Báo cáo khảo sát và đánh giá hiệu ứng trộn bước song FWM trong hệ thống WDM KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU ỨNG TRỘN BỐN BƯỚC SÓNG FWM TRONG HỆ THỐNG WDM ĐỀ CƯƠNG SƠ BỘ CHƯƠNG I: Giới thiệu hệ thống thông tin quang và tìm hiểu sơ bộ hệ thống ghép kênh quang theo bước sóng WDM (wavelength division multiplexing). I: Giới thiệu hệ thống thông tin quang. II: Tìm hiểu sơ bộ hệ thống ghép kênh quang theo bước sóng WDM. II.1.Nguyên lý ghép kênh quang theo bước sóng. II.2.Cấu trúc chung và các thành phần chính của hệ thống ghép kênh quang theo bước sóng WDM. II.2.1) Cấu trúc chung. II.2.2) Thành phàn chính của hệ thống ghép kênh theo bước sóng WDM. II.2.2.1 Nguồn phát. II.2.2.2 Bộ thu. II.2.2.3 Thiết bị MUX/DEMUX. II.2.2.4 Sợi quang. II.2.2.5 Bộ khếch đại II.2.3. Phân loại hệ thống truyền dẫn. II.2.3.1 Truyền dẫn 2 chiều trên hai sợi. II.2.3.2 Truyền dẫn 2 chiều trên một sợi. II.2.4 Ưu điểm của kỷ thuật ghép kênh theo bước sóng. II.2.5 Các yêu cầu của hệ thống WDM. II.2.5.1 Phần phát II.2.5.2 Môi trường truyền II.2.5.3 Phần thu. SVTH: …………… Trang 1 Bỏo cỏo kho sỏt v ỏnh giỏ hiu ng trn bc song FWM trong h thng WDM CHNG II: Kho sỏt vTỡm hiu hiu ng phi tuyn trn bn bc súng FWM ( Four Wave Mixing ). I.1 Tng quan v cỏc hiu ng phi tuyn trong h thng WDM. I.2 Kho sỏt v tỡm hiu chi tit hiu ng phi tuyn FWM. II.2.1. Khỏi nim v tng quan v hiu ng FWM. II.2.1.1: Khỏi nim. II.2.1.2: Tng quan v hiu ng FWM. II.2.2 Nguyờn nhõn hỡnh thnh. II.2.3 nh hng ca hiu ng FWM. II.2.4 Cỏc phng phỏp khc phc. II.2.5 u nhc im ca h thng. CHNG III: Mụ phng h thng ghộp kờnh theo bc súng WDM theo phn mm chuyờn ngnh. NI DUNG CHI TIT TNG PHN: Chơng I : Giới thiệu hệ thống thông tin quang và phơng pháp ghép kênh quang WDM I. Giới thiệu hệ thống thông tin quang Ngay từ xa xa để thông tin cho nhau, con ngời đã biết sử dụng ánh sáng để báo hiệu. Qua thời gian dài của lịch sử phát triển nhân loại, các hình thức thông tin phong phú dần và ngày càng đợc phát triển thành những hệ thống thông tin hiện đại nh ngày nay, tạo cho mọi nơi trên thế giới có thể liên lạc với nhau một cách thuận lợi và nhanh chóng. Cách đây 20 năm, từ khi các hệ thống thông tin cáp sợi quang đợc chính thức đa vào khai thác trên mang viễn thông, mọi ngời đều thừa nhận rằng phơng thức truyền dẫn quang đã thể hiện khả năng to lớn trong việc chuyển tải các dịch vụ viễn thông ngày càng phong phú và hiện đại của nhân loại. Trong vòng 10 năm trở lại đây, cùng với sự tiến bộ vợt bậc của của công nghệ điện tử - viễn thông, công nghệ quang sợi và thông tin quang đã có những tiến bộ vợt bậc. Các nhà sản xuất đã chế tạo ra những sợi quang đạt tới giá trị suy hao rất nhỏ, giá trị suy hao 0,154 dB/km tại bớc sóng 1550 nm đã cho thấy sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ sợi quang trong hơn hai thập niên qua. Cùng với đó là sự tiến bộ lớn trong công nghệ chế tạo các nguồn phát quang và thu quang, để từ đó tạo ra các hệ thống thông