CHƯƠNG 3:CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG
3.2.1Lưu đồ thuật toán tính hằng số lan truyền sóng
Đặc điểm đáng lưu ý nhất của khuyếch đại Raman tập trung đó là khả năng sử dụng dải bước sóng mới mà tại các dải băng này EDFA không thể hoạt động.
Khả năng sử dụng băng S với khuyếch đại quang Raman
Trong các dải băng cửa sổ thông tin khuyếch đại quang sợi EDFA chỉ có thể hoạt động tại băng C và băng L mà không thể hoạt động tại băng S (1480-1530 nm). Với khuyếch đại Raman bước sóng khuyếch đại được quyết định bởi bước sóng ánh sáng bơm và như vậy khuyếch đại Raman có thể hoạt động ở bất kỳ vùng bước sóng nào có suy hao thấp. Hiện nay với kỹ thuật làm khô, suy hao sợi quang do hấp thụ nước tại bước sóng 1390 nm đã giảm mạnh. Như vậy kết hợp với sử dụng các loại sợi quang mới, khuyếch đại Raman đã không những chỉ có thể hoạt động tại băng C mà còn có khả năng sử dụng khác trong dải 1280 đến 1550 nm.
Bước sóng (nm)
Sợi đơn mode chuẩn Sợi được làm khô
H ệ số s u y ha o
Hình 2.33- Sự phụ thuộc của suy hao theo bước sóng
Sự phát triển của DWDM không những cho phép tăng dung lượng của truyền dẫn của mỗi kênh mà còn tăng số kênh truyền dẫn trên một sợi quang. Hiện nay các hệ thống WDM và DWDM hầu hết đều sử dụng băng C và băng L. Khi nhu cầu về số kênh truyền dẫn cho DWDM tăng thì các dải băng tần mới được đưa vào sử dụng. Trong các dải băng khả chuyển có băng S là quan trọng nhất. Băng S có đặc tính suy hao do hấp thụ và suy hao do uốn cong đối với sợi đơm mode chuẩn tốt hơn so với băng L. Băng S cũng có tán sắc nhỏ hơn băng L khoảng 30 %. Một số loại khuyếch đại được nghiên cứu
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Ứng dụng SRS khuyếch đại tín hiệu quang ứng dụng cho băng S như là khuyếch đại quang bán dẫn, khuyếch đại quang sợi pha Thilium nhưng chỉ có khuyếch đại Raman là giải pháp tối ưu cho vấn đề này [8]. Để tìm hiểu về khả năng sử dụng băng S của LRA ta nghiên cứu hệ thống thử nghiệm của B.A. Puc lần đầu tiên sử dụng khuyếch đại Raman tập trung bù tán sắc băng S SLRA ( sợi tăng ích có tán sắc âm tại băng S, mỗi bộ SLRA có thể bù tán sắc cho 75 km sợi SSMF).
Rx Tx
SLRA #1 SLRA #2 SLRA #3 SLRA #4
SLRA #8 SLRA #7 SLRA #6 SLRA #5
SLRA #9 SLRA #10 SLRA #11
98 km 89 km 80 km 91 km 90 km 80 km 90 km 89 km 80 km 80 km
Hình 2.34- Hệ thống thử nghiệm SLRA của A. Puc.
Trong hệ thống này 11 bộ SLRA được sử dụng để truyền 20 kênh băng S (từ 493.36 đến 1521.77 nm với khoảng cách giữa các kênh là 200 GHz) trên sợi đơn mode chuẩn có chiều dài 867 km, với tốc độ mỗi kênh là 10.67 Gb/s. Với suy hao trung bình mỗi chặng khoảng 21 dB, mức công suất tín hiệu ra trung bình của mỗi bộ SLRA là 14 dBm. Tỉ số tín hiệu trên tạp âm quang OSNR đạt khoảng 20.7dB. Với giá trị này các kênh đều có BER<10−12 khi không sử dụng các kỹ thuật sửa lỗi. Khi sử dụng kỹ thuật sửa lỗi trước Reed-Solomon tỉ số SNR tăng khoảng 5dB.
Thí nghiệm của B. A. Puc lần đầu tiên đã chứng minh khả năng của khuyếch đại Raman tập trung. Các thử nghiệm sau này tiếp tục được nghiên cứu đã khẳng định SLRA là công nghệ chìa khoá cho sự mở rộng băng tần hoạt động của mạng thông tin quang sang dải băng S.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Ứng dụng SRS khuyếch đại tín hiệu quang
2.3.8Bộ khuyếch đại quang lai ghép Raman/EDFA
Coupler
Laser bơm Sợi tăng ích Raman
EDFA
Hình 2.35- Khuyếch đại quang lai ghép EDFA/Raman.
Như trong phần (2.3.6) đã trình bày, khuyếch đại quang Raman phân bố DRA có thể được sử dụng kết hợp với các bộ khuyếch đại tập trung khác điển hình trong số đó là kết hợp với bộ khuyếch đại EDFA hình thành bộ khuyếch đại quang lai ghép Raman/EDFA. Loại khuyếch đại quang này có thể thay thế bộ khuyếch đại EDFA trong đó khuyếch đại Raman phân bố đóng vai trò của một bộ khuyếch đại tạp âm nhỏ (tiền khuyếch đại).
2.4Ứng dụng bộ khuyếch đại quang Raman trong hệ thống WDM
Khuyếch đại quang Raman mang lại một nền tảng đơn giản và đơn nhất cho các yêu cầu của các bộ khuyếch đại quang trong mạng thông tin quang cự ly dài và cực dài. Khuyếch đại quang Raman có thể hoạt động với băng tần rộng và tại các tần số mà các bộ khuyếch đại quang khác không thể hoạt động. Ví dụ băng tần tăng ích 100 nm có thể sử dụng trong bất kỳ dải nào trong khoảng từ 1300-1650 nm. Thêm vào đó các bộ khuyếch đại Raman băng rộng hiện nay có băng tần lên tới 136 nm nhờ sử dụng kỹ thuật đan xen bước sóng ánh sáng bơm và ánh sáng tín hiệu. Các bộ khuyếch đại quang Raman không những có thể sử dụng như bộ tiền khuyếch đại tạp âm nhỏ cho các bộ khuyếch đại quang sợi pha đất hiếm EDFA mà chúng còn có thể sử dụng cho toàn bộ yêu cầu khuyếch đại của hệ thống.
Trong các hệ thống DWDM cự ly dài và siêu dài, khuyếch đại Raman chiếm ưu thế do sự đơn giản và mềm dẻo, linh hoạt. Ví dụ khuyếch đại Raman hỗ trợ hệ thống có độ rộng băng tần 100 nm, nó sẽ bao gồm các băng S, C và L. Nếu các hệ thống DWDM trong tương lai truyền dẫn trên cả ba băng S, C và L mà vẫn sử dụng các bộ khuyếch đại quang tập trung như hiện nay thì hệ thống này phải cần thêm các bộ kết hợp băng tần, bộ chia băng tần và ba bộ khuyếch đại tập trung như trên Hình 2.36.