THÔNG TIN QUANG VÀ ỨNG DỤNG.
1.2.1.Ghép kênh theo bước sóng WDM.
Ghép kênh theo bước sóng là thực hiện truyền nhiều bước sóng (sóng mang quang) trên cùng một sợi quang, mà mỗi bước sóng được điều chế từ các chuỗi bit (dưới dạng điện) khác nhau. Tín hiệu quang ở bộ thu sẽ được phân ra thành các kênh riêng biệt bằng kỹ thuật quang. Chi tiết về hệ thống WDM chúng ta sẽ được nghiên cứu trong học phần thông tin quang nâng cao, trong phần này chúng ta chỉ khái quát về ghép kênh theo bước sóng.
WDM có khả năng khai thác băng thông rộng lớn tiềm năng của sợi quang. Chẳng hạn, hàng trăm kênh 10Gbit/s có thể truyền trên cùng sợi quang khi khoảng cách kênh nhỏ hơn 100GHz.
Đối với tuyến đường trục (backbone) của mạng viễn thông sử dụng cáp sợi quang, ghép kênh theo bước sóng là giải pháp đơn giản để tăng tốc độ bit. Hình dưới đây minh họa sơ đồ của mạng WDM đơn giản, mạng điểm-điểm, có dung lượng cao, sử dụng ghép kênh theo bước sóng. Ngõ ra của các bộ phát sử dụng bước sóng (hay tần số sóng mang) khác nhau sẽ được ghép lại. Tín hiệu đã ghép này được đưa vào sợi quang để truyền đến đầu bên kia của tuyến truyền dẫn, ở đây tín hiệu sẽ được phân ra và gửi từng kênh tới từng bộ thu tương ứng.
Giả sử hệ thống này ghép N kênh, mỗi kênh có tốc độ bit tương ứng là BT,1, BT,2, … BT,N được truyền cùng lúc trên sợi quang có chiều dài L thì tích BTL tổng cộng của tuyến là:
Nếu N kênh này có tốc độ bằng nhau thì dung lượng của hệ thống tăng lên N lần. Thí nhiệm đầu tiên vào năm 1985 đã có kết quả là BTL =1,37(Tbit/s).km của hệ thống truyền 10 kênh với tốc độ mỗi kênh 2Gbit/s trên tuyến dài 68,3Km sử dụng sợi quang chuẩn có khoảng cách kênh 1,35nm. Dung lượng tối ưu của tuyến sợi quang WDM phụ thuộc vào khoảng cách kênh. Khoảng cách kênh tối thiểu bị giới hạn bởi nhiễu xuyên kênh. Khoảng cách kênh ∆f phải lớn hơn 2BT với BT là tốc độ bit của kênh. Điều kiện này gây lãng phí băng thông đáng kể. Thông số hiệu suất phổ được sử dụng để đo hiệu quả sử dụng băng thông của hệ thống WDM. Hiệu suất phổ được định nghĩa như sau:
ηs=BT
∆ f
Trong đó B là tốc độ của kênh và ∆f là khoảng cách kênh. ηs càng lớn càng tốt. Tần số kênh của hệ thống WDM đã được ITU chuẩn hoá trên lưới 100GHz trong băng C và L ( có tần số từ 186 - 196 THz). Như vậy, nếu hệ thống WDM sử dụng khoảng cách kênh 100GHz (tương đương 0,8nm ở 1552nm), tốc độ một kênh là 10Gbit/s thì hiệu suất phổ của hệ thống là 10%. Gần đây ITU đã đưa ra chuẩn khoảng cách kênh 50GHz với tốc độ 40Gbit/s mỗi kênh nên đã nâng hiệu suất phổ lên đến 80%.
Các thử nghiệm của hệ thống WDM dung lượng lớn.