Đang tải... (xem toàn văn)
Cũng giống với SRS,SBS là một loại của tán xạ không đàn hồi và cả hai rất giống nhau về nguồn gốc của chúng
Đề tài tốt nghiệp: Jitter trong hệ thống truyền dẫn Soliton LỜI MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, công nghệ truyền thông quang đã có những bước tiến vững chắc, được minh họa bởi nhu cầu ngày càng tăng của các dịch vụ. Các nhà nghiên cứu thiết kế hệ thống quang và mạng nhận thấy bản thân chúng là nhu cầu trường tồn để làm tăng thêm dung lượng và truyền thông đường dài. Tất nhiên có một sự cạnh tranh mạnh mẽ giữa hệ thống tuyến tính và phi tuyến. Lớp các hệ thống truyền dẫn tuyến tính NRZ-IM/DD kết hợp với công nghệ WDM bao trùm trên một diện rộng các ứng dụng, bao gồm các khoảng cách truyền dẫn lên đến 10000km, và các tốc độ lên đến 100Gb/s. Những hệ thống này hiện tại hoạt động phổ biến, nhưng nói chung bị hạn chế đến tốc độ 2,5-5 Gb/s mỗi kênh trong các truyền dẫn đường dài. Một số lượng lớn các sóng mang quang sau đó có thể được yêu cầu để tạo ra tốc độ 100Gb/s. Mặt khác các hệ thống phi tuyến RZ, tức là các hệ thống soliton được khuyếch đại đã đạt đến độ chín có thể xem xét, chính vì thế là một sự lựa chọn đúng đắn đối với truyền thông dung lượng cao. Trong truyền thông đường dài mỗi kênh hệ thống RZ phi tuyến có thể hỗ trợ các tốc độ lên đến 10Gb/s. Mặc dù đang có mặt các công nghệ hoàn hảo các hệ thống soliton được khuyếch đại vẫn chưa được triển khai phổ biến. Lý do chính là trong đó các soliton chịu ảnh hưởng Gordon-Haus khắt khe, kết quả từ sự trộn lẫn tín hiệu và nhiễu sự phát xạ tự phát tự phát tạo ra bởi các bộ khuyếch đại EDFA được sử dụng để bù suy hao sợi quang. Sự trộn lẫn tín hiệu và nhiễu tạo ra một sự jitter trên các độ rộng xung, chính vì thế hạn chế dung lượng các soliton được khuyếch đại. Việc nghiên cứu hệ thống truyền thông quang được đề ra trên nhiều khía 1 cạnh. Trong phần trình bày của đồ án em tập trung vào các vấn đề cơ bản nhất của hệ thống soliton, yếu tố jitter ảnh hưởng đến hệ thống soliton đơn kênh và đa kênh. Mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng chắc chắn trong phạm vi đồ án này chưa thể hoàn chỉnh các vấn đề nêu ra. Em rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, các bạn sinh viên và các bạn đọc quan tâm đến vấn đề này. Em xin được gửi tới Thầy giáo Thạc sỹ Nguyễn Đức Nhân đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình, giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này. Xin gửi lời cảm ơn tới gia đình Gia đình, thầy cô giáo, những người thân đã hết sức tạo điều kiện, động viên, giúp đỡ em trong thời gian làm đồ án. 1 Đinh Sỹ Thạc Chí- D2001VT Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông 1 Đề tài tốt nghiệp: Jitter trong hệ thống truyền dẫn Soliton Hà Nội, ngày 25 tháng 10 năm 2005 Sinh viên Đinh Sỹ Thạc Chí CHƯƠNG I HIỆU ỨNG QUANG PHI TUYẾN 1.1. Giới thiệu chung Các hệ thống thông tin quang hiện nay đang khai thác trên mạng lưới viễn thông đều sử dụng các sợi quang truyền dẫn trong môi trường tuyến tính mà ở đó các tham số sợi không phụ thuộc vào công suất quang. Hiệu ứng phi tuyến