tin quang với nhiều u điểm trội SVTH: Trang 2 Bỏo cỏo kho sỏt v ỏnh giỏ hiu ng trn bc song FWM trong h thng WDM hơn so với các hệ thống thông tin cáp kim loại. Dới đây là những u điểm nổi trội của môi truờng truyền dẫn quang so với các môi trờng truyền dẫn khác, đó là: Suy hao truyền dẫn nhỏ Băng tần truyền dẫn rất lớn Không bị ảnh hởng của nhiễu điện từ Có tính bảo mật tín hiệu thông tin cao Có kích thớc và trọng lợng nhỏ Sợi có tính cách điện tốt Độ tin cậy cao Sợi đợc chế tạo từ vật liệu rất sẵn có Chính bởi các lý do trên mà hệ thống thông tin quang đã có sức hấp dẫn mạnh mẽ các nhà khai thác viễn thông. Các hệ thống thông tin quang không những chỉ phù hợp với các tuyến thông tin xuyên lục địa, tuyến đờng trục, và tuyến trung kế mà còn có tiềm năng to lớn trong việc thực hiện các chức năng của mạng nội hạt với cấu trúc tin cậy và đáp ứng mọi loại hình dịch vụ hiện tại và tơng lai. Mô hình chung của một tuyến thông tin quang nh sau: SVTH: Trang 3 Bỏo cỏo kho sỏt v ỏnh giỏ hiu ng trn bc song FWM trong h thng WDM Hình 1.1. Các thành phần chính của tuyến truyền dẫn cáp sợi quang. Các thành phần chính của tuyến gồm có phần phát quang, cáp sợi quang và phần thu quang. Phần phát quang đợc cấu tạo từ nguồn phát tín hiệu quang và các mạch điện điều khiển liên kết với nhau. Cáp sợi quang gồm có các sợi dẫn quang và các lớp vỏ bọc xung quanh để bảo vệ sợi quang khỏi tác động có hại từ môi trờng bên ngoài. Phần thu quang do bộ tách sóng quang và các mạch khuếch đại, tái tạo tín hiệu hợp thành. Ngoài các thành phần chủ yếu này, tuyến thông tin quang còn có các bộ nối quang (connector), các mối hàn, bộ chia quang và các trạm lặp; tất cả tạo nên một tuyến thông tin quang hoàn chỉnh. Đặc tuyến suy hao của sợi quang theo bớc sóng tồn tại ba vùng mà tại đó có suy hao thấp là các vùng xung quanh bớc sóng 850 nm, 1300 nm và 1550 nm. Ba vùng bớc sóng này đợc sử dụng cho các hệ thống thông tin quang và gọi là các vùng cửa sổ thứ nhất, thứ hai và thứ ba tơng ứng. Thời kỳ đầu của kỹ thuật thông tin quang, cửa sổ thứ nhất đợc sử dụng. Nhng sau này do công nghệ chế tạo sợi phát triển mạnh, suy hao sợi ở hai cửa sổ sau rất nhỏ cho nên các hệ thống thông tin quang ngày nay chủ yếu hoạt động ở vùng cửa sổ thứ hai và thứ ba. Nguồn phát quang ở thiết bị phát có thể sử dụng diode phát quang (LED) hoặc Laser bán dẫn (LD). Cả hai loại nguồn phát này đều phù hợp cho các hệ thống thông tin quang, với tín hiệu quang đầu ra có tham số biến đổi tơng ứng với sự thay đổi của dòng điều biến. Tín hiệu điện ở đầu vào thiết bị phát ở dạng số hoặc đôi khi có dạng tơng tự. Thiết bị phát sẽ thực hiện biến đổi tín hiệu này thành tín hiệu quang tơng ứng và công suất quang đầu ra sẽ phụ thuộc vào sự thay đổi của cờng độ dòng điều biến. Bớc sóng làm việc của nguồn phát quang cơ bản phụ thuộc vào vật liệu cấu tạo. Đoạn sợi quang ra (pigtail) của nguồn phát quang phải phù hợp với sợi dẫn quang đợc khai thác trên tuyến. SVTH: Trang 4 Nguồn phát quang Nguồn phát quang Mạch điều khiển Mạch điều khiển Tín hiệu điện vào Bộ phát quang S ợ i d ẫ n q u a n g Bộ chia quang Các thiết bị khác Thu quang Phát quang Trạm lặp Khuếch đại quang Đầu thu quang Đầu thu quang Khôi phục tín hiệu Khôi phục tín hiệu Khuếch đại Bộ thu quang Mạch điện Tín hiệu điện ra Mối hàn sợi Bộ nối quang Bỏo cỏo kho sỏt v ỏnh giỏ hiu ng trn bc song FWM trong h thng WDM Tín hiệu ánh sáng đã đợc điều chế tại nguồn phát quang sẽ lan truyền dọc theo sợi dẫn quang để tới phần thu quang. Khi truyền trên sợi dẫn quang, tín hiệu ánh sáng thờng bị suy hao và méo do các yếu tố hấp thụ, tán xạ, tán sắc gây nên. Bộ tách sóng quang ở đầu thu thực hiện tiếp nhận ánh sáng và tách lấy tín hiệu từ hớng phát đa tới. Tín hiệu quang đợc biến đổi trở lại thành tín hiệu điện. Các photodiode PIN và photodiode thác APD đều có thể sử dụng để làm các bộ tách sóng quang trong các hệ thống thông tin quang, cả hai loại này đều có hiệu suất làm việc cao và có tốc độ chuyển đổi nhanh. Các vật liệu bán dẫn chế tạo các bộ tách sóng quang sẽ quyết định bớc sóng làm việc của chúng và đoạn sợi quang đầu vào các bộ tách sóng quang cũng phải phù hợp với sợi dẫn quang đợc sử dụng trên tuyến lắp đặt. Đặc tính quan trọng nhất của thiết bị thu quang là độ nhạy thu quang, nó mô tả công suất quang nhỏ nhất có thể thu đợc ở một tốc độ truyền dẫn số nào đó ứng với tỷ lệ lỗi bít cho phép của hệ thống. Khi khoảng cách truyền dẫn khá dài, tới một cự ly nào đó, tín hiệu quang trong sợi bị suy hao khá nhiều thì cần thiết phải có trạm lặp quang đặt trên tuyến. Cấu trúc của thiết bị trạm lặp quang gồm có thiết bị phát và thiết bị thu ghép quay phần điện vào nhau. Thiết bị thu ở trạm lặp sẽ thu tín hiệu quang yếu rồi tiến hành biến đổi thành tín hiệu điện, khuếch đại tín hiệu này, sửa dạng và đa vào thiết bị phát quang. Thiết bị phát quang thực hiện biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang rồi lại phát tiếp vào đờng truyền. Những năm gần đây, các bộ khuếch đại quang đã đợc sử dụng để thay thế một phần các thiết bị trạm lặp quang. Trong các tuyến thông tin quang điểm nối điểm thông thờng, mỗi một sợi quang sẽ có một nguồn phát quang ở phía phát và một bộ tách sóng quang ở phía thu. Các nguồn phát quang khác nhau sẽ cho ra các luồng ánh sáng mang tín hiệu khác nhau và phát vào sợi dẫn quang khác nhau, bộ tách sóng quang tơng ứng sẽ nhận tín hiệu từ sợi này. Nh vậy muốn tăng dung lợng của hệ thống thì phải sử dụng thêm sợi quang. Với hệ thống quang nh vậy, dải phổ của tín hiệu quang truyền qua sợi thực tế rất hẹp so với dải thông mà các sợi truyền dẫn quang có thể truyền dẫn với suy hao nhỏ (xem hình 1.2): SVTH: Trang 5 Bỏo cỏo kho sỏt v ỏnh giỏ hiu ng trn bc song FWM trong h thng WDM Hình 1.2. Độ rộng phổ nguồn quang và dải thông của sợi quang Một ý tởng hoàn toàn có lý khi cho rằng có thể truyền dẫn đồng thời nhiều tín hiệu quang từ các nguồn quang có bớc sóng phát