III. Linh kiện thu quang (tách sóng quang)
Kỹ thuật khuếch đại quang
5.3.2 Phát tín hiệu trong hệ thống OTDM.
Hệ thống thông tin quang sử dụng kỹ thuật OTDM áp dụng hai kỹ thuật phát chủ yếu sau đây: Dạng thứ nhất có thể lấy luồng tín hiệu quang sổ RZ thông qua việc sử lý quang luồng NRZ. Dạng thứ hai dựa vào việc điều chế ngoài các xung quang. Đối với dạng đầu, từ luồng tín hiệu NRZ, ngời ta thực hiện biến đổi chúng để đa về sạng tín hiệu RZ bằng cách cho luồng tín hiệu NRZ qua phần tử xử lý quang có các đặc tính chuyển đổi phù hợp. Phần tử này có thể là một bộ điều chế có điều khiển bằng điện (phần tử điện-quang hoặc là điện - hấp thụ) hay các thiết bị có điều khiển quang nh các gơng vòng phi tuyến (sợi hoặc bán dẫn). Quá trình biến đổi ánh sáng liên tục (CW - Continuous Wave) thành các xung dựa vào các bộ điều chế điện - quang. Đầu vào CW là luồng tín hiệu quang NRZ và thờng thì mỗi luồng NRZ yêu cầu một phần tử xử
lý quang riêng. Tuy nhiên, với các hệ thống tiên tiến hơn, sẽ cho phép đồng thời thực hiện cả biến đổi và xen quang NRZ thành RZ nhờ một thiết bị chuyển machj tích cực điện - quang 2x2. Thiết bị này có chức năng chuyển đổi điện- quang giống nh bộ điều chế Mach-Zehnder, nhng tiến bộ hơn là có hai cửa ra. Nh vậy chùm tia tín hiệu ban đầu NRZ tốc độ B Gbit/s sẽ đợc lấy mẫu nhờ bộ điều chế Mach-Zehnder, bộ điều chế này đợc điều khiển với một sóng hình sin tần số B GHz và đợc làm bằng biến độ tới giá trị điện áp chuyển mạch. Tín hiệu số quang sẽ đợc biến đổi thành dạng RZ ở tốc B Gbit/s với độ rộng xung bằng một nửa chu kỳ bit. Điều này có nghĩa là tạo đợc một khoảng để xen một luồng tín hiệu dạng RZ thứ hai vào. Việc xen kênh thứ hai đợc thực hiện nhờ bộ ghép (coupler). Hình 4.26 mô tả hai nguyên lý hoạt động đặc trng của phía phát 4 kênh OTDM dựa trên việc xử lý các luồng tín hiệu số NRZ, ở đây sử dụng kết hợp các chuyển mạch có các điều kiện điều khiển tơng thích. Lu ý rằng, sự khác nhau giữa hai sơ đồ là sự xen tín hiệu ở trạng thái thứ hai: Tín hiệu xen 2B GHz đợc yêu cầu, tín hiệu này có thể thu đợc bằng cách hoặc là sử dụng tín hiệu điều khiển tại tần số đó có biên độ bằng với điện áp chuyển mạch, hoặc là sử dụng điều khiển B GHz với hai lần điện áp chuyển mạch.
Trong quá trình nghiên cứu về ghép kênh quang theo thời gian, ngời ta đã lu ý nhiều tới công nghệ nguồn phát. Đây là các laser có thể phát ra các xung rất hẹp ở tốc độ cao. Đầu ra các nguồn này là các bộ chia quang thụ động (coupler), các bộ điều chế ngoài và tiếp đó là các bộ trễ thời gian, các bộ trễ tái hợp vẫn sử dụng coupler nh đã mô tả ở hình 4.25. Các sản phẩm của phía phát OTDM đợc phát triển hầu nh dựa vào các công nghệ tổ hợp mạch lai ghép, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc tiến hnàh nghiên cứu trong phòng thí nghiệm bởi bì với những thành phần sản phẩm quang sợi này, có thể tiến hành các thí nghiệm có các điều kiện tơng tự nh vậy.
Khi lựa chọn các nguồn quang cho hệ thông OTDM, tỷ lệ “đánh điểm- khoảng trống” là rất quang trọng và nó tuỳ thuộc vào mức độ ghép kênh đặt ra. Ví dụ, nh trong hệ thống OTDM bốn kênh, tỷ lệ “đánh điểm - khoảng trống” tối thiểu phải đạt 1/3 đối với tốc độ truyền dẫn trung bình, điều này ngụ ý ràng tỷ độ “đánh điểm - khoảng trống” lớn hơn 1/12 đối với nguồn phát xung quang. Đối với khoảng truyền dẫn rất xa thì tỷ số này phải đạt cao hơn. Các nguồn phát xung phù hợp cho các hệ thống OTDM hiện đang đợc sử dụng rộng rãi trong các thực nghiệm là:
- Các laser hốc cộng hởng ngoài gõ mode 4x5 Gbit/s
- Các laser vòng sợi khoá mode 4x10Gbit/s và 16x6,25Gbit/s