sợi xuất hiện khi tốc độ dữ liệu, chiều dài truyền dẫn, số bước sóng và công suất quang tăng lên. Các hiệu ứng phi tuyến này đã có ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng truyền dẫn của hệ thống và thậm chí trở nên quan trọng hơn vì sự phát triển của bộ khuếch đại quang sợi Đinh Sỹ Thạc Chí- D2001VT Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông 2 Đề tài tốt nghiệp: Jitter trong hệ thống truyền dẫn Soliton EDFA cùng với sự phát triển của các hệ thống ghép kênh phân chia theo bước sóng WDM. Với việc tăng hiệu quả truyền thông tin mà có thể được làm bằng việc tăng tốc độ bit, giảm khoảng cách giữa các kênh hoặc kết hợp cả hai phương pháp trên, các ảnh hưởng của phi tuyến sợi trở nên đóng vai trò quyết định hơn. Mặc dù công suất riêng của mỗi kênh có thể thấp dưới mức cần thiết để xuất hiện tính phi tuyến, tổng công suất của tất cả các kênh có thể nhanh chóng trở nên đủ lớn. Sự kết hợp của tổng công suất quang cao và một số lớn các kênh ở các bước sóng gần nhau thì lý tưởng cho nhiều loại hiệu ứng phi tuyến. Vói tất cả lý do này cho thấy tầm quan trọng của việc hiểu các hiệu ứng phi tuyến. Các hiệu ứng phi tuyến này bao gồm: tán xạ Raman kích thích (SRS: simulated Raman scattering), tán xạ Brillouin kích thich (SBS: simulated Brillouin scattering), hiệu ứng trộn 4 sóng (four-wave mixing), điều chế chéo pha (XPM: cross-phase modulation), tự điều chế pha (SPM: self-phase modulation). Mỗi hiệu ứng phi tuyến tùy từng trường hợp có thể có lợi hoặc có hại. Chẳng hạn XPM và FWM thì bất lợi cho hệ thống đa kênh WDM. SPM và XPM gây ra sự mở rộng phổ trong các xung quang mà sau đó tương tác với tán sắc sợi. Điều này có thể có lợi hoặc có hại cho hệ thống truyền thông quang tùy thuộc vào tán sắc thường hay dị thường. Như vậy, việc nắm rõ các hiệu ứng phi tuyến này là rất cần thiết để có thể hạn chế các ảnh hưởng không có lợi của nó và tối ưu hóa trong việc thiết kế hệ thống truyền dẫn quang. 1.2. Nguyên nhân gây ra hiệu ứng phi tuyến quang Hiệu ứng phi tuyến quang xuất hiện khi công suất quang phát trên đường truyền tăng dẫn đến mức nào đó. Nguyên nhân là do hai yếu tố: - Thứ nhất là sự phụ thuộc của chỉ số chiết suất n vào công suất ánh sáng : eff A P nnn . 20 += (1.1) Trong đó: n 0 là chỉ số chiết suất tuyến tính (chỉ số chiết suất trong môi trường tuyến tính cường độ thấp). n 2 là chỉ số chiết suất phi tuyến. Giá trị điển hình của n 2 trong thủy tinh silic là 3,2.10 20 − m 2 / W và không phụ thuộc Đinh Sỹ Thạc Chí- D2001VT Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông 3 Đề tài tốt nghiệp: Jitter trong hệ thống truyền dẫn Soliton vào bước sóng. Sơ đồ dưới đây mô tả mối quan hệ giữa chỉ số chiết suất và công suất quang: Hình 1.1. Sự phụ thuộc của chiết suất sợi silica vào công suất quang Ta nhận thấy sự thay đổi chiết suất tương đối nhỏ song nó lại rất quan trọng vì chiều dài tương tác trong sợi quang thực tế có thể lên tới hàng trăm kilômét và sự biến đổi này gây ra các hiệu ứng XPM, SPM, FWM. - Thứ hai là do các hiện tượng tán xạ kích thích như: SRS, SBS. 1.3 Tán xạ ánh sáng kích thích SRS và SBS 1.3.1 