CHƢƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THÔNG TIN QUANG
1.3. Một số hệ thông tin quang
27
1.3.1. Hệ thống ghép kênh theo bước sóng (WDM).
Ghép kênh theo bước sóng (WDM) là cơng nghệ trong một sợi quang đồng thời truyền dẫn nhiều bước sóng tín hiệu quang. Với một kênh đơn tốc độ bit thường bị giới hạn là 10 Gb/s hoặc nhỏ hơn. Vai trò của WDM trong hệ thống này là tăng tốc độ bit tổng cộng
Nguyên lý cơ bản của hệ thống ghép kênh theo bước sóng (WDM) là tín hiệu quang có bước sóng khác nhau ở đầu vào được tổ hợp lại (ghép kênh) trên cùng một sợi quang để truyền dẫn, ở đầu thu tín hiệu các bước sóng tổ hợp đó được phân giải ra (tách kênh) và sau đó khơi phục lại tín hiệu gốc rồi đưa vào các máy thu khác nhau
Sơ đồ mô tả tuyến thơng tin có ghép kênh theo bước sóng (như hình vẽ 4)
Hình1. 9. Sơ đồ tuyến thơng tin có ghép kênh theo bước sóng
Khi hệ thống thơng tin WDM có N kênh có tốc độ bit như nhau truyền qua một sợi quang thì tốc độ truyền của hệ sẽ tăng N lần
Có hai hình thức cơ bản của hệ thống thông tin WDM
+ Hệ WDM truyền theo một hướng: Là tất cả các kênh trên cùng một sợi quang truyền theo cùng một chiều, vì các tín hiệu được mang thơng qua các bước sóng khác nhau do đó sẽ khơng lẫn lộn. Ở đầu thu bộ tách kênh tách tín hiệu có bước sóng khác nhau. Hệ WDM truyền theo một hướng thường được sử dụng trong mạng lưới truyền thơng tin roongnj rãi như mạng lưới truyền hình cáp
Thiết bị phát Thiết bị phát Thiết bị phát Bộ Ghép kênh Bộ phân kênh Máy thu Máy thu Máy thu
+ Hệ WDM truyền theo hai hướng: Là kênh quang trên mỗi sợi cùng truyền theo hai chiều ngược nhau và hệ WDM truyền theo hai hướng dung các bước sóng tách rời nhau để thông tin hai chiều. Hệ thống WDM hai chiều thì yêu cầu phát triển và ứng dụng cao hơn, thường được sử dụng trong các mạng lưới sử dụng để nối nhiều máy tính (ví dụ như internet) trong các mạng lưới mỗi thuê bao không chỉ thu thông tin mà cịn có thể truyền thơng tin tới bất kỳ thuê bao nào nằm trong mạng lưới đó, so với hệ WDM một hướng thì hệ WDM hai hướng giảm số lượng bộ khuếch đại sợi quang và đường dây
1.3.2. Hệ thống ghép kênh theo tần số OFDM
Kỹ thuật OFDM (Optical Frequency Division Multiplexing) là kỹ thuật ghép kênh quang theo tần số
Với kỹ thuật ghép kênh quang OFDM băng tần của sóng ánh sáng được phân chia thành một số các kênh thông tin riêng biệt, các kênh ánh sáng có các tần số quang khác nhau sẽ được biến đổi thành các luồng song song để cùng truyền đồng thời trên một sợi quang
Vì các sóng ánh sáng có tần số cao (200000 GHz) và sợi dẫn quang có suy hao nhỏ ở băng tần 200000 GHz vì thế một số lượng lớn các kênnh quang FDM sẽ được truyền trên sợi và mỗi một kênh quang riêng biệt có thể có băng tần rộng và như vậy, ghép kênh quang theo tần số được coi là cao cấp hơn WDM vì số kênh có thể được ghép ở trong băng tần quang sẵn có rất lớn. Hệ OFDM có thể đáp ứng các chức năng như sau:
+ Sắp xếp các kênh thông tin một cách hợp lý
+ Cho phép truyền dễ dàng qua các phần tử thụ động Sơ đồ hệ thống ghép kênh quang OFDM (Như hình 1. 5)
Sơi quang f1 f2 fn fn f2 f1 Bộ kết hợp Bộ chia công suất Tách quang
29
1.3.3. Ghép kênh quang theo thời gian OTDM
Với hai phương pháp ghép kênh quang WDM và OFDM để đạt được tốc độ truyền dẫn cao (tới 100Gbit/s) thì đều yêu cầu các thành phần điện tử có tốc độ cao hơn ở luồng nhánh được ghép, với các thành phần thiết bị điện tử ở tốc độ cao hơn là rất khó vì vẫn phải dựa vào nền tảng cơng nghệ hỗn hợp InP vì vậy, kỹ thuật ghép kênh quang đã khắc phục được hạn chế trên
1.3.4. Hệ truyền dẫn Soliton
Các hệ thống thông tin quang hiện nay đang khai thác trên mạng lưới viến thông đều sử dụng các sợi dẫn quang thông thường, và các sợi này coi như là mơi trường truyền dẫn tuyến tính. Khi cơng suất quang được phát triển trên đường truyền tăng đáng kể tới một mức độ nào đó thì xuất hiện hiệu ứng phi tuyến. Hiệu ứng phi tuyến ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng truyền dẫn của hệ. Ảnh hưởng rõ ràng nhất của hiệu ứng phi tuyến trên sợi dẫn quang là hiện tượng tự điều chế pha (SPM), hiệu ứng này được coi như là cơ chế chirp phi tuyến: Tần số hoặc bước sóng của ánh sáng trong một xung có thể bị “chirp” khơng chỉ đơn giản là do đặc tính nội tại của nguồn phát mà còn do tương tác với môi trường truyền dẫn của sợi. Như vậy tính phi tuyến làm cho các sườn xung lên bị dịch chuyển về phía sóng dài hơn và sườn xung xuống bị dịch về phía sóng ngắn hơn. Điều này ngược với hiện tượng “chirp” tuyến tính thơng thường trong các nguồn laser bán dẫn. Quá trình truyền dẫn Soliton được coi là sự phát triển của tuyến truyền dẫn ít tán sắc.
31