vào mạng lưới.
1. Khả năng áp dụng vào mạng lưới:
Nhờ những tiến bộ và ưu thế vượt bậc mà các hệ thống thông tin quang coherent vừa cho ta cự ly tốc độ truyền dẫn xa, vừa tăng được tốc độ truyền dẫn với tốc độ cao. Qua lý thuyết và những thực nghiệm quan trọng được tiến hành ở nhiều nước ta có thể khẳng định rằng khả năng lớn lao của nó trong mạng thơng tin quang sắp tới. Đó là những khả năng đáp ứng linh hoạt cho một tuyến thông tin quang, dù là đường trục hay thuê bao, trên đất liền hay dưới biển… ta có thể thấy được như sau:
Đối với các tuyến cáp quang sợi đơn mode đường trục sẵn có và các tuyến vẫn sử dụng sợi đơn mode thơng thường thì hệ thống thơng tin quang coherent là nhân tố làm tăng dung lượng kênh và kéo dài cự ly rất lớn. các tuyến này sẽ được nâng cấp về tốc độ và loại bỏ bớt các trạm lặp trung gian. Các tuyến đang khai thác hiện nay sử dụng phương thức điều chế IM –DD, liền một lúc không thể tăng cự ly và tốc độ được. Tốc độ càng cao thì độ nhạy thu càng giảm làm cho cự ly giảm theo. Bảng dưới đây chứng minh điều đó.
Bảng 3. theo CCITT
Tốc độ bit (Mbit/s) Độ nhạy thu nhỏ nhất (dBm) với mã đường truyền là NRZ
Tiêu chuẩn Mức cao
8 50 53 34 47 50 140 40 43 565 34 36 1200 2400
31(chưa chuẩn hoá) 28 (chưa chuẩn hóa).
Như vậy, khi nâng cấp tuyến sẵn có hoặc thiết kết các tuyến sử dụng sợi đơn mode thông thường sẽ bị hạn chế. Hệ thống coherent đã tăng được hơn 20dB với cùng cơng suất quang tín hiệu phần phát như vậy có thể kéo dài cự ly thêm được 50km nếu cùng tốc độ và cùng bước sóng sử dụng. Cịn nếu giữ ngun khoảng cách thì rõ ràng có thể nâng 34Mbit/s lên 2,4Gbit/s dễ dàng. Vì vậy có thể nói rằng khả năng của nó rất phù hợp cho các hệ thống thông tin quang đường trục và nhất là các tuyến cáp sợiquang vượt đại dương. Hệ thống coherent cũng sẽ tạo điều kiện cho việc đưa thêm các dịch vụ số tốc độ cao. Dịch vụ băng rộng chiếm một dải tần lớn. Do đó có độ nhạy thu cao, hệ thống này có khả năng tăng suy hao dự phịng giúp cho việc quản lý bảo dưỡng và sửa chữa tuyến sau này được thuận lợi.
Trong tương lai các hệ thống thông tin quang coherent làm thay đổi hẳn phương thức hoạt động của các tuyến thông tin quang. Lúc này xu hướng của các tuyến thông tin quang được thiết kế là:
- Môi trường truyền dẫn là các loại sợi đơn mode có suy hao nhỉ như các sợi Fluoride, sợi có tán xạ dịch chuyển cho ra tán sắc = 0 tại
bước sóng 1550nm, sợi có cấu trúc lõi phức tạp cho ra tán sắc = 0 tại bước sóng 1300 đến 1550nm.(Xem phụ lục I).
- Tuyến truyền dẫn có sử dụng các thiết bị khuếch đại quang mà trong đó chủ yếu là khuếch đại quang sợi. (xem phụ lục II).
- Bước sóng của hệ thống sẽ là bước sóng dài hơn như: 1550nm, 2500nm, 3500nm.
Và như vậy hệ thống thông tin quang kết hợp sẽ tạo ra được các tuyến thông tin quang đường trục “khơng có trạm lặp” dài tới 1000km ở tốc độ 1Gbit/s trở lên.
Tính linh hoạt của hệ thống là một yếu tố rất quan trọng làm thay đổi phương thức hoạt động của mạng. Các hệ thơng thơng tin quang Coherent rất thích ứng với mạng nội hạt, mạng LAN, mạng MAN (Metropolitan Area Netwowks) khả năng lựa chọn độ nhạy thu và phương thức truyền dẫn đa mức cho phép ta thay thế các mạng cáp đồng bằng các mạng cáp sợi quang mà trên đó, từng sợi dẫn quang chứa một dung lượng lớn kênh rất lớn và việc tách các kênh này được thực hiện một cách dễ dàng.
Trong cấu trúc mạng thuê bao quang sử dụng các phần tử thụ động, đặc biệt là cấu trúc mạng hình cây và nhánh, các sợi quang chung của hệ thống có thể sử dụng hàng chục ngàn kênh quang nhờ giải pháp ghép kênh quang FDM và TDM. Trong các cấu trúc này sợi quang sẽ được đưa tới tận thuê bao theo phương pháp FTTH (Firber to the House - sợi quang tới tận nhà). Với đủ loại dịch vụ đặc biệt với số lượng sợi quang ít ỏi. Ở đây các kênh quang có thể được ghép sát nhau nhờ các công nghệ về độ rộng phổ và việc tách các kênh quang nhờ các bộ thu đã cho phép ta lựa chọn từng kênh tuỳ ý (chủ yếu trong phương pháp FDM) trong hàng ngàn kênh quang được truyền tới. Như vây, ngồi các dịch vị th bao bình thường, một loạt các kênh quang quảng bá được gửi trên một sợi dẫn quang và đi tới các thuê bao quang. Các thuê bao quang này chỉ cần điều chỉnh các bộ thu là đã có thể lựa chọn được kênh bất kì.
