2.2. một vài số công nghệ thiết bị cơ bản trong hệ thống
2.2.2. Các thiết bị WDM ghép sợi 908282
Nh- thảo luận ở trên các thiết bị vi quang đã đ-ợc sử dụng rộng rãi cho các loại sợi đa mode, nh-ng lại rất khó sử dụng cho sợi đơn mode bởi vì quá trình xử lý chùm ánh sáng phải trải qua các giai đoạn nh- phản xạ, chuẩn trực, hội tụ, ... từ đó dẫn tới quang sai và các vấn đề trễ khác tạo ra suy hao tín hiệu quá lớn ở trong thiết bị. Hiện nay, các bộ ghép h-ớng sợi đã có sẵn, chúng tồn tại d-ới dạng các bộ chia quang và kết hợp quang. Các bộ ghép h-ớng sợi th-ờng có bốn cửa với 3 cửa vào và 2 cửa ra. Cấu trúc của chúng dựa trên cơ sở ghép hai tr-ờng ánh sáng phía ngoài lõi. Các bộ ghép nối này có tính lựa chọn b-ớc sóng ở trong nó, vì vậy nếu thiết kế cẩn thận các bộ ghép này thì hoàn toàn có thể sử dụng chúng để kết hợp hoặc tách các tín hiệu có b-ớc sóng khác nhau. Hệ số ghép k có liên quan đến l-ợng ánh sáng đi qua lại từ sợi này đến sợi kia. Chùm ánh sáng xuất hiện ở cả hai đầu sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố đó là khoảng cách giữa các lõi sợi, chỉ số chiết suất vật liệu ở giữa, đ-ờng kính các lõi sợi, độ dài t-ơng tác và b-ớc sóng ánh sáng.
Các bộ ghép h-ớng sợi đơn mode dùng cho WDM có thể ở hai dạng nh- thể
hiện trên hình vẽ 2.19. Dạng thứ nhất là bộ ghép xoắn nóng chảy, có cấu trúc hai sợi
xoắn vào nhau ở điều kiện đốt nóng để sao cho hai lõi đủ gần tới mức có thể ghép với nhau. Dạng thứ hai là bộ ghép dựa trên cơ sở mài bóng khi các lõi của chúng gần nh- lộ ra. Sau đó tiến hành ghép tiếp xúc vào nhau để tạo ra bộ ghép, dạng này gọi là bộ ghép khối.
Trong tr-ờng hợp bộ ghép nóng chảy sợi xoắn, chu kỳ nửa b-ớc sóng làm giảm chậm vì độ dài đoạn vuốt thon tăng lên, vì thế nên đ-a ra cho thiết bị các b-ớc
2 2
Vùng xoắn nóng chảy
Kỹ thuật xoắn nóng chảy Vỏ sợi
Sợi quang đơn mode
Kỹ thuật ghép đánh bóng
Vỏ sợi
Rãnh chữ V
Hình 2.19: Hai ph-ơng pháp chế tạo ra các bộ ghép h-ớng WDM cho sợi đơn mode
1 + 2 1 1 + 2 1 2 2 Vùng xoắn nóng chảy
Kỹ thuật xoắn nóng chảy Vỏ sợi
Sợi quang đơn mode
Kỹ thuật ghép đánh bóng
Vỏ sợi
Rãnh chữ V
Hình 2.19: Hai ph-ơng pháp chế tạo ra các bộ ghép h-ớng WDM cho sợi đơn mode
1 + 2
1
1 + 2 1
Formatted: Font: 13 pt
Formatted: Font: .VnArial Narrow
sóng đã đ-ợc tách. Ví dụ nh- bộ ghép xoắn sợi nóng chảy 1300/1550 nm có độ dài vuốt thon khoảng 20 nm, suy hao xen nhỏ hơn 0,05 dB và độ cách ly b-ớc sóng tốt hơn - 30dB. Bằng cách tăng độ dài vuốt thon tới vài trăm milimet sẽ giảm đ-ợc chu kỳ nửa b-ớc sóng tới 2m hoặc ít hơn. Nh-ng nếu nh- vậy thì thiết bị sẽ khó thực hiện ghép băng hẹp đ-ợc, bởi vì bộ ghép dài sẽ không ổn định, nhạy cảm với tác động bên ngoài và dễ nhạy cảm phân cực. Đối với bất kỳ bằng cách di chuyển các lõi sơi thích ứng với nhau, hoặc tạo ra các vật liệu có chỉ số chiết suất khác nhau ở giữa các khối. Chúng th-ờng có dáng to hơn bộ ghép xoắn sợi. Băng thông của các bộ ghép sợi nh- có dạng gần nh- hình sin làm hạn chế việc lựa chọn nguồn phát. Rõ ràng rằng các LED không thể sử dụng trong bộ ghép đồng bộ đơn mode vì phổ của nó rộng. Nh- vậy, chỉ có các điốt Laser có độ rộng phổ hẹp đ-ợc sử dụng nếu nh- tránh đ-ợc suy hao xen và xuyên kênh lớn. Cho đến nay, chỉ có các bộ ghép đồng bộ là đ-ợc thảo luận xem xét, đây là các bộ ghép sợi sử dụng các sợi đồng nhất. Các bộ ghép sử dụng các sợi không đồng nhất gọi là bộ ghép không đồng bộ. Các bộ ghép sợi chỉ có thể một lúc hoạt động đ-ợc với hai b-ớc sóng nếu nh- số kênh cần
ghép lớn hơn hai thì phải xử lý bằng cấu hình rẽ nhánh. Hình vẽ 2.20 thể hiện cấu
trúc bộ ghép bốn kênh sử dụng ba thiết bị WDM sợi đơn mode.