khác nhau trên cùng một sợi quang. Kỹ thuật ghép kênh quang theo bớc sóng WDM ra đời từ ý tởng này. II. Tỡm hiu s b h thng ghộp kờnh quang theo bc súng WDM. II.1.Nguyờn lý ghộp kờnh quang theo bc súng. Đặc điểm nổi bật của hệ thống ghép kênh theo bớc sóng quang (WDM) là tận dụng hữu hiệu nguồn tài nguyên băng rộng trong khu vực tổn hao thấp của sợi quang đơn mode, nâng cao rõ rệt dung lợng truyền dẫn của hệ thống đồng thời hạ giá thành của kênh dịch vụ xuống mức thấp nhất. ở đây việc thực hiện ghép kênh sẽ không có quá trình biến đổi điện nào. Mục tiêu của ghép kênh quang là nhằm để tăng dung lợng truyền dẫn. Ngoài ý nghĩa đó việc ghép kênh quang còn tạo ra khả năng xây dựng các tuyến thông tin quang có tốc độ rất cao. Khi tốc độ đờng truyền đạt tới một mức độ nào đó ngời ta đã thấy đợc những hạn chế của các mạch điện trong việc nâng cao tốc độ truyền dẫn. Khi tốc độ đạt tới hàng trăm Gbit/s, bản thân các mạch điện tử sẽ không thể đảm bảo đáp ứng đợc xung tín hiệu cực kỳ hẹp; thêm vào đó, chi phí cho các giải pháp trở nên tốn kém và cơ cấu hoạt động quá phức tạp đòi hỏi công nghệ rất cao. Kỹ thuật ghép kênh quang theo bớc sóng ra đời đã khắc phục đợc những hạn chế trên. Hệ thống WDM dựa trên cơ sở tiềm năng băng tần của sợi quang để mang đi nhiều bớc sóng ánh sáng khác nhau, điều thiết yếu là việc truyền đồng thời nhiều bớc sóng cùng một lúc này không gây nhiễu lẫn nhau. Mỗi bớc sóng đại diện cho một kênh quang trong sợi quang. Công nghệ WDM phát triển theo xu hớng mà sự riêng rẽ bớc sóng của kênh có thể là một phần rất nhỏ của 1 nm hay 10 -9 m, điều này dẫn đến các hệ thống ghép kênh theo bớc sóng mật độ cao (DWDM). Các thành phần thiết bị trớc kia chỉ có khả năng xử lý từ 4 đến 16 SVTH: Trang 6 O,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3O,7 1,4 1,5 1,6 (àm) Suy hao sợi (dB/km) 0 1 2 3 4 5 6 Single mode Multi mode Phổ một nguồn sáng Bỏo cỏo kho sỏt v ỏnh giỏ hiu ng trn bc song FWM trong h thng WDM kênh, mỗi kênh hỗ trợ luồng dữ liệu đồng bộ tốc độ 2,5 Gbit/s cho tín hiệu mạng quang phân cấp số đồng bộ (SDH/SONET). Các nhà cung cấp DWDM đã sớm phát triển các thiết bị nhằm hỗ trợ cho việc truyền nhiều hơn các kênh quang. Các hệ thống với hàng trăm kênh giờ đây đã sẵn sàng đợc đa vào sử dụng, cung cấp một tốc độ dữ liệu kết hợp hàng trăm Gbit/s và tiến tới đạt tốc độ Tbit/s truyền trên một sợi đơn. II.2. Cu trỳc chung v cỏc thnh phn chớnh ca h thng ghộp kờnh quang theo bc súng WDM. nh ngha: Ghộp kờnh theo bc súng WDM (Wavelength Devision Multiphexing) l cụng ngh trong mt si quang ng thi truyn sn nhiu bc súng tớn hiu quang. u phỏt, nhiu tớn hiu quang cú bc súng khỏc nhau c t hp li (ghộp kờnh) truyn i trờn mt si quang. u thu., tớn hiu t hp ú c phõn gii ra (tỏch kờnh), khụi phc tớn hiu gc ri a vo cỏc u cui khỏc nhau. II.2.1: Cu trỳc chung ca mt h thng WDM. - Hỡnh di õy s biu din mt h thng truyn dn quang ghộp kờnh theo bc súng (WDM) n gin. Mt h thng ghộp kờnh theo bc súng