Tán xạ Raman kích thích SRS SRS là một loại của tán xạ không đàn hồi (tán xạ mà tần số ánh sáng phát ra bị dịch xuống). Ta có thể hiểu đây là một loại tán xạ của một photon tới photon năng lượng thấp hơn sao cho năng lượng khác xuất hiện dưới dạng một phonon. Quá trình tán xạ gây ra suy hao công suất ở tần số tới và thiết lập một cơ chế suy hao cho sợi quang. Ở mức công suất thấp, thiết diện tán xạ phải đủ nhỏ để suy hao là không đáng kể. Ở mức công suất cao, hiện tượng phi tuyến SRS xẩy ra nên cần xem xét đến suy hao sợi. Cường độ ánh sáng sẽ tăng theo hàm mũ mỗi khi công suất quang vượt quá giới hạn nhất định. Giá trị ngưỡng này được tính toán dựa trên việc cường độ ánh sáng tăng như thế nào so với tạp âm và được Đinh Sỹ Thạc Chí- D2001VT Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Công suất quang 1.47006 1.47005 1.47004 1.47003 1.47002 1.47001 1.47000 4 Đề tài tốt nghiệp: Jitter trong hệ thống truyền dẫn Soliton định nghĩa là công suất tới tại nơi nửa công suất bị mất bởi SRS ở cuối đầu ra sợi dài L và được mô phỏng như sau [2]: g R .P th .L eff /A ≈ eff 16 (1.2) Trong đó: g R là giá trị đỉnh của hệ số khuyếch đại Raman. A eff là diện tích hiệu dụng L eff là chiều dài tương tác hiệu dụng L eff = (1-e L α − )/ α (1.3) Vói α là suy hao sợi. Trong hệ thống truyền thông quang thực tế, sợi quang đủ dài để L eff α /1 ≈ . Nếu thay A eff = 2 πω , với ω là kích thước điểm => P th RReff ggL )(16 . )(16 22 πωαπω =≈ (1.4) Hệ số khuyếch đại Raman g R ≈ 1.10 13 − m/W với sợi silica ở gần vùng bước sóng 1 m µ và tỉ lệ nghịch với bước sóng. Nếu ta thay thế 2 πω =50 2 m µ và α =0,2dB/Km, P th ≈ 370mW ở gần vùng 1,55 µ m. Vì công suất đặt trong sợi quang thường nhỏ (dưới 10mW) nên tán xạ Raman kích thích (SRS) không gây hại nhiều tới suy hao sợi. đơn mốt chỉ xả 1.3.2 Tán xạ Brillouin kích thích (SBS) Cũng giống với SRS,SBS là một loại của tán xạ không đàn hồi và cả hai rất giống nhau về nguồn gốc của chúng. Điểm khác nhau chính là các phonon quang tham gia trong tán xạ Raman còn tán xạ Brillouin có các phonon âm thanh tham gia. Mối quan hệ tán sắc khác nhau với các phonon quang và các phonon âm thanh dẫn đến vài điểm khác nhau cơ bản giữa chúng. Đó là hiệu ứng SBS trong sợi mốt chỉ xảy ra theo hướng ngược còn SRS chiếm ưu thế trong hướng đi. Mức công suất ngưỡng của SBS cũng được tính tương tự như sau: g B .P th .L eff /A eff ≈ 21 (1.5) Trong đó: g B là giá trị đỉnh của hệ số khuyếch đại Brillouin Thay L eff ≈ 1/ α , A eff 2 πω ≈ => P th B g/)(21 2 πωα ≈ (1.6) Đinh Sỹ Thạc Chí- D2001VT Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông 5 Đề tài tốt nghiệp: Jitter trong hệ thống truyền dẫn Soliton Hệ số khuyếch đại Brillouin g B ≈ 5.10 / 11 m − W với sợi silica lớn gấp hàng trăm lần hệ số khuyếch đại Raman. Suy ra P th ≈ 1mW, với cùng điều kiện ở gần bước sóng 1,55 µ m, nơi suy hao sợi nhỏ nhất. Rõ ràng, SBS thiết lập một giới hạn trên đối với công suất quang vì giá trị ngưỡng của nó thấp. Khi công suất quang vượt quá ngưỡng, một phần lớn ánh sáng đã phát sẽ truyền lại bộ phát. Do đó, SBS gây ra sự bão hòa công suất quang trong máy