Hiện nay, kỹ thuật thông tin quang đã được ứng dụng rộng rãi. Tuy nhiên, trong thời gian gần đây cùng với sự phát triển của Internet do máy tính cá nhân phổ cập, sự xuất hiện của dịch vụ đa phương tiện và cuộc cách mạng thông tin di động, thông tin cá nhân…dẫn đến sự bùng nổ thông tin. Với các hệ thống cáp quang đã được lắp đặt từ trước thì nguồn tài nguyên dường như đã cạn kiệt. Yêu cầu đặt ra là phải có các giải pháp để khắc phục hiện tượng này. Nếu phải lắp thêm các đường cáp quang mới thì chi phí sẽ rất cao. Mặt khác, sự ra đời của các loại nguồn quang laser bán dẫn có phổ hẹp cho phép phổ của tia sáng là rất nhỏ so với băng thông của sợi quang. Về mặt lý thuyết, có thể làm tăng dung lượng truyền dẫn của hệ thống bằng cách truyền đồng thời nhiều tín hiệu quang trên cùng một sợi nếu các nguồn phát có phổ cách nhau hợp lý và ở đầu thu có thể thu được tín hiệu quang riêng biệt khi sử dụng các bộ tách bước sóng. Và đây chính là cơ sở của kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng WDM.
Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật WDM là các tín hiệu quang có bước sóng khác nhau ở đầu phát được ghép kênh và truyền trên cùng một sợi quang. Ở đầu thu, tín
hiệu gồm nhiều bước sóng đến từ sợi quang đó được tách kênh để thực hiện xử lý theo yêu cầu của từng bước sóng.
Như vậy, WDM có nghĩa là độ rộng băng quang của một liên kết được tách thành các vùng phổ cố định, không chồng lấn. Mỗi vùng tương ứng với một kênh có
bước sóng λi. Các kênh khác nhau thì độc lập với nhau và truyền với các tốc độ xác
định. Điều này cho phép WDM được xem như là hệ thống truyền dẫn mà tín hiệu được truyền trong suốt đối với dạng mã và tốc độ bit.
Hình 2.1: Hệ thống WDM a, Hệ thống WDM một hướng
b, Hệ thống WDM hai hướng
Hình 2.1 mô tả hai loại hệ thống WDM: hệ thống ghép kênh bước sóng hai hướng trên hai sợi khác nhau (hệ thống WDM một hướng) và hệ thống ghép kênh
Trong hệ thống WDM một hướng, tại đầu phát thiết bị ghép bước sóng được dùng để kết hợp các bước sóng khác nhau sau đó truyền trên cùng một sợi quang. Tại đầu thu, thiết bị tách bước sóng sẽ tách các bước sóng này trước khi đưa tới các bộ thu quang. Để có thể truyền dẫn thông tin hai hướng thì cần lắp đặt hai hệ thống WDM một hướng ngược chiều nhau.
Trong hệ thống WDM hai hướng, tín hiệu được truyền đi theo một hướng tại
bước sóng λ1,λ2,...,λNvà hướng ngược lại tại bước sóng ' '
2 '
1,λ ,...,λN
λ trên cùng một
sợi quang. Chúng thường thuộc hai vùng phổ khác nhau và được gọi là băng đỏ và băng xanh.
Hệ thống WDM một hướng được phát triển và ứng dụng tương đối rộng rãi. Hệ thống WDM hai hướng yêu cầu công nghệ phát triển cao hơn vì khi thiết kế gặp phải nhiều vấn đề như can nhiễu nhiều kênh (MPI), ảnh hưởng của phản xạ quang, cách ly giữa các kênh hai chiều, xuyên âm…Nhưng so với hệ thống WDM một hướng, hệ thống WDM hai hướng giảm được số lượng bộ khuếch đại sợi quang.