WDM (Wavelength Division Muliplexing) truyn thng, gm : cỏc b phỏt, cỏc b thu ( s lng b thu phi bng s lng b phỏt), si quang v cỏc trm lp hoc cỏc b khuch i quang. Hỡnh 1.3. Cu trỳc ca mt tuyn WDM n gin - H thng WDM li cú th c coi nh mt h thng TDM (Time Division Multiplexing ) song song s dng chung si v thit b. II.2.2: Cỏc thnh phn chớnh ca mt h thng WDM n gin; II.2.2.1 Ngun phỏt: Ngun phỏt s dng trong cỏc h thng WDM thng l laser nhng ỏp ng c cỏc yờu cu nghiờm ngt hn. Phỏt quang gm cỏc mch iu khin, ngun SVTH: Trang 7 Báo cáo khảo sát và đánh giá hiệu ứng trộn bước song FWM trong hệ thống WDM phát quang, bộ ghép kênh theo bước sóng và mạch khuếch đại phát. Mạch điều khiển gồm các phần tử mã hóa, biến đổi mức tín hiệu, điều chế…Nguồn phát quang trong hệ thống đơn kênh là diode phát quang LED hoặc Laser Diode thông thường, còn trong hệ thống đa kênh này thì thương dùng loại LED có độ rộng phổ hẹp và có khả năng điều chỉnh bước sóng được, do yêu cầu các kênh nằm ở các bước sóng khác nhau và khoảng các kênh nhỏ. Bộ ghép kênh theo bước sóng làm việc theo nhiệm vụ ghép các tín hiệu từ các laser có bước sóng khác nhau và đưa vào sợi quang. II.2.2.2 Bộ thu: Bộ thu có chức năng biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện và phải hoàn toàn tương thích với bộ phát cả về bước sóng và các đặc tính điều chế. Có hai loại bộ thu thường được sử dụng trong hệt thống WDM là diode PIN và photodiode thác APD. PIN hoạt động với nguồn cong suất thấp hơn nhưng lại có độ nhạy thấp và băng tần hẹp hơn APD. APD phù hợp cho các cự ly lớn. Các tham số cơ bản để đánh giá một bộ thu gồm : đáp ứng phổ, độ nhạy, băng tần phổ và điện, dãi động và nhiễu. II.2.2.3 Thiết bị MUX/DEMUX: Trong hệ thống WDM, lối ra của một bộ phát laser là tập hợp các tín hiệu có các bước sóng khác nhau. Các tín hiệu này sau đó được ghép kênh và được phát vào sợi quang. Thiết bị được sử dụng để thực hiện chức năng này gọi là bộ ghép kênh (MEX). Tại đầu thu của mỗi tuyến cũng sử dụng 1 thiết bị tương tự như vậy để phân chia thành các kênh có bước sóng riêng biệt, thiết bị đó gọi là thiết bị giải ghép kênh (DEMUX). Các chức năng ghép kênh và giải kênh đều sử dụng các bộ lọc băng hẹp. Các kỹ thuật cơ bản được sử dụng để thực hiện lọc gồm các bộ lọc màng mỏng, cách tử sợi Bragg hoặc quang tổ hợp, các thiết bị quang tích hợp (AWG)…. Các thiết bị MUX/DEMUX hiện có mặt trên thị trường phần lớn có khoảng kênh 100 Ghz, và trong tương lai khoảng cách này sẽ là 50 Ghz để đáp ứng yêu câu của các hệ thống có mật độ kênh lớn. II.2.2.4 Sợi quang: Sợi quang là một thành phần cơ bản của một mạng quang để truyền tín hiệu từ đầu phát đến đầu thu. Môi trường truyền dẫn là cáp sợi quang. Các loại sợi được sử dụng là đơn mode hay đa mode. Khi lắp đặt tuyến quang, một trong các tham SVTH: …………… Trang 8 Bỏo cỏo kho sỏt v ỏnh giỏ hiu ng trn bc song FWM trong h thng WDM s quan trng cn chỳ ý n l suy hao tớn hiu trờn si quang theo bc súng. Cỏc b