thu, đồng thời cũng làm xuất hiện sự phản xạ ngược của tín hiệu quang, và nhiễu làm giảm tỉ lệ BER. Như vậy việc điều khiển SBS trong hệ thống truyền dẫn tốc độ cao là không thể thiếu. Hiện tượng phản xạ ngược tương tự như hiệu ứng của cách tử Bragg và ánh sáng tán xạ ngược càng tăng khi công suất quang vượt quá giá trị ngưỡng càng tăng Hình 1.2. Sự tăng ánh sáng tán xạ ngược khi công suất quang tăng. Việc tính toán P th ở trên không tính đến ảnh hưởng của độ rộng phổ kết hợp với ánh sáng tới. Vì phổ khuyếch đại cho sợi silica rất hẹp (<100MHz), công suất ngưỡng có thể tăng đến 10mW hoặc hơn bằng việc tăng trước băng tần khuyếch đại tới 200-400MHz qua sự điều chế pha. Bởi vậy, SBS giới hạn mức công suất đặt dưới 100mW trong hầu hết các hệ thống truyền thông quang. Tóm lại: Cả SRS và SBS có thể được sử dụng để cải tiến trong thiết kế hệ thống truyền thông quang vì chúng có thể khuyếch đại một trường quang bằng việc truyền năng lượng tới nó từ một trường bơm với bước sóng được chọn thích hợp. SRS đặc biệt có ích vì một băng tần cực lớn (~10THz) kết hợp với dạng phổ khuyếch đại Raman của silica. Cả SRS và SBS đều có Đinh Sỹ Thạc Chí- D2001VT Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông sự giảm công suất thu được sự tăng tán xạ Công suất quang thu được Công suất quang tán xạ ngược ngưỡng SBS Công suất đầu ra bộ phát quang 6 Đề tài tốt nghiệp: Jitter trong hệ thống truyền dẫn Soliton thể sử dụng để làm bộ khuyếch đại Raman sợi và khuyếch đại brillouin sợi tương ứng. 1.4 Tự điều chế pha SPM (self-phase modulation) và điều chế chéo pha XPM (cross-phase modulation) 1.4.1. Tự điều chế pha SPM Sự phụ thuộc của chỉ số chiết suất n vào cường độ trường của sóng ánh sáng được gọi là hiệu ứng Kerr quang, trong đó toàn bộ các trường tham gia vào tương tác phi tuyến ở cùng một tần số. Chỉ số chiết suất biến đổi như sau [2]: n , j = n j + n 2 . eff A P với j=1,2… (1.7) Trong đó: n , 1 , n , 2 là chiết suất lõi và vỏ. n 2 là hệ số chiết suất phi tuyến. n j là chỉ số chiết suất tuyến tính n 2 /10.3 220 m − ≈ W với sợi silica Hệ số truyền dẫn phi tuyến [2]: P A P n A P n nn c n eff eff jjj . 2 2 2. .2. 2 2 '' ' γβ λ π β λ π π λλ πω β +=+ =+=== (1.8) Với / 2 2 n λ π γ = A eff là hằng số truyền dẫn phi tuyến. Pha kết hợp với mode sợi tăng tuyến tính theo z, ảnh hưởng của chiết suất phi tuyến dẫn đến một sự dịch pha phi tuyến là: effin L in Lz in z in LL NL LPePeP dzePdzzPdz )1( 1 |. 1 )(.)( 0 00 ' γ α γ α γ γγββφ αα α =−= − ===−= −− − ∫∫∫ (1.9) P in giả thiết là không đổi. Thực tế sự phụ thuộc của P in vào thời gian làm cho NL φ thay đổi theo thời gian dẫn đến một sự dịch chuyển tần số mà từng bước ảnh hưởng tới hình dạng xung qua GVD. Để giảm ảnh hưởng của Đinh Sỹ Thạc Chí- D2001VT Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông 7 Đề tài tốt nghiệp: Jitter trong hệ thống truyền dẫn Soliton chiết suất phi tuyến thì độ dịch pha phi tuyến cần thỏa mãn điều kiện NL φ <<1. Từ đó có thể suy ra điều kiện ngưỡng của công suất quang: γ α γ γ =<<=><< . 