• Like
Mang truyen tai quang
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

Mang truyen tai quang

  • 390 views
Published

 

  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
No Downloads

Views

Total Views
390
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0

Actions

Shares
Downloads
45
Comments
0
Likes
1

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide
  • Giải thích các khối, nguyên lý hoạt động.
    Vẽ dạng tín hiệu sau bộ điều chế, tín hiệu trên đường truyền.

Transcript

  • 1. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG GIỚI THIỆU MÔN HỌC  Thời lượng môn học:  4ĐVHT (36LT + 18TL + 6TH)  Mục tiêu:  Kiến thức: Trang bị cho sinh viên các kiến thức về ghép kênh quang theo bước sóng WDM, các kỹ thuật khuếch đại quang, xu hướng phát triển của mạng quang.  Kỹ năng: Rèn cho sinh viên có kỹ năng nghiên cứu, phân tích, đánh giá về các công nghệ trên mạng truyền tải quang  Nội dung:  Chương 1: Hệ thống thông tin quang WDM  Chương 2: Khuyếch đại quang  Chương 3: Truyền tải IP/WDM  Chương 4: Một số công nghệ, kỹ thuật và xu hướng nghiên cứu trong mạng truyền tải quang www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 1
  • 2. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG GIỚI THIỆU MÔN HỌC  Tài liệu tham khảo:          Cao Hồng Sơn. Công nghệ IP trên WDM . Nhà xuất bản Bưu Điện, 8-2005. Hoàng Văn Võ. Công nghệ và mạng thế hệ sau. Nhà xuất bản Bưu Điện, 2008 Vũ Văn San. Hệ thống Thông Tin Quang, tập 2. Nhà xuất bản Bưu Điện, 2008. Đỗ Văn Việt Em. Hệ thống thông tin quang II. Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông, 2007. J. M. Senior, “Optical Fiber Communications: Principles and Practice”. Second edition, Prentice Hall, 1993. G. Keiser, “Optical Fiber Communications” . Third edition, McGraw-Hill, 2000. J. Gowar. Optical Communication Systems. Second edition, Prentice-Hall, 1993. G. P. Agrawal. Fiber-Optic Communication Systems. Second edition, John Wiley & Sons, 1997. Silvello Betti, Giancarlo De Marchis, Eugenio Iannoe. Coherent Optical Communications Systems . John Wiley & Sons, Inc, 1995. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 2
  • 3. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG GIỚI THIỆU MÔN HỌC  Tài liệu tham khảo:  Max Ming – Kang Liu. Principles and Applications of Optical Communications, 2001.  Gerard Lachs. Fiber Optic Communications – Systems, Analysis, and Enhancements. McGraw-Hill, 1998.  Peter Tomsu and Christian Schmutzer, "Next Generation Optical Networks", Prentice Hall PTR, 2002.  D. Marcuse, A. R. Chraplyvy, et al., “Effect of Fiber Nonlinearity on Long Distance Transmission”, J. Lightwave Tech., Vol. 9, No.1, pp. 121-128, 1991.  G. P. Agrawal, Nonlinear Fiber Optics. New York: Academic, 1995.  Đánh giá:  Tham gia học tập trên lớp: 10%  Thực hành/Thí nghiệm/Bài tập/Thảo luận: 30 %  Kiểm tra giữa kỳ: 10%  Kiểm tra cuối kỳ: 50 % www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 3
  • 4. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG CHƯƠNG 1 HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 4
  • 5. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG QUANG (WDM) )  CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN TRONG HỆ THỐNG WDM  MỘT SỐ VẤN ĐỀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU NĂNG HỆ THỐNG WDM  MẠNG TRUYỀN TẢI WDM www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 5
  • 6. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  1.1 NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG QUANG (WDM) )  Kh¸i niÖm W DM: - Nhu cÇu truyÒn sè liÖu t¨ng cao ⇒ dung l­îng truyÒn dÉn t¨ng nhanh. - HÖ thèng truyÒn dÉn TDM truyÒn thèng bÞ giíi h¹n vÒ tèc ®é. - Cöa sæ truyÒn dÉn trong sîi quang: - WDM lµ kü thuËt cho phÐp truyÒn dÉn nhiÒu kªnh b­íc sãng quang trªn cïng mét sîi quang. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 6
