vane I MRR REREAD UR Exe hit
3.3. Hệ thống WDM ghép mật độ cao (DWDM - Dense WDM)
Đây là hệ thông WDMI ra đời từ giữa những năm 1990 và cũng chính là các hệ thống
WDM hiện tại đang khai thác trên thế giới. Hệ thống này cho phép ghép rất nhiều các
bước sóng trên hệ thống. Khoảng cách giữa các bước sóng chỉ cỡ 200 GHz, 100 GHz,
50 GHz và thậm chí là 25 GHz. ITU- T đã đưa ra chuân G.692 quy định về khoảng
cách các kênh, bước sóng trung tâm của hệ thống DWDM như sau:
- Khoảng cách các kênh: 100 GHz - Buoc song trung tam: 1552.52 nm - Vùng bước sóng hoạt động: Băng S, C, L, U.
HI] ml
4.CWc thiết bị tron#°HỀWG ng nt
CC... ga
Bộ ghộp/tõ‹ngiứa4@‡\@fCoupler) là thiết bị quang dựng để kết hợp cỏc tớn hiệu truyền đến từ các sợi quang khác nhau. Nếu Coupler chỉ cho phép ánh sáng truyền qua nó theo một chiêu, ta gọi là Coupler có hướng (directional coupler). Nếu nó cho phép ánh sáng đi theo 2 chiều, ta gọi là coupler song hướng (bidirectional coupler).
Cấu trúc cơ bản của một coupler gồm hai ống dẫn sóng (sợi quang) đơn mốt đặt song song cạnh nhau. Khoảng cách của hai ống đẫn sóng hoặc sợi quang này phải đủ gan đề có thê xảy ra hiệu ứng cộng hưởng lan truyền từ sợi nảy sang sợi kia.
Lớp vỏ thủy tỉnh
Công Công 2
Công 4 Cổng 3
~~ Cac Idi don mode
Chiéu dai ghép
XY iT (>
(b) =\_7H —“ TT vộ ứọ | Olụ } ( OO )
=F hư SS Nung nong ‘© Ni Mat cat D Soi chay Vỏ đánh bóng hai lõi
Hình 1 15: (a) Hiệu ứng cộng hưởng công suất trong hai ống dân sóng đặt cạnh nhau
và (b) ứng dụng làm coupler ghép/tách công suất Hình trên mô tả hoạt động của hiện tượng ghép/tách công suất qua hiện tượng cộng hưởng. Tín hiệu quang đi vào cửa số 4 và lan truyền trong sợi quang phía dưới. Dọc theo đường truyền quang, do hiệu ứng cộng hưởng, một phần công suất quang được truyền trên sợi thứ 2. Phần công suất này tiếp tục được truyền sang cho đến hết phần công suất trên sợi phía đưới. Hiện tượng này tiếp tục lặp lại nhưng theo chiều ngược lại: Công suất truyền từ sợi phía trên xuống sợi phía dưới. Quá trình này tiếp diễn ra dọc theo sợi quang tạo ra một “dao động” về công suất quang dọc theo chiều dài hai sợi. Khoảng cách của nửa chu kỳ đao động này được gọi là chiều đài ghép công suất.
Chiều dài này tỉ lệ thuận với khoảng cách giữa hai sợi quang.
Coupler là linh kiện quang linh hoạt và có thế cho nhiều ứng dụng khác nhau: Bộ Coupler với tỉ số ghép ơ ~ I được đùng đề trích một phần nhỏ tín hiệu quang, phục vụ cho mục đích giám sát.
20
lÍ[ _-_. rÌ
Coupler còn là bớ ải ơ bÄ để tạo nên các thành phần quang khác, chẳng hạn như: Các bộ SER RRA ERE SRS 4 Saito! đa Mach-Zehnder MZI...
MZI có thê đ@ópgEê@gjOffoat động như bộ lọc, MUX/DEMUX, chuyển mạch và bộ chuyên đổi bước sóng.
Thực hiện ghép/tách bước sóng trên sợi quang. Nhờ điều chỉnh chiều dài ghép
thích hợp khi chế tạo, coupler 2 x 2 ghép 50:50 phân bố công suất ánh sáng từ một đầu
vào ra làm hai phần bằng nhau ở hai ngõ ra. Coupler này còn được gọi là coupler 3đB, ứng dụng phô biến nhất. Từ coupler 3đB, có thê tạo nên bộ coupler n x n tín hiệu khác nhau vào một sợi quang.
4,2.Bo isolator/circulator
Isolator là thiết bị không thuận ngược. Nó chỉ truyền ánh sáng qua nó theo một chiều và ngăn không cho truyền theo chiều ngược lại. Nó được dùng tại đầu ra của các thiết bị quang (bộ khuếch đại, nguồn phát laser) để ngăn quá trình phản xạ ngược trở lại các thiết bị đó, gây nhiễu và hư hại thiết bị.
