Giới thiệu:
Chuyển đổi bước sóng là công nghệ chìa khoá để điều khiển các bước sóng một cách linh hoạt trong mạng quang. Tại các node nối chéo quang trong mạng quang điện,chuyển đổi bước sóng có thể làm giảm các khối kênh và làm nó có thể sử dụng lại bướcsóng. Hiệu quả sử dụng các nguồn sóng trong các mạng này sẽ tốt và nhanh hơn trongcác mạng truyền thống. Sự chuyển đổi bước sóng quang đặc biệt thu hút bởi vì nókhông cần các thiết bị quang điện hoặc điện quang và nó độc lập với dạng tín hiệu vàtốc độ bit, với những thuộc tính đó nó làm cho mạng quang rõ ràng được đánh giá caohơn.Tốc độ dữ liệu 100Mb/s đã được sử dụng phổ biến tại các gia đình. Xét về thực tếthì bước nhảy từ 64Kb/s lên nhiều Mb/s và bây giờ là 100Mb/s và cứ theo tiến trình này,tốc độ truyền dẫn lên tới Gb/s của một nguời sử dụng riêng lẻ cũng không quá xa nữa.Việc tăng lưu lượng truyền thông có nghĩa là tăng dung lượng kênh phụ thuộc vàomạng. Vì mục đích này mà công nghệ phân chia theo bước sóng WDM đã nhanh chóng phát triển. WDM sử dụng bước sóng ánh sáng và nó được ứng dụng vào: điểm nối điểm, mạng vòng, chức năng tách-xen và mạng lướivới các đường quang kết nối chéo. Theo hướng này các vấn đề cần được phát triển đó là các dụng cụ công nghệ modum để định tuyến, chuyển mạch, và điều biến tín hiệu quangthông qua điều khiển bước sóng. Điều quan trọng cần đặc biệt chú ý trong việc phát triển các dụng cụ chuyển đổi bước sóng quang đó là thực hiện định tuyến bước sóng mà không chuyển đổi bước sóng quang thành bước sóng điện.
Bộ chuyển đổi bước sóng XPM
Bộ chuyển đổi có thể dựa trên XPM SOA. Những bộ chuyển đổi bước sóng này có hiệu suất công suất cao hơn so với những thiết bị XGM. Chúng cũng có sự thay đổi tần số theo thời gian thấp hơn do sự điều biến độ lợi bị giảm. Để tận dụng được XPM, một hoặc nhiều SOA phải được đặt trong cấu hình giao thoa kế.Các loại giao thoa kế phổ biến nhất dùng được dùng trong XPM dựa trên các bộ chuyển đổi bước sóng là
Bộ chuyển đổi bước sóng MZI
Trong bộ chuyển đổi bước sóng MZI không đối xứng đầu vào liên tục tại bước sóng bị tách một cách không đối xứng tại mỗi phần của MZI bởi một bộ ghép. Tín hiệu được điều biến cường độ tại bước sóng làm bão hòa mỗi SOA một cách không đối xứng cảm ứng những dịch pha khác nhau. Trong tín hiệu đầu vào liên tục qua mật độ hạt tải điện bị cảm ứng bởi sự thay đổi chiết suất bộ ghép ở đầu ra kết hợp các tín hiệu liên tục bị tách, ở đó chúng có thể giao thoa tăng cường hoặc triệt tiêu. Trạng thái giao thoa thực sự phụ thuộc vào sự lệch pha tương đối giữa các nhánh giao thoa kế MZ, nó phụ thuộc vào cả dòng phân cực SOA và các công suất quang đầu vào. Bộ chuyển đổi bước sóng MZI đối xứng có nguyên tắc hoạt động tương tự. Nó cần thêm một bộ ghép nhưng có thể dùng các bộ ghép với tỉ số tách bằng nhau. Tương tự tín hiệu đầu vào chỉ được cho vào một trong các SOA.
Nếu các công suất của các tín hiệu liên tục ở các nhánh trên và dưới của giao thoa kế ngay trước khi giao thoa tại bộ ghép tái kết hợp tương ứng là thì công suất của tín hiệu đầu ra là:
Ở đây là độ lệch pha giữa các sóng giao thoa. Về cơ bản (a) là hàm truyền giao thoa tín hiệu chuyển đổi có bị đảo ngược so với tín hiệu đầu vào dữ liệu hay không phụ thuộc vào hệ số góc của hàm truyền giao thoa xung quanh điểm hoạt động được chọn và được biểu diễn trong hình 3.11.
Hình 3.4 : Bộ chuyển đổi bước sóng MZI không đối xứng
Hình 3.5: Bộ chuyển đổi bước sóng MZI đối xứng
Các tỉ số tách của bộ ghép tương ứng khác nhau và bằng nhau trong các bộ chuyển đổi không đối xứng và đối xứng.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 3 : Một số ứng dụng của MZI
Hình 3.6: Hàm truyền đạt bộ chuyển đổi bước sóng
Cùng với sự thay đổi pha sự chuyển đổi tín hiệu cũng dẫn đến sự nén độ khuếch đại, nó có khuynh hướng không cân bằng biên độ trong các nhánh của giao thoa kế MZ. Sự không cân bằng biên độ này giảm tỉ số tắt quang của bộ chuyển đổi. Có thể cải tiến tính chất chuyển đổi của giao thoa kế bằng cách thêm vào phần dịch pha chủ động trong nhánh giao thoa kế MZ, để tối ưu hóa hiệu suất chuyển đổi.
Kết luận
Người ta chứng minh rằng bộ chuyển đổi bước sóng giao thoa kế có thể được xếp tầng với hiệu suất rất tốt. Sự chuyển đổi bước sóng cũng có thể đạt được mà không dùng giao thoa kế bằng cách dùng XPM trong một SOA được gắn tiếp theo bởi bộ lọc cách tử Bragg sợi quang.
Chuyển đổi bước sóng là một trong những bước đi quan trọng trong truyền dẫn quang, những tính năng vượt trội của việc chuyển đổi bước sóng như làm giảm các khối kênh, có thể sử dụng lại bước sóng.