Như đã biết, ghép kênh là một biện pháp nhằm tập hợp một số kênh thông tin lại thành một kênh chung mang lượng thông tin lớn hơn
Năng lực của các hệ thống thông tin quang sẽ tăng lên rất nhiều nhờ kỹ thuật ghép kênh quang theo tần số (OFDM). Để mở rộng năng lực của các tuyến truyền tải quang và thực hiện cấu trúc hệ thống linh hoạt và xây dựng mạng toàn quang thì kỹ thuật này rất phù hợp
Các hệ thống thông tin quang hiện nay chỉ sử dụng một phần rất nhỏ khả năng của các sợi quang đơn mode. Kỹ thuật OFDM có khả năng sử dụng hết năng lực của sợi quang đơn mode
Do sợi quang có suy hao nhỏ trong dải bước sóng từ 1200 nm đến 1600 nm, như Hình 3.11, nên mới chỉ có thể sử dụng dải tần số rộng khoảng 30 THz.
3.5. CÁC KỸ THUẬT GHÉP KÊNH QUANG (tiếp)
Khi khai thác băng tần rộng của OFDM, đã dựa trên cơ sở đó là đem ứng dụng kỹ thuật cao tần vào quang học
Tín hiệu quang ra khỏi các Laser được đưa qua bộ ghép tín hiệu quang để tạo thành một tín hiệu ghép kênh theo tần số
Tại đầu thu tách ra các công suất tín hiệu và đưa vào máy thu chọn lọc tần số
Các phương pháp điều biến có thể là điều biến biên độ, điều tần và điều pha, trong đó phương pháp điều tần được chú ý sử dụng vì nó cho phép điều biến trực tiếp Laser đơn giản mà lại đạt được độ nhạy hệ thống cao hơn so với điều pha và độ rộng vạch phổ hẹp tương đương với tần số xung nhịp
Laser đầu phát cần sử dụng loại Laser bán dẫn đơn mode, các tần số quang
được sắp xếp sát nhau và giữ ổn định nhờ mạch hiệu chỉnh tần số
Các Laser đạt được độ rộng phổ rất hẹp từ 500 kHz tới 60 MHz và công suất ra lớn với lượng công suất đưa vào sợi quang đơn mode lớn hơn 1 mW
3.5. CÁC KỸ THUẬT GHÉP KÊNH QUANG (tiếp)
Máy thu có nhiệm vụ chọn lọc các kênh khác nhau và chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện băng gốc
Nguyên lý ghép kênh quang như Hình 3.13. Tại đầu phát có các Laser để bức xạ các tần số khác nhau và được điều biến với các tín hiệu thông tin
3.5. CÁC KỸ THUẬT GHÉP KÊNH QUANG (tiếp)
Phương pháp thu phù hợp nhất chính là kỹ thuật thu đổi tần như đã phổ biến trong kỹ thuật vô tuyến điện. Máy thu đổi tần có đặc trưng là độ nhạy và độ
chọn lọc cao nhờ các bộ lọc điện trung tần có độ chọn lọc cao, ở đây không cần phải sử dụng các bộ lọc quang
Số kênh được máy thu chọn lọc phụ thuộc vào khoảng cách tần số của các kênh và vào dải hiệu chỉnh liên tục của Laser dao động nội. Dải liên tục của Laser có thể điều chỉnh được về điện hiện nay đạt khoảng 8 nm
Như vậy, ở bước sóng quang 1550 nm tương ứng với dải tần số khoảng 1 THz và với khoảng cách tần số 10 GHz thì có số kênh tối đa là 100 kênh
Khả năng tăng cao số kênh có thể đạt được nhờ tăng khoảng điều chỉnh của Laser. Nếu sử dụng bộ cộng hưởng ngoài điều hưởng bằng cơ học sẽ có thể đạt giới hạn trên của dải điều chỉnh Laser đến 100 nm
3.5. CÁC KỸ THUẬT GHÉP KÊNH QUANG (tiếp)
Khoảng cách nhỏ nhất cần thiết phụ thuộc vào tốc độ dữ liệu, vào độ rộng băng điều biến, vào độ rộng vạch phổ của Laser phát, Laser dao động nội và vào trị số trung tần yêu cầu. Nếu độ rộng vạch phổ rất nhỏ thì khoảng cách kênh tối thiểu là 5 lần tốc độ dữ liệu mỗi kênh