Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật ghép bước sóng quang là các tín hiệu được biến đổi thành tín hiệu quang thơng qua các bộ biến đổi điện quang E/O, các tín hiệu quang này có bước sóng khác nhau ở đầu phát được ghép lại sao cho phổ tần của các tín hiệu này khơng dẫm lên nhau thơng qua bộ ghép quang MUX và truyền trên cùng một sợi quang đến đầu thu. Ở đầu thu, tín hiệu quang có bước sóng tổ hợp đó được phân tách ra thành các tín hiệu quang ban đầu thông qua bộ tách quang DMUX và sau đó các tín hiệu quang thành phần được biến đổi thành tín hiệu điện tương ứng thơng qua các bộ biến đổi quang điện O/E, rồi đưa vào các đầu cuối khác nhau.
31
Có nhiều cách để tạo nên một hệ thống WDM chẳng hạn như sử dụng bước sóng 1310nm và bước sóng 1550nm hoặc 850nm và 1310nm. Những hệ thống như thế sử dụng những phần tử quang đơn giản và giá thành tương đối thấp và hoạt động ở thời kỳ đầu khi xuất hiện công nghệ này.
Theo thời gian, khái niệm WDM được thay bằng khái niệm DWDM. Về nguyên lý khơng có sự khác biệt nào giữa hai khái niệm trên, DWDM nói đến khoảng cách gần giữa các kênh và chỉ ra một cách định tính số lượng kênh riêng rẽ (mật độ kênh) trong hệ thống. Những kênh quang trong hệ thống DWDM thường nằm trong một cửa sổ bước sóng, chủ yếu là 1550 nm vì mơi trường ứng dụng hệ thống này là mạng đường trục, cự ly truyền dẫn dài và dung lượng lớn. Công nghệ hiện nay đã cho phép chế tạo phần tử và hệ thống DWDM 80 kênh với khoảng cách kênh rất nhỏ cỡ 0,4 nm. Để thuận tiện chúng ta dùng thuật ngữ WDM để chỉ chung cho cả hai khái niệm WDM và DWDM.
Trong kỹ thuật ghép bước sóng quang có hai loại hệ thống: hệ thống ghép bước sóng đơn hướng và hệ thống ghép bước sóng song hướng:
Hệ thống ghép bước sóng quang đơn hướng: Trong hệ thống ghép bước sóng
theo một hướng, các tín hiệu quang cần truyền có bước sóng khác nhau 1, 2,...N thơng qua bộ ghép kênh tổ hợp được ghép lại với nhau sao cho phổ tần của chúng không dẫm lên nhau “ghép kênh” và truyền một chiều trên một sợi quang đến phía thu. Ở đầu thu, bộ tách kênh quang sẽ tách những tín hiệu có bước sóng khác nhau đó thành N tín hiệu quang ban đầu trước khi đưa tới các bộ thu quang tương ứng. Ở chiều ngược lại ghép các bước sóng λ1, λ2,…, λN và truyền trên sợi thứ 2. Mơ hình hệ thống ghép bước sóng đơn hướng được chi ra ở hình 1.10.
Hệ thống ghép bước sóng quang hai hướng: Trong hệ thống ghép bước sóng
hai hướng, các tín hiệu cần truyền với các bước sóng khác nhau được ghép lại theo bước sóng (λ1, λ2,…, λN) và sau đó truyền trên cùng một sợi và tại đầu kia thiết bị tách bước sóng sẽ tách các bước sóng này trước khi đưa tới các bộ thu quang tương ứng. Hướng ngược lại các tín hiệu được ghép với các bước sóng λ’1, λ’2,…, λ’N và
32
được truyền trên cùng một sợi đã sử dụng để truyền tín hiệu của hướng phát. Mơ hình hệ thống ghép bước sóng song hướng được chi ra ở hình 1.11.
Hệ thống ghép bước sóng hai hướng u cầu khắt khe hơn vì khi thiết kế gặp phải nhiều vấn đề như can nhiễu nhiều kênh, ảnh hưởng của phản xạ quang, cách ly giữa các kênh hai chiều, xuyên âm,… nên ít được sử dụng hơn. Tuy nhiên, so với hệ thống WDM một hướng, hệ thống WDM hai hướng giảm được số lượng sợi quang và số lượng bộ khuếch đại quang sợi.