1 1 . eff ineffinin L PLPP (1.10) Với 2,046.0/2.0 1 === − γα KmKmdB W 11 . −− Km , ta có: P in << 023.0 2 046.0 = W= 23mW Rõ ràng sự phụ thuộc chiết suất vào công suất quang là một yếu tố giới hạn với hệ thống truyền thông quang. Hiện tượng phi tuyến tương ứng với giới hạn này được gọi là tự điều chế pha SPM vì độ dịch pha NL φ được cảm ứng bởi chính trường quang. SPM tương tác với tán sắc sắc thể trong sợi để thay đổi tốc độ mở rộng xung khi nó lan truyền trong sợi quang. Khi tán sắc sắc thể trong sợi quang càng tăng ảnh hưởng của SPM càng lớn. Nó dẫn đến việc thay đổi các thành phẩn trong xung quang. Hiệu ứng này có thể xem như là cơ chế chirp phi tuyến, tần số hoặc bước sóng của ánh sáng trong một xung có thể bị chirp không chỉ đơn giản do đặc tính nội tại của nguồn phát mà còn do tương tác phi tuyến với môi trường truyền dẫn của sợi. Điều này dẫn đến sự dịch các sườn xung, xung lên bị dịch về phía bước sóng dài hơn và xung xuống bị dịch về phía bước sóng ngắn hơn và dẫn tới một sự dịch tần trên mỗi sườn xung mà tương tác với tán sắc sợi để mở rộng xung. Hình 1.3. Ảnh hưởng của hiệu ứng SPM trên xung 1.4.2 Điều chế chéo pha (XPM) Sự phụ thuộc của chỉ số chiết suất vào cường độ trường của sóng ánh sáng có thể cũng dẫn đến hiện tượng phi tuyến được biết là điều chế chéo pha. Nó chỉ xuất hiện trong hệ thống đa kênh và xảy ra khi hai hay nhiều kênh được truyền đồng thời trong sợi sử dụng các tần số sóng mang khác Đinh Sỹ Thạc Chí- D2001VT Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông Sự dịch xung Xung bị mở rộng khi lan truyền trong sợi Chirp tần số Xung đã phát Tần số 8 Đề tài tốt nghiệp: Jitter trong hệ thống truyền dẫn Soliton nhau. Độ dịch pha phi tuyến cho một kênh riêng không phụ thuộc vào chỉ số chiết suất của kênh khác. Độ dịch pha cho kênh j là [2]: += ∑ ≠ M jm mjeff NL j PPL 2. γφ (1.11) Trong đó: M là tổng số kênh P j là công suất kênh j (j= M,1 ). Hệ số 2 chỉ ra rằng XPM ảnh hưởng bằng 2 lần SPM với cùng công suất. Độ dịch pha tổng bây giờ phụ thuộc vào tất cả các kênh và có thể thay đổi từng bit phụ thuộc vào kiểu bit của kênh lân cận. Nếu ta giả sử công suất các kênh bằng nhau, độ dịch pha trong trường hợp xấu nhất khi tất cả các kênh truyền đồng thời tất cả các bit 1 là: ( ) j NL j PM 12 −= α γ φ (1.12) Để << NL j φ 1 => P j <1 (mW) ngay cả với M=10 nếu chúng ta sử dụng giá trị γ và α ở vùng λ =1,55 m µ . Rõ ràng XPM có thể là nhân tố giới hạn công suất chính. Tóm lại: Với những xung quang rộng tương đối (>100ps), ảnh hưởng của tán sắc không đáng kể. Với những xung quang ngắn hơn, ảnh hưởng của tán sắc và phi tuyến hoạt động cùng nhau trên xung dẫn đến nhiều đặc tính mới. Cụ thể sự mở rộng xung quang do tán sắc được giảm nhiều với sự có mặt của SPM và GVD dị thường. Thực tế một xung quang có thể lan truyền không méo nếu công suất đỉnh của chúng được lựa chọn tương ứng với Soliton cơ bản. Solition và truyền thông trên cơ sở Soliton sẽ được thảo luận trong chương sau. 1.5 Hiệu ứng trộn 4 sóng (FWM: four-wave mixing) Sự phụ thuộc của chỉ số chiết suất vào cường độ có gốc của nó trong độ cảm phi tuyến bậc 3 được biểu hiện bởi )3( χ . Hiện tượng phi tuyến khác được biết từ sự trộn 4 sóng (FWM) cũng