khuch i quang ng truyn c dựng khi h thng cn truyn ti thụng tin vi khong cỏch ln bự li suy hao trờn ng truyn. II.2.2.5 B khuch i quang: Mt trong nhng yu t to nờn s thnh cụng ca h thụng WDM ó dn n s ra i ca cỏc b khuch i quang pha Erbium (EDFA). Thit b ny s dng nng lng t mt laser bm khuch i cỏc bc súng tớn hiu cú mt ti li vo ca chỳng. Vic s dng EDFA ó cho phộp thit lp c cỏc h thng truyn dn c ly ln vi ớt cỏc thnh phn in t hn, tuy nhiờn cng lm xut hin mt s vn mi. ú l vn v khuch i ph khụng ng u v nhiu phỏt x t phỏt khuch i (ASE). Cỏc nghiờn cu mi v nguyờn lý bm EDFA cụng sut ln ó tp trung vo vic m rng vựng khuch i ca cỏc EDFA t 1576 n 1630 nm tc l bng L. II.2.3 Phõn loi h thng truyn dn. II.2.3.1 Hệ thống WDM truyền dẫn hai chiều trên hai sợi Hệ thống WDM truyền dẫn hai chiều trên hai sợi là: tất cả kênh quang cùng trên một sợi quang truyền dẫn theo cùng một chiều (nh hình 1.3), ở đầu phát các tín hiệu có bớc sóng quang khác nhau và đã đợc điều chế 1 , 2 , , n thông qua bộ ghép kênh tổ hợp lại với nhau, và truyền dẫn một chiều trên một sợi quang. Vì các tín hiệu đợc mang thông qua các bớc sóng khác nhau, do đó sẽ không lẫn lộn. ở đầu thu, bộ tách kênh quang tách các tín hiệu có bớc sóng khác nhau, hoàn thành truyền dẫn tín hiệu quang nhiều kênh. ở chiều ngợc lại truyền dẫn qua một sợi quang khác, nguyên lý giống nh trên. Hỡnh 1.4. S truyn dn hai chiu trờn hai si quang SVTH: Trang 9 Bỏo cỏo kho sỏt v ỏnh giỏ hiu ng trn bc song FWM trong h thng WDM II.2.3.2 Truyền dẫn hai chiều trên một sợi: Hệ thống WDM truyền dẫn hai chiều trên một sợi là: ở hớng đi, các kênh quang tơng ứng với các bớc sóng 1 , 2 , , n qua bộ ghép/tách kênh đợc tổ hợp lại với nhau truyền dẫn trên một sợi. Cũng sợi quang đó, ở hớng về các bớc sóng n+1, n+2 , , 2n đợc truyền dẫn theo chiều ngợc lại (xem hình 1.4). Nói cách khác ta dùng các bớc sóng tách rời để thông tin hai chiều (song công). Hình 1.5. Sơ đồ truyền dẫn hai chiều trên cùng một sợi quang. Hệ thống WDM hai chiều trên hai sợi đợc ứng dụng và phát triển tơng đối rộng rãi. Hệ thống WDM hai chiều trên một sợi thì yêu cầu phát triển và ứng dụng cao hơn, đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cực kỳ nghiêm ngặt. ở phía phát, các thiết bị ghép kênh phải có suy hao nhỏ từ mỗi nguồn quang tới đầu ra của bộ ghép kênh. ở phía thu, các bộ tách sóng quang phải nhạy với dải rộng của các b- ớc sóng quang. Khi thực hiện tách kênh cần phải cách ly kênh quang thật tốt với các bớc sóng khác bằng cách thiết kế các bộ tách kênh thật chính xác, các bộ lọc quang nếu đợc sử dụng phải có bớc sóng cắt chính xác, dải làm việc ổn định. Hệ thống WDM đợc thiết kế phải giảm tối đa các hiệu ứng có thể gây ra suy hao truyền dẫn. Ngoài việc đảm bảo suy hao xen của các thiết bị thấp, cần phải tối thiểu hoá thành phần công suất có thể gây ra phản xạ tại các phần tử ghép, hoặc tại các điểm ghép nối các module, các mối hàn , bởi chúng có thể làm gia tăng vấn đề xuyên kênh giữa