2. Những tồn tại trước mắt của hệ thống thông tin quang coherent: coherent:
Mặc dù hệ thống thơng tin quang coherent có rất nhiều tiến bộ và là hệ thốn thông tin đầy hứa hẹn. Song để một hệ thống hồn chỉnh có thể đưa ra khai thác thì cần phải giải quyết nhiều vấn đề. Ở đây khơng cùng một lúc vấn đề đó được giải quyết ngay, nó phụ thuộc nhiều vào sự cải tiến cơng nghệ với những điều kiện hết sức khó khăn. Trước mắt phải thấy rằng, chính những tiến bộ có được trong kỹ thuật thông tin quang coherent đã chỉ ra rằng hệ thống này se phức tạp và giá thành cao hơn nhiều so với hệ thống IM – DD. Có thể nhìn thấy những tồn tại trước mắt của hệ thống là:
- Do công nghệ của hệ thống chưa hồn thiện. - Hệ thống có cấu trúc phức tạp.
- Hệ thống thơng tin quang coherent địi hỏi chi phí lớn. 2.1. Cơng nghệ hệ thống chưa hồn thiện:
Do cơng nghệ của hệ thống chưa hồn thiện nên q trình nghiên cứu thử nghiệm gặp nhiều khó khăn. Một loạt vấn đề cịn đang được nghiêncứu tìm cách giải quyết đó là:
- Vấn đề độ rộng phổ của laser, khă năng điều biến,khả năng hiệu chỉnh của nó. Laser làm việc ở tốc độ cao nhưng địi hỏi cơng suất ra phải lớ. Trong khi đó nhiễu laser phải được hạn chế ở mức thấp nhất, điều này có liên quan đến chất lượng của hệ thống. và một yếu tố nữa là laser không nhạy cảm phản xạ.
- Các bộ điều chế ngoài được cải tiến sao cho chúng có thể hoạt động ở tốc độ cao mà suy hao vẫn thấp.
- Trong hệ thống thơng tin quang coherent, có nhiều chức năng phải sử dụng đến thiết bị quang thụ động. Vấn đề cơng nghệ này cũng đang tìm mọi cách để tạo ra các thiết bị có suy hao thấp.
- Bộ thu quang coherent là then chốt của toàn hệ thống. Cho đến nay, chúng vẫn cịn được nghiên cứu, tính tốn và thực nghiệm để nó có thể có độ
nhạy thu cao ở tốc độ bit lớn. Do có cả laser dao động nội cho nên chúng cũng bị ảnh hưởng của nhiễu laser, ổn định tần số dao động của nó cũng đang là một vấn đề nan giải và nó liên quan trực tiếp tới chất lượng và độ tin cậy của toàn hệ thống.
Một loạt các vấn đề khác như các bộ khuếch đại quang cho hệ thống . Tính linh hoạt tổ hợp Hybrid của các chức năng điện quang và độ tin cậy của các thiết bị vẫn chưa đáp ứng thoả mãn yêu cầu của hệ thống. Việc ổn định nhiệt cho các laser làm việc mới đạt 10-4oC trong phịng thí nghiệm. Trong khi đó u cầu đặt ra là 10-6 đến 10-7 oC mới đảm bảo độ ổn định của các laser này.
2.2. Hệ thống có cấu trúc phức tạp:
So với các hệ thống IM –DD, các hệ thống thông tin quang coherent có cấu trúc rất phức tạp. Tồn bộ các mắt xích trong hệ thống lại địi hỏi điều kiện hoạt động rất khắt khe cho nên đây là một trở ngại khi đưa ra khai thác trên mạng lưới. Điều này có liên quang tới tính đồng bộ của tồn hệ thống. Khi đưa ra khai thác, để đảm bảo phát huy tính ưu việt của nó thì nhiều các u cầu về tuyến thiết bị và cả điều kiện xây dựng lắp đặt và khai thác cũng được đặt ra.
2.3. Hệ thống coherent địi hỏi chi phí lớn:
Đầu tư cho hệ thống sẽ là những con số gấp nhiều lần so với hệ thống IM – DD và đặc biệt với các tốc độ thấp như hiện nay mà các hệ thống IM – DD đang có thì nó chưa có hiệu quả kinh tế được, bởi giá thành hiện nay cho các thiết bị của hệ thống cịn q đắt. Kinh phí đầu tư lớn tập trung ở các laser cấp cao, các thiết bị điều biến, thiết bị ghép hướng quay pha… Vì vậy hi vọng rằng sau này khi giá thành công nghệ giảm. kỹ thuật áp dụng trong các mạch tổ hợp có cải tiến, các hệ thống coherent sẽ được đưa vào mạng lưới nhanh.