xuất phát từ giá trị hữu hạn của )3( χ trong sợi thủy tinh [2]. Nếu 3 trường quang với tần số sóng mang 321 ,, ωωω lan truyền đồng thời trong sợi, )3( χ tạo ra trường thứ tư mà tần số 4 ω của nó liên quan với các tần số qua công thức: 4 ω = 321 ωωω ±± . Về nguyên lý sẽ xuất hiện nhiều tần số tương ứng với các sự kết hợp khác nhau của các dấu +, -. Tuy nhiên trong thực tế hầu hết sự kết hợp của chúng không xây dựng được yêu cầu thích ứng pha. Sự kết hợp của dạng 3214 ωωωω −+= là gây rắc rối nhất cho hệ thống truyền thông quang đa kênh Đinh Sỹ Thạc Chí- D2001VT Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông 9 Đề tài tốt nghiệp: Jitter trong hệ thống truyền dẫn Soliton vì chúng có thể gần với pha được thích ứng khi bước sóng nằm ở vùng tán sắc bằng 0. Hai yếu tố ảnh hưởng mạnh mẽ tới hiệu năng trộn là: - Đầu tiên là khoảng cách kênh. Hiệu năng trộn sẽ tăng mạnh mẽ khi khoảng cách kênh trở nên gần hơn. - Thứ hai là tán sắc sợi. Hiệu năng trộn tỉ lệ nghịch với tán sắc sợi và lớn nhất ở vùng tán sắc bằng không vì khi đó các sản phẩm trộn không mong muốn sẽ di chuyển cùng tốc độ. Do vậy trong thực tế, các sợi dịch tán sắc thường được thiết kế để có tán sắc dư ở bước sóng vận hành nhằm loại bỏ ảnh hưởng của FWM. Hình vẽ sau mô tả hiệu năng trộn 4 sóng trong sợi đơn mode. Hình 1.5. Hiệu năng trộn sóng với các mức khoảng cách khác nhau theo khoảng cách kênh Đinh Sỹ Thạc Chí- D2001VT Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông 0 -10 -20 -30 -40 -50 Tán sắc sợi 0ps/nm/km Tán sắc sợi 1ps/nm/km Tán sắc sợi 17ps/nm/km Hiệu năng trộn 10 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 Khoảng cách kênh (nm) [...]... Bưu Chính Viễn Thông 29 Đề tài tốt nghiệp: Jitter trong hệ thống truyền dẫn Soliton CHƯƠNG IV HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN SOLITON 4.1 Hệ thống truyền dẫn soliton Trong những năm gần đây, kỹ thuật thông tin quang đã được đưa vào khai thác trên mạng viễn thông đáp ứng nhu cầu gia tăng các dịch vụ Viễn thông ngày càng phong phú và hiện đại của nhân loại Truyền thông soliton quang qua quá trình nghiên cứu lâu... tính truyền thông đang tồn tại, đáp ứng nhu cầu truyền dẫn cao và đường dài Tuy nhiên việc sử dụng nó yêu cầu những thay đổi cần thiết trong thiết kế hệ thống so với hệ thống không soliton thông thường Trong phần này chúng ta sẽ tìm hiểu các vấn đề đó 4.1.1 Mô hình hệ thống chung Đinh Sỹ Thạc Chí- D2001VT Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông 30 Đề tài tốt nghiệp: Jitter trong hệ thống truyền dẫn Soliton. .. cách lan truyền lớn thì tốc độ bit lại nhỏ, chứng tỏ điều kiện này đã giới hạn đến khoảng cách truyền dẫn cũng như tốc độ bit của hệ thống soliton Đinh Sỹ Thạc Chí- D2001VT Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông 35 Đề tài tốt nghiệp: Jitter trong hệ thống truyền dẫn Soliton Vì vậy khi khoảng cách giữa các soliton rộng để hạn chế tương tác thì lại hạn chế tốc độ và khoảng cách truyền dẫn của hệ thống. .. Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông 31 Đề tài tốt nghiệp: Jitter trong hệ thống truyền dẫn Soliton 1 1 B = T = 2q T B 0 0 (3.1) Trong đó: Tb là độ rộng khe bit TB 2q0 = T là khoảng cách giữa 2 soliton lân cận 0 Hình vẽ sau mô tả dãy bit soliton ở dạng mã RZ: Soliton TB 1 1 0 1 0 1 Hình 3.2 Dãy bit soliton mã RZ Mỗi soliton chiếm một phần nhỏ của khe bit sao cho các soliton lân cận được đặt xa nhau Trong. .. / 2 : Các soliton đẩy nhau ngày càng mạnh khi khoảng cách lan truyền tăng Khi thiết kế hệ thống điều này thì không thể chấp nhận được Nó có thể tạo ra jitter thời gian đến của các soliton và ảnh hưởng đến hiệu năng hệ thống Một cách để tránh tương tác soliton là tăng khoảng cách soliton đủ lớn để độ lệch về vị trí soliton đủ nhỏ sao cho các soliton vẫn ở vị trí gốc trong khe bit khi truyền dẫn qua khoảng... bằng thực nghiệm Tiềm năng của soliton cho truyền dẫn quang đường dài được khẳnh định vào năm 1988 trong một thí nghiệm mà suy hao sợi được bù định bằng kỹ thuật khuyếch đại Raman Hệ thống soliton quang mặc dù chưa được ứng dụng nhiều trong thực tế song với những tiềm năng vốn có, nó trở thành một dự tuyển đặc biệt cho hệ thống truyền dẫn quang 3.2 Soliton sợi Sự tồn tại của soliton sợi là kết quả của... Viễn Thông 30 Đề tài tốt nghiệp: Jitter trong hệ thống truyền dẫn Soliton Cũng như hệ thống thông tin quang thông thường, hệ thống soliton thông thường bao gồm phần phát, kênh truyền dẫn và phần thu được mô tả như sau: Đầu vào Bộ phát Kênh truyền dẫn Bộ thu quang Đầu ra quang Hình 4.1 Mô hình chung của hệ thống truyền dẫn soliton - Máy phát quang là một diode laser điều chế các xung quang trực tiếp, vì... đưa ra 3.1.2 Truyền thông tin với các soliton Trong hệ thống thông tin quang, mã NRZ thường được sử dụng để truyền dẫn thông tin vì độ rộng băng tần tín hiệu của nó nhỏ hơn khoảng 50% so với mã RZ Tuy nhiên trong truyền dẫn soliton, mã NRZ không được sử dụng vì độ rộng soliton phải là một phần nhỏ của khe bit để chắc chắn rằng các soliton lân cận nhau được tách riêng Để đảm bảo khả năng lan truyền không... thể lan truyền không méo dưới dạng của một Soliton Đinh Sỹ Thạc Chí- D2001VT Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông 20 Đề tài tốt nghiệp: Jitter trong hệ thống truyền dẫn Soliton Đồ thị sau miêu tả sự biến thiên của hệ số mở rộng theo khoảng cách lan truyền cho một xung Gausse vào bị dịch tần 4 C=-2 3 C=2 Hệ số mở rộng T1/T0 2 C=0 1 β2 > 0 0 0 0.5 1 Khoảng cách, z/L0 1.5 2 Hình 3.1 Sự thay đổi hệ số... Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông 33 Đề tài tốt nghiệp: Jitter trong hệ thống truyền dẫn Soliton Hình 4.3 Tiến trình một cặp soliton qua 90 lần chiều dài tán sắc có sự tương tác soliton với khoảng cách bước ban đầu q 0=3.5 trong tất cả bốn trường hợp - Với r=1 (Các soliton có biên độ bằng nhau) •θ = 0 : Các soliton hút nhau sao cho chúng va chạm định kỳ theo chiều dài sợi •θ = π / 4 : Ban đầu các soliton . tốt nghiệp: Jitter trong h th ng truy n d n Soliton LỜI MỞ ĐẦU Trong nh ng n m g n đây, c ng nghệ truy n th ng quang đã có nh ng bước ti n v ng chắc,. minh h a bởi nhu cầu ng y c ng t ng của các d ch vụ. Các nhà nghi n cứu thiết kế h th ng quang và m ng nh n th y b n th n ch ng là nhu cầu trư ng tồn
