III. Linh kiện thu quang (tách sóng quang)
5.2.Ghép kênh quang theo tần số OFDM
Kỹ thuật khuếch đại quang
5.2.Ghép kênh quang theo tần số OFDM
Nh ta đã biết, ghép kênh là một biện pháp nahừm bó gộp một số các kênh thong tin lại thành một kênh chung mang lợng kênh (hay lợng thông tin) lớn hơn. Trong các hệ thống thông tin quang mà ta quen thuộc trớc dây, ghép kênh theo tần số FDM đó đợc sử dụng trong các hệ thống truyền dẫn analog. Khi các hệ thống thông tin quang phát triển, nhất là trong vài năm trở lại đây, cùng với sự phát triển nhảy vọt của công nghệ thông tin, các kỹ thuật ghép kênh quang lại xuất hiện nh ghép bớc sóng quang đã thảo luận ở phần 5.1 và ghép kênh quang theo thời gian OTDM sẽ xem xét ở phần 5.3 sau. Một kỹ thuật ghép kênh khác dùng để thông tin bằng ánh sáng là ghép kênh quang theo tần số (OFDM - Optical Frequency Division Multiplexing). Trong ghép kênh OFDM, băng tần của sóng ánh sáng đợc phân chia thành một số các kênh thông tin riêng biệt; ở đây, các kênh ánh sáng có các tần số quang khác nhau sẽ đợc biến đổi thnàh các luồng song song để cùng truyền dồng thời trên một sợi quang.
Các sóng ánh sáng có một tiềm năng thông tin rất lơn bởi vì nó có tần số cao, tới hơn 200000 Ghz (1Ghz = 100Hz) [35]. Hơnh thế nữa, sợi đẫn quang vốn có suy hao nhỏ ở dải bớc sóng từ 0,8àm ữ 1,8àm, cũng tơng đơng ở băng tần 200000GHz[34]. Vì thế một số lợng lớn các kênh quang FDM sẽ đợc truyền trên sợi, và mỗi một kênh quang riêng biệt có thể có băng tần rộng. Chẳng hạn, trên sợi dẫn quang tồn tại vùng có suy hao nhỏ nằm trong khoảng 1,5àm đến 1,6àm. Vùng này sẽ có băng tần là 124Ghz và nh vậy có thể ghép tới hơn 1000 kênh quang nếu nh khoảng cách kênh là 10Ghz. Mỗi một kênh có thể có tốc độ lớn hơn 1 Gbit/s để mang thông tin cần truyền. Vậy thì có thể thiết lập đợc tốc độ truyền dẫn trên sợi là hơn 1Tbit/s nhờ ghép kênh quang theo tần số.
Mặc dù công nghệ OFDM hiện nay mới chỉ ở mức triển khai thực nghiệm, nhng ngời ta đã tiền hành đợc hệ thống ghép tới 100 kênh quang. Mặt khác, với công nghệ cáp quang phát triển, các cáp có tới hơn 100 sợi đã đợc ra đời làm cho các hệ thống thông tin quang ghép kênh théo tânf số không cần phải đạt hiệu
suất sử dụng cao tới mức khó thực hiện nh ở ghép kênh FDM đối với các hệ thống vô tuyến.
Nh vậy ghép kênh quang theo tần số đợc xem xét nh là cao cấp hơn WDM vì số kênh có thể ghép đọc ở trong băng tần quang sẵn có rất lớn. OFDM có thể coi nh là biện pháp ghép kênh quang có mật độ ghép dày đặc hơn. Hình 5.19 minh hoạ một hệ thống ghép kênh quang theo tần số; ở đây, tín hiệu quang đợc ghép đợc xây dựng theo một phơng pháp tựa nh các kỹ thuật thông thờng, nhng quá trình ghép ở đây hoàn toàn là thực hiện trên tín hiệu quang mà không có một quá trình biến đổi điện nào. Tổng số các chùm bit đợc ghép sẽ phụ thuộc và tốc độ của mỗi luồng (kênh). Tại đầu thu, tín hiệu quang sẽ đợc tách ra, công suất quang đợc chia và các kênh riêng rẽ sẽ đợc khôi phục lại [12].
Hình 5.19. Sơ đồ khối hệ thống ghép kênh quang OFFDM
Về thực chất, OFDM đã khai thác khả năng băng tần rất lớn của sợi dẫn quang bằng cách ghép các kênh ở các bớc sóng khác nhau vào thành một luồng thông tin lớn. Nh vậy OFDM là chung cho ghép kênh theo bớc sóng WDM. OFDM hoặc WDM cho phép ta tăng dung lợng kênh mà lại vợt qua đợc giới hạn của tán sắc sợi dẫn quang. OFDM sẽ đóng góp vai trò quan trọng trong các hệ thống thông tin quang hiện tại và tơng lai, nó là vấn đề trọng yếu để sử dụng vào mục tiêu thực hiện mạng cáp quang hoá hoàn toàn.