các bớc sóng, dẫn đến làm suy giảm nghiêm trọng tỉ số S/N của hệ thống. Các hiệu ứng trên đặc biệt nghiêm trọng đối với hệ thống WDM truyền dẫn hai chiều trên một sợi, do đó hệ thống này có khả năng ít đợc lựa chọn khi thiết kế tuyến. một mức độ nào đó, để đơn giản ta có thể xem xét bộ tách bớc sóng nh bộ ghép bớc sóng chỉ bằng cách đổi chiều tín hiệu ánh sáng. Nh vậy hiểu đơn giản, từ bộ ghép - multiplexer trong trờng hợp này thờng đợc sử dụng ở dạng chung để xét cho cả bộ ghép và bộ tách; loại trừ trờng hợp cần thiết phải phân biệt hai thiết bị hoặc hai chức năng. Ngời ta chia loại thiết bị OWDM làm ba loại: Các bộ ghép (MUX), các bộ tách (DEMUX) và các bộ ghép/tách hỗn hợp (MUX- DEMUX). Các bộ MUX và DEMUX đợc sử dụng trong các phơng án truyền dẫn theo một hớng, còn loại thứ ba MUX-DEMUX đợc sử dụng cho các phơng án truyền dẫn theo hai hớng. Hình 1.5 mô tả thiết bị ghép/tách hỗn hợp. II.2.3.3 So sỏnh hai phng phỏp truyn dn trờn: SVTH: Trang 10 Máy phát quang Bộ khuếch đại sợi quang Bộ ghép/ tách kênh 1 , 2 n 1 Máy phát quang Máy thu quang Máy thu quang Máy thu quang Máy thu quang Máy phát quang Máy phát quang Bộ tách/ ghép kênh n 1 n 1 n 1 n O O n+1 , n+2 2n 1 n n+1 2n [...]... trong việc nâng cao tốc độ trong hệ thống +) XPM (Cross Phase Modulation): Do trong hệ thống WDM có nhiều bớc sóng cùng lan truyền trên một sợi quang, nên hệ số chiết suất tại một bớc sóng nào đó không chỉ phụ thuộc vào cờng độ sáng của bản thân sóng ấy mà còn phụ thuộc vào cờng độ của các bớc sóng khác lan truyền trong sợi Trong hệ thống này chiết suất phi tuyến ứng với bớc sóng thứ i sẽ là: { n NL... bc song FWM trong h thng WDM + V Theo quan điểm cơ lợng tử thì FWM là hiệu ứng mà trong đó có sự phá huỷ photon ở một số bớc sóng và tạo ra một số photon ỏ các bớc sóng mới sao cho vẫn bảo toàn về động lợng Nếu gọi Pijk(L) là công suất của bớc sóng ijk trong sợi quang, thì: Pijk ( L ) = 1024 6 6 3 2 2 n0 ijk c ( ) 2 L2 Pi Pj Pk exp( L ) 2 S eff (3.10) Trong đó: là hiệu suất của quá trình FWM c là... suất của quá trình FWM c là tốc độ ánh sáng Seff là diện tịch hiệu dụng vùng lõi Pi, Pj, Pk là công suất tơng ứng với các bớc sóng i, j, k (3) là độ cảm phi tuyến bậc 3 Hiệu suất của quá trình FWM phụ thuộc vào điều kiện phù hợp về pha Hiệu ứng FWM xảy ra mạnh chỉ khi điều kiện này đợc thoả mãn (tức là động lợng của photon đợc bảo toàn) Vì trong sợi quang tồn tại tán sắc, nên điều kiện phù hợp về pha... súng FWM trong th tớnh toỏn Hai yu t gõy nhiu nh hng n cng ca FWM, hay cũn gi l hiu sut trn FWM Yu t u tiờn l khong cỏch kờnh, hiu sut trn tng lờn ỏng k vỡ khong cỏch kờnh tr nờn gn nhau hn Tỏn sc si l yu t th hai, v hiu sut t l nghch vi tỏn sc si, t hiu sut cao nht ti im tỏn sc bng khụng Trong tt cỏc trng hp, hiu sut trn FWM c th hin SVTH: Trang 17 Bỏo cỏo kho sỏt v ỏnh giỏ hiu ng trn bc song FWM trong. .. dn n hiu ng trn bn bc súng FWM II.2.3: nh hng ca hiu ng FWM - FWM gõy ra hai kiu bin dng: iu ch gia