Chương 2 Hệ thống chuyển mạch chựm quang
2.5. Cỏc cổng On/Off khuếch đại quang bỏn dẫn SOA
2.5.2. Cỏc yờu cầu chớnh
Ba lĩnh vực ứng dụng chủ yếu của cỏc bộ SOA là: cỏc bộ khuếch đại, cổng on/off, và trong xử lý tớn hiệu trong miền quang. Tuỳ thuộc vào cỏc lĩnh vực sử dụng mà yờu cầu đối với cỏc bộ SOA cũng khỏc nhau. Với cỏc lĩnh vự khỏc nhau người ta sẽ thực hiện thiết kế tối ưu một số thụng số của nú, vớ dụ như để phục vụ mục đớch khuếch đại cỏc bộ SOA được đặc biệt quan tõm tới thụng số hệ số khuếch đại lớn, nhiễu nhỏ tới mức cú thể. Cỏc SOA được thiết kế cho xử lý trờn miền quang, yờu cầu tớnh phi tuyến được quan tõm, tăng độ dài của cỏc SOA sẽ dẫn tới cải thiện được hiệu ứng trộn bốn súng. Song nhiễu sẽ tăng khi khi độ dài của cỏc SOA tăng, sẽ khụng đạt được yờu cầu nếu sử dụng cho mục đớch khuếch đại và thực hiện cổng on/off trong mạng OBS. Do đú trong mạng OBS yờu cầu đặt ra đối với cỏc bộ SOA bao gồm:
Hệ số khuếch đại trung bỡnh. Hệ số khuếch đại yờu cầu với cỏc cổng SOA là khụng cao, chỉ cần đủ để bự lại phần cụng suất mất do đi vào node. Nhiễu nền thấp. Hiện tượng bức xạ khuếch đại tự phỏt ASE (Amplified
Spontaneous Emission) phải đạt được ở mức thấp nhất cú thể đối với tất cả cỏc ứng dụng. Nhiễu là một trong những nguyờn nhõn chớnh giới hạn kớch thước và khả năng nối tầng cỏc bộ SOA. Do đú để giảm nhiễu thỡ một yờu cầu tất yếu là giữ mức bức xạ ASE thấp.
Cụng suất vào/ra bóo hoà cao. Trong cỏc node mạng OBS, yờu cầu cụng suất vào ra của cổng SOA cao hơn so với trường hợp sử dụng SOA với mục đớch khuếch đại. Do đặc trưng vào ra khụng tuyến tớnh của cỏc cổng SOA, hệ số khuếch đại của bộ SOA sẽ giảm khi cụng suất vào lớn. Sự bóo hoà này dẫn tới mộo tớn hiệu và nhiễu xuyờn ký hiệu ISI, giảm hệ số phõn biệt trạng thỏi tại lối ra. Để trỏnh mộo tớn hiệu, yờu cầu cụng suất bóo hoà lối vào/lối ra Pin,sat/Pout,sat cao.
Dũng phõn cực và mức tiờu thụ thấp. Khi SOA được sử dụng như cổng on/off, chức năng khuếch đại được chuyển thành chức năng đúng mở tuỳ theo dũng điện phõn cực. Do đú, yờu cầu cỏc bộ SOA cú dũng phõn cực thấp để đảm bảo mức tiờu thụ cụng suất của nú ở mức thấp cú thể.
Băng thụng quang lớn, phổ khuếch đại phẳng. Yờu cầu băng thụng lớn và phổ khuếch đại trong băng thụng phẳng để đảm bảo hoạt động của nú khụng phụ thuộc vào bước súng tớn hiệu.
Độ nhạy phõn cực thấp. Bởi vỡ phõn cực của tớn hiệu quang ra từ sợi thường là ngẫu nhiờn và cỏc mode dẫn TE cú hệ số khuếch đại cao hơn so với mode dẫn TM nờn cỏc bộ SOA núi chung cú độ nhạy phõn cực lớn. Để loại bỏ hiện tượng này, người ta thực hiện sao cho cỏc thành phần TM được khuếch đại với hệ số lớn hơn.
Độ dịch tần thấp. Trong cỏc mạng xương sống, tớn hiệu sẽ được truyền trờn một khoảng cỏch dài, tốc độ cao. Để đỏp ứng được nhu cầu này, sợi quang sử dụng là sợi đơn mode chuẩn và tớn hiệu sau mỗi bộ SOA phải đảm bảo độ dịch tần gần như bằng khụng.