1.7.1. Ưu điểm
Hệ thống WDM có dung lượng truyền dẫn lớn hơn nhiều so với hệ thống TDM.
Không giống như TDM phải tăng tốc độ số liệu khi lưu lượng truyền dẫn tăng, WDM chỉ cần mang vài tín hiệu, mỗi tín hiệu ứng với mỗi bước sóng riêng (kênh quang)
WDM cho phép tăng dung lượng của mạng hiện có mà khơng cần phải lắp đặt thêm sợi quang
1.7.2. Nhược điểm
Dung lượng hệ thống còn nhỏ, chưa khai thác triệt để băng tần rộng lớn của sợi quang.
CHƯƠNG 2. CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ TRONG HỆ THỐNG COHERENT
2.1. Giới thiệu chung
2.1.1. Khái niệm về thơng tin quang coherent
IM-DD đã đóng một vai trị rất quan trọng trong ngành viễn thơng, đem lại hiệu quả kinh tế to lớn và còn đang được sử dụng rộng rãi nhờ có ưu điểm là đơn giản và giá thành rẽ.
Tuy nhiên hệ thống này có một số nhược điểm cơ bản như tỉ số tín hiệu trên nhiễu nhận được tại đầu ra bộ tách sóng thấp, độ nhạy của máy thu khơng cao làm khoảng cách truyền dẫn bị hạn chế. Đồng thời do đặc điểm thu tín hiệu theo nguyên lý tách sóng trực tiếp (khơng qua đổi tần) nên tự máy thu không thể lựa chọn các kênh quang tùy ý trong môi trường đa kênh mà phải kết hợp thêm bộ lọc quang, việc này hạn chế khả năng sử dụng chúng trong các mạng truyền dẫn và phân phối đa kênh quang đến trực tiếp các thuê bao trong tương lai. Trong bối cảnh đó việc sử dụng máy thu mới có nguyên lý hoạt động khác – Máy thu Coherent - nhằm nâng cao độ nhạy và có thể chọn kênh trong mơi trường phân phối đa kênh là một yêu cầu cấp thiết và mang tính hấp dẫn cao.
Hệ thống thơng tin Coherent ra đời và khắc phục được các nhược điểm của hệ thống IM-DD và là hệ thống thông tin của tương lai. Hiện nay, bước đầu nó đang được áp dụng ở các nước tiên tiến để nhanh chóng đưa vào sử dụng, khai thác rộng rãi trong một tương lai gần, đây là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực viễn thông.
Hệ thống thông tin quang coherent dựa theo nguyên lý truyền sóng ánh sáng mang tín hiệu kết hợp với một sóng ánh sáng khác tại phía thu quang. Tương tự trong các hệ thống thông tin vô tuyến viba, truyền tin bằng việc điều tần hoặc pha của sóng mang quang và tách tin hiệu nhận được bằng các kỹ thuật tách sóng homodyne hoặc heterodyne. Sự kết hợp về pha của sóng mang quang đóng vai trị quan trọng trong thực hiện các hệ thống này, do đó cịn gọi là hệ thống thơng tin quang kết hợp (coherent).
Các hệ thống coherent có những đặc điểm sau:
Thơng tin được điều chế ở phía phát với mức yêu cầu cao về độ rộng phổ tín hiệu, độ ổn định tần số (có thể điều chế trực tiếp hoặc điều chế ngồi).
Trước khi tách sóng ở máy thu, tín hiệu được trộn với sóng dao động nội (laser diode). Như vậy ánh sáng đã được xử lý trước khi tới bộ tách sóng quang
2.1.2. Cấu trúc của hệ thống thơng tin quang Coherent
Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống thông tin quang Coherent
Phần phát gồm mạch điều khiển, Laser diode, bộ điều chế ngoài (ngồi ra cịn có thể có thêm bộ khuếch đại cơng suất, bộ điều khiển công suất tự động).
Laser bán dẫn thường là loại đơn mode DFB, độ rộng phổ hẹp ≈ 0.1 nm, laser có bộ cộng hưởng ngồi hoặc laser cách tử có độ rộng phổ 10 ÷ 100 MHz.
Các loại LED và Laser đa mode khong6t thích hợp cho hệ thống coherent vì độ rộng phổ của nguồn phải < độ rộng băng tần tín hiệu.
Nguồn laser cần phải được ổn định nhiệt nhằm duy trì độ ổn định tần số
Phần thu của hệ thống coherent là phần phức tạp nhất của hệ thống và cũng đặc trưng nhất của hệ thống coherent. Về cơ bản bao gồm:
Bộ trộn quang
Laser dao động nội
Photodiode
Tiền khuếch đại
Giải điều chế tại trung tần
Trong đó bộ trộn quang là một mạng 4 cửa có 2 trường quang đầu vào ( tín hiệu thơng tin và sóng dao động nội ) được trơn với nhau và cộng tuyến tính tại cửa ra.
Yêu cầu cà hai trường quang cần phải đồng hướng tên mặt của photodiode. Do trạng thái phân cực của tín hiệu dọc theo sợi bị thăng giáng nên cần phải sử dụng bộ điều khiển phân cực tín hiệu và dao động nội ở đầu cuối của tuyến sợi quang. Độ lệch giữa các trạng thái phân cực của tín hiệu và dao động nội có thể ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống.
Nếu tần số của sóng dao động nội và tín hiệu giống nhau thì mày thu gọi là Homodyne, cịn nếu tần số của sóng dao động nội và tín hiệu khác nhau (Δ f=fℑ)
thì máy thu gọi là Heterodyne.
Cấu trúc của Laser dao động nội và Laser ở phía phát về cơ bản là giống nhau, tuy nhiên có một điểm khác là: trong laser dao động nội có khả năng điều chỉnh từng tấn số phát trong một dải rộng để đảm bảo tần số tín hiệu sau khi trộn ln ổn định.
Bộ trộn + photodiode hoạt động như một bộ biến đổi tần thấp (heterodyne) hoặc tách pha (homodyne)
Dịng tín hiệu từ đầu ra của bộ tách sóng được đưa tới tiền khuếch đại, được lọc thông dải để giới hạn độ rộng băng tần nhiễu và sau đó được giải điều chế tương ứng với dạng điều chế.
Ưu điểm quan trọng của sử dụng các kỹ thuật tách sóng coherent là ở chỗ cả biên độ và pha của tín hiệu quang thu được có thể được tách ra và đo. Đặc điểm này mở ra khả năng gửi thông tin bằng cách điều chế hoặc biên độ, hoặc pha, hoặc là tần số của sóng mang quang.
Trong các HT thơng tin số, 3 khả năng điều chế được sử dụng là ASK, PSK và FSK. Các dạng điều chế này được trình bày cho một mẫu bít đặc biệt trên hình
sau.
Hình 2.2 Dạng sóng của các dạng điều chế với chuỗi bit nhị phân là 101010