cỏc ph vi nhau v dón rng ph iu ch gia cỏc ph vi nhau l c mụ t bi cụng sut thay i gia cỏc thnh ph ri rc, trong khi dón rng ph din ra gia ng ph trong ph tớn hiu SPM (Self Phase Modulation- T iu ch SVTH: Trang 18 Bỏo cỏo kho sỏt v ỏnh giỏ hiu ng trn bc song FWM trong h thng WDM pha) v XPM (Cross Phase... ch pha chộo) tiờu biu cho cỏc trng hp c bit ca FWM Nu 3 tn s khỏc nhau l c xem xột, SPM xy ra khi cho i=j=k v XPM cho j khỏc i=k v j=i khỏc k Trong cỏc trng hp khỏc, s iu ch ph ln nhau gia tt c ba thnh phn ph din ra Do bi cỏc tham bin t nhiờn ca hiu ng FWM, tng nng lng trong min quang l c bo ton +) SPM là hiệu ứng xảy ra khi cờng độ quang đa vào thay đổi, hiệu suất khúc xạ của sợi quang cũng biến đổi... kho sỏt v ỏnh giỏ hiu ng trn bc song FWM trong h thng WDM + ỏp ng linh hot trong vic nõng cp dung lng h thng, k thut WDM cho phộp tng dung lng ca mng hin cú m khụng cn phi lp t thờm cỏp quang Vic nõng cp dung lng n gin l cm thờm card mi trong khi h thng vn hot ng, gim c chi phớ u t mi + Qun lý bng tn v cu hỡnh mm do, linh hot nh vic nh tuyn v phõn b bc súng trong mng WDM nờn cú kh nng qun lý hiu qu bng... ứng với bớc sóng thứ i sẽ là: { n NL = n2 E i + E j 2 2 } (2.3.4) Trong đó: n2 là hệ số chiết suất phi tuyến Ei, Ej là cờng độ trờng quang của bớc sóng thứ i, thứ j SVTH: Trang 20 Bỏo cỏo kho sỏt v ỏnh giỏ hiu ng trn bc song FWM trong h thng WDM Điều này dẫn tới pha của tín hiệu bị điều chế bởi cờng độ ánh sáng của các kênh khác và gây ra xuyên nhiễu giữa các kênh SVTH: Trang 21 ... gc Cỏc thanh ngn hn cú cỏc ng ghch ụ thờt hin cho 9 bc súng nhiu S lng cỏc bc súng nhiu tng lờn ẵ x (N3 N2) trong ú N l s lng cỏc tớn hiu SVTH: Trang 16 Bỏo cỏo kho sỏt v ỏnh giỏ hiu ng trn bc song FWM trong h thng WDM Hỡnh 2.1: Cỏc kt qu FWM i vi ba h thng bc súng Hỡnh 2.2 Cỏc bc súng FWM trong th tớnh toỏn Trờn hỡnh ch ra cỏc kt qu bc súng nhiu nhanh chúng to thnh mt lng ln Vỡ khụng cú cỏch no... khi s kờnh trong h thng WDM tng lờn, cụng sut si quang ln thỡ cỏc hin tng phi tuyn ca si xut hin lm suy giamt h thng ú l cỏc hiu ng tỏn x Ranman (SRS), tỏn x Brilliouin (SBS), t iu ch pha (SPM) SVTH: Trang 13 Bỏo cỏo kho sỏt v ỏnh giỏ hiu ng trn bc song FWM trong h thng WDM CHNG II: Kho Sỏt V Tỡm Hiu Hiu ng Phi Tuyn Trn Bn Bc Súng FWM (Four Wave Mixing) II.1: Tng quan v cỏc hiu ng phi tuyn trong h thng . Báo cáo khảo sát và đánh giá hiệu ứng trộn bước song FWM trong hệ thống WDM KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU ỨNG TRỘN BỐN BƯỚC SÓNG FWM TRONG HỆ THỐNG WDM ĐỀ CƯƠNG SƠ BỘ CHƯƠNG I: Giới thiệu hệ thống. khảo sát và đánh giá hiệu ứng trộn bước song FWM trong hệ thống WDM CHƯƠNG II: Khảo Sát Và Tìm Hiểu Hiệu Ứng Phi Tuyến Trộn Bốn Bước Sóng FWM (Four Wave Mixing). II.1: Tổng quan về các hiệu ứng. và hiệu ứng trộn bốn bước sóng (FWM- Four-Wave Mixing). Loại hiệu ứng này được gọi là hiệu ứng Kerr. II.2: Khảo sát và tìm hiểu hiệu ứng phi tuyến trộn bốn bước sóng FWM (Four Wave Mixing) trong