II. Bộ chuyển đổi bước sóng
2.Hệ thống quang học
Hệ thống quang học sử dụng một thiết bị quang học có đặc điểm thay đổi theo cường độ của tín hiệu đầu vào. Sự thay đổi này có thể được chuyển sang một tín hiệu đầu dò chưa được sửa đổi khác ở bước sóng khác đi qua thiết bị. Ở đầu ra,
Hình 3.77 Chuyển đổi bước sóng bằng điều chế tăng chéo trong bộ khuếch đại quang học bán dẫn.
tín hiệu đầu dò chứa thông tin trên tín hiệu đầu vào. Giống như phương pháp quang điện tử, các thiết bị này là các thiết bị đầu vào thay đổi và các thiết bị đầu ra cố định hoặc đầu ra thay đổi, tùy thuộc vào việc tín hiệu đầu dò được cố định hay có thể điều chỉnh. Tính minh bạch được cung cấp bởi cách tiếp cận này là các tín hiệu được điều chế cường độ hạn chế có thể được chuyển đổi. Kỹ thuật chính sử dụng nguyên tắc này là điều chế đạt chéo (CGM), sử dụng hiệu ứng phi tuyến trong bộ khuếch đại quang học bán dẫn (SOA). Cách tiếp cận này hoạt động trên một loạt các bước sóng tín hiệu và đầu dò, miễn là chúng nằm trong bộ khuếch đại đạt được băng thông, khoảng 100 nm. SOAs ban đầu rất nhạy cảm, nhưng bằng cách chế tạo cẩn thận, có thể làm cho chúng phân cực vô cảm. SOAs cũng thêm tiếng ồn phát xạ tự phát vào tín hiệu.
CGM sử dụng sự phụ thuộc của mức tăng của một SOA trên công suất đầu vào của nó, như thể hiện trong Hình 3.77. Khi công suất đầu vào tăng lên, các nhà mạng trong khu vực tăng của SOA bị cạn kiệt, dẫn đến giảm mức tăng bộ khuếch đại. Điều làm cho điều này thú vị là động lực của tàu sân bay trong SOA rất nhanh, xảy ra trên thang thời gian picô giây. Do đó, mức tăng phản ứng phù hợp với sự biến động về sức mạnh đầu vào trên cơ sở từng chút một.
Thiết bị có thể xử lý tốc độ bit cao tới 10 Gb /giây. Nếu tín hiệu đầu dò công suất thấp ở bước sóng khác được gửi vào SOA, nó sẽ gặp phải mức tăng thấp khi có 1 bit trong tín hiệu đầu vào và mức tăng cao hơn khi có 0 bit. Hiệu ứng tương tự này tạo ra crosstalk khi nhiều tín hiệu ở các bước sóng khác nhau được khuếch đại bởi một SOA duy nhất và làm cho SOA tương đối không phù hợp để khuếch đại tín hiệu WDM.
Ưu điểm của CGM là nó đơn giản về mặt khái niệm. Tuy nhiên, có một số nhược điểm. Tỷ lệ tuyệt chủng có thể đạt được là nhỏ (dưới 10) vì mức tăng không thực sự giảm xuống 0 khi có đầu vào 1 bit. Công suất tín hiệu đầu vào phải cao (khoảng 0 dBm) để bộ khuếch đại đủ bão hòa để tạo ra sự thay đổi tốt về lợi nhuận. Tín hiệu công suất cao này phải được loại bỏ ở đầu ra bộ khuếch đại bằng cách lọc phù hợp, trừ khi tín hiệu và đầu dò phản đối. Hơn nữa, vì mật độ mang trong SOA khác nhau, nó cũng thay đổi chỉ số khúc xạ, từ đó ảnh hưởng đến giai đoạn của đầu dò và tạo ra một lượng lớn biến dạng xung.