Bộ Isolator thường đứng trước đầu ra bộ khuếch đại quang hoặc nguồn phát laser để ngăn ánh sáng phản xạ ngược trở lại thiết bị gây nhiễu va có thê làm hư thiết bị.
Chiêu thuận Bộ quay pha Bộ lọc aa Bộ lọc phân cực Faraday (quay 45°) (phân cực đứng) 2
TT bà — FT
———” tr X
` 2a tig Hướng
D Hướng ¡ Petes : GD a én trường ,
1 điện trường Chiều ngược
OOD:
€ ` ZG :
aT ⁄⁄ ⁄2 Hướng 4
E=—= ` điện trường Hướng cv điện trường
Hình l I6: Nguyên lÿ hoạt động của isolator Phân tử cơ bản của bộ isolator là bộ quay pha Faraday có đặc tính quay pha tín hiệu 45° bất kế ánh sáng đi vào theo chiều thuận hay ngược.
- Xét tín hiệu ánh sáng đi vào theo chiều thuận: Ánh sáng đi qua bộ lọc phân cực (phân cực đứng), tiếp đó đi qua bộ quay pha Faraday. Khi nảy ánh sáng được quay phân cực 45o và đi qua hoàn toàn bộ lọc phân cực đặt cùng hướng 45o phía sau đó.
21
|]. alll
. soi qua + ( . ˆ a
- Xét tín hiệu ánHSãDp đi vao tềo chiều ngược. Ảnh sáng đi qua bộ lọc phân cực 45o tiếp đó đi ESSA ERO HAAN Se AGRA IRS BER tục la phan cực ngang.
Như vậy, tớn hiộfủỉĂdaeđnemày sẽ bị chặn lại bởi bộ lọc phõn cực đứng và khụng thờ đi qua b6 isolator.
Dé tránh trường hợp tín hiệu đi vào theo chiều thuận có thê sẽ không đi qua được bộ isolator (hoặc mắt một phần năng lượng) do không phân cực đúng theo phương đứng, người ta sử dụng trước hết một bộ chia phân cực rồi xử lý trên hai nhánh song song va két hop chung lai voi nhau tai đầu ra. Khi đó, bé isolator sé không phụ thuộc vào phân cực nữa.
Bộ chia phân cực được làm từ vật liệu có tính chất lệch phân cue (birefringent).
Ánh sáng di tir vat liệu đó ra ngoài không khí sẽ tách hai thành phần phân cực ra theo hai hướng. Một thành phần sẽ khúc xạ ra khỏi vật liệu (vì chiết suất đối với thành phần nay la cố định) và một thành phần sẽ phản xạ trở lại vật liệu và đi ra theo một đường khác (vì chiết suất đối với thành phần này khác so với thành phần kia).
Circulator cũng thực hiện chức năng tương tự như bộ Isolator nhưng nó thường có nhiều công thường là 3 hoặc 4 cửa.
Hình 1.17: Dạng điển hình của một circulator 3 công 4.3. Bộ lọc quang
Bộ lọc là thiết bị chỉ cho phép một kênh bước sóng đi qua, khóa đối với tất cả các kênh bước sóng khác. Nguyên lý cơ bản nhất của bộ lọc là sự giao thoa giữa các tín hiệu, bước sóng hoạt động của bộ lọc sẽ được cộng pha nhiều lần khi đi qua nó, các kênh bước sóng khác, ngược lại sẽ bị triệt tiêu về pha. Tùy thuộc vào khả năng điều chỉnh kênh bước sóng hoạt động, người ta chia bộ lọc làm hai loại: bộ lọc cố định và bộ lọc điều chỉnh được.
22
|]. alll
4.4, BO ghép/tWeh Keith bulle sons
Hình: ảnh hưởng của SRS. Năng lượng từ kênh
Nguyờn lýieớcđữngdbỏbửty¿R)ÿÃAtăngiiờrtoaeớtr như bộ Coupler. Tuy
nhiên, bộ cou a Tae Mite hiện ghép tách tín hiệu có cùng bước sóng, còn bộ MUX/DEMUX thực hiện ghép tách tín hiệu ở các bước sóng khác nhau.
4.5.Bộ chuyên mạch quang
Theo chức năng, bộ chuyên mạch đơn sẽ cho phép/hoặc không cho phép tín hiệu ánh sáng đi qua. Chuyển mạch chuyên tiếp Lx2 hướng tín hiệu ánh sáng từ sợi quang thứ nhất sang sợi quang thứ hai hoặc sang sợi quang thứ ba. Bộ chuyên mạch chuyên tiếp 2x2 có thê kết nối hai sợi quang này với hai sợi quang khác.
4.6. Bộ chuyên đổi bưUc sóng
Bộ chuyền đổi bước sóng là thiết bị chuyên đôi tín hiệu có bước sóng này ở đầu vào ra thành tín hiệu có bước sóng khác ở đầu ra.
Có bốn phương pháp chế tạo bộ chuyên đôi bước sóng: phương pháp quang-điện, phương pháp cửa quang, phương pháp giao thoa và phương pháp trộn bước sóng.