CHƢƠNG 2 : MỘT SỐ ỨNG DỤNG TIÊU BIỂU CỦA HỆ THỐNG FSO
3.3 Đặc điểm, yêu cầu của bộ thu
So với thiết bị phát ánh sáng, bộ phận thu có nhiều giới hạn hơn. Hai hệ thống tách sóng thơng thường nhất dùng trong phạm vi phổ gần hồng ngoại dựa trên công nghê silicon hay InGaAs. Tất cả các thiết bị có 1 đáp ứng phổ khá rộng, và không như Laser, chúng khơng hoạt động ở 1 khoảng bước sóng đặc biệt. Nếu ta cần giải điều chế 1 bước sóng đặc biệt trong hê thống WDM, thì các bộ lọc bước sóng bên trong sẽ kết hợp chặt chẽ vào trong thiết kế.
3.3.1 Bộ tách sóng các bước sóng ngắn (hồng ngoại 1330nm)
Silicon là thường được sử dụng là vật liệu tách sóng trong vùng bước sóng gần hồng ngoại và thấy được. Cơng nghệ silicon là rất hồn thiện, và thiết bị thu silicon có thể tách được tín hiệu của các ánh sáng ở mức cực thấp.
Cũng như phần lớn vật liệu tách sóng băng rộng, Silicon có 1 đáp ứng phổ độc lập với bước sóng hoạt động của bộ phát. Bộ tách sóng dựa trên Silicon thường có 1 đáp ứng nhạy cao tại bước sóng 850nm, tạo ra bộ tách sóng lí tưởng sử dụng cùng với bộ phát xạ VCSELs bước sóng ngắn 850nm. Tuy nhiên độ nhạy của nó giảm nhanh khi ở vùng bước sóng 1µm. Như kết quả thực nghiệm, 1100nm đánh dấu bước sóng cắt của bộ tách sóng dùng silicon, và nó khơng thể hoạt động ngồi vùng này. Bộ tách sóng silicon có thể hoạt động ở băng thơng rất lớn, một ứng dụng hiện tại là khoảng 10Gbps. Có 2 bộ tách sóng thơng dụng: PIN silicon (Si-PIN) và APD (Si-APD).
Si-PIN với bộ khuếch đại đổi tần tích hợp cũng rất thơng dụng. Trong các bộ tách sóng này, thì độ nhạy là 1 hàm của băng thơng tín hiệu điều chế, và độ nhạy sẽ giảm khi băng thông tách sóng tăng lên. Giá trị độ nhạy thông thường của Si-PIN là khoảng -34dB ở tốc độ 155Mbps.
Si-APD có độ nhạy cao hơn vì tiến trình khuếch đại bên trong. Vì vậy bộ tai lieu, luan van31 of 98.
tách sóng Si-APD là hữu ích hơn trong FSO. Độ nhạy cho các ứng dụng băng thơng rộng, có thể thấp hơn -55dBm ở tốc độ vài Mbps, -52dBm ở tốc độ 155Mbps, -46dBm ở 622Mbps.
Bộ tách sóng silicon có thể hơi lớn về kich thước (ví dụ: 0.2 x 0.2 mm) và vẫn hoạt động ở tốc độ cao. Đặc tính này sẽ giảm thiểu suy hao khi ánh sáng tập trung vào bộ tách sóng và hoặc là các thấu kính đường kính lớn hay gương parabol phản xạ được dùng.
3.3.2 Bộ tách sóng các bước sóng dài (hồng ngoại 1550nm)
InGaAs là vật liệu thường dùng cho việc tách sóng các bước sóng dài. Tương tự như Silicon, InGaAs là 1 vật liệu tách sóng băng thơng rộng, và đáp ứng phổ hay hiệu ứng lượng tử cơ bản là phụ thuộc vào bước sóng giải điều chế.
Các thập niên trước, đặc tính của bộ tách sóng InGaAs về độ nhạy, băng thơng hữu dụng và các kỹ thuật sợi quang bước sóng 1550 nm đã liên lục được phát triển. Gần 100% hệ thống sợi quang sử dụng InGaAs là vật liệu tách sóng.
Về mặt kinh tế, bộ tách sóng InGaAs là có thể tối ưu cho bước sóng 1310 nm hoặc 1550 nm. Vì độ nhạy giảm nghiêm trọng ở các bước sóng ngắn nên InGaAs khơng dùng cho việc tách sóng ở phạm vi bước sóng 850nm.
Lợi ích lớn nhất của bộ tách sóng InGaAs là khả năng hoạt động ở băng thông cực lớn kết hợp với đáp ứng phổ cao ở bước sóng 1550 nm. Hầu hết các bộ thu InGaAs sử dụng công nghệ PIN hay APD. Cũng như slicon, InGaAs APD có độ nhạy cao hơn vì tiến trình khuếch đại bên trong. Giá trị độ nhạy băng thông cao -46dBm ở tốc độ 155Mbps, hay -36dBm cho tốc độ 1,25 Gbps; mặc dù kích thước của bộ tách sóng InGaAs là nhỏ hơn so với thiết bị tương tự cho silicon. Điều này làm cho việc nối kết ánh sáng gặp nhiều khó khăn hơn.
Hệ thống thông tin quang không dây và vấn đề thiết kế, tính tốn, tối ưu tuyến trong điều kiện khí hậu Việt Nam
Hình 3.4 Mơ hình một bộ thu phát Laser dùng trong hệ thống FSO