  • 7. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  C¸c d¶i b¨ng tÇn ho¹t ®éng trong W DM: • O-band (Original band): D¶i b¨ng tÇn tõ 1260 nm ÷ 1360 nm. • E-band (Extended band): D¶i b¨ng tÇn tõ 1360 nm ÷ 1460 nm. • S-band (Short wavelength band): D¶i b¨ng tÇn tõ 1460 nm ÷ 1530 nm. • C-band (Conventional band): D¶i b¨ng tÇn tõ 1530 nm ÷ 1565 nm • L-band (Long wavelength band): D¶I b¨ng tÇn tõ 1565 nm ÷ 1625 nm • U-band (Ultra-long wavelength band): D¶I b¨ng tÇn tõ 1625 nm ÷ 1675 nm www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 7
  • 8. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Qu¸ tr×nh ph¸t triÓn W DM Transmitters Combining Signals www.ptit.edu.vn Receivers Transmission on fiber Separating Signals BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 8
  • 9. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  C¸c chÕ ®é truyÒn dÉn W DM: (Theo h­íng truyÒn dÉn)  HÖ thèng WDM ®¬n h­íng: Transmitters λ1 λ2 λ Multiplexing Fiber 1 λ Demultiplexing Receivers λ1 λ2 λ3 λ3 λn λn Transmitters λ1 λ2 λ Multiplexing Fiber 2 λ Demultiplexing Receivers λ1 λ2 λ3 λ3 λn λn www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 9
  • 10. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM HÖ thèng WDM song h­íng: Transmitters λ 11 λ 1n λ Multiplexing +Demultiplexing Fiber 1 λ Multiplexing +Demultiplexing Receivers λ1 λ2 λ 21 λ 21 λ 2n λ 2n Receivers Transmitters Transmitters λ 11 λ 1n λ Multiplexing +Demultiplexing Fiber n λ Multiplexing +Demultiplexing Receivers λ1 λ2 λ 21 λ 21 λ 2n λ 2n Receivers www.ptit.edu.vn Transmitters BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 10
  • 11. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  M« h×nh chung hÖ thèng W DM: (®iÓm- ®iÓm) M¸y ph¸t quang 1 OTU MUX n M¸y thu quang KhuÕch ®¹i trung kÕ quang OTU BA PA LA λs Bé ph¸t tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn gi¸m s¸t kªnh quang λs λs Thu/ph¸t tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn gi¸m s¸t kªnh quang λs D E M U X Bé thu Bé thu 1 n Bé thu tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn gi¸m s¸t kªnh quang HÖ thèng qu¶n lý m¹ng OTU - Bộ chuyển phát quang PA - Bộ tiền khuyếch đại quang MUX/DEMUX - Bộ ghép/tách bước sóng LA - Bộ khuyếch đại đường truyền BA - Bộ khuyếch đại công suất λS - Bước sóng kênh giám sát quang (OSC) www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 11
  • 12. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Các tham số của hệ thống WDM a. Số lượng kênh bước sóng N b. Khoảng cách giữa các kênh bước sóng Dl c. Băng thông sử dụng của hệ thống N x Dl d. Tốc độ truyền tin trên mỗi kênh bước sóng B e. Dung lượng của hệ thống N x B f. Dung lượng truyền dẫn của hệ thống N x B x L g. Hiệu suất sử dụng kênh bước sóng B/Dl #1 #2 … #k … # N-1 #N Côn g suất quan g ~B Bước sóng λ ∆λ Băng thông sử dụng của hệ thống www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 12
  • 13. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM Bảng 1.1- Các tham số chính của một số hệ thống WDM trong các phòng thí nghiệm. Số kênh bước sóng N Tốc độ kênh B (Gbit/s) Khoảng Dung lượng cách truyền truyền dẫn dẫn L (km) (Tb/s-km) 10 68 1.3 17 20 150 51.0 273 40 117 1277.6 26 100 410 1066.0 5 www.ptit.edu.vn 2 320 525 840.0 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 13
  • 14. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM Bảng 1.2- Các tham số chính của một số hệ thống WDM hiện đang được khai thác trên thế giới. Số kênh bước sóng N 8+4 Tốc độ kênh B (Gbit/s) Khoảng cách truyền dẫn Dl Dung lượng truyền dẫn (Pb/s-km) Hệ thống 1 700 48 10 39 000 18.7 Mạng liên lục SEAMEWE3 (2007) địa 64 www.ptit.edu.vn 10 + 40 0.4 Mạng đường trục DWDM backbone VNPT (2010) 10 18 800 12 Mạng liên lục SEAMEWE4 (2008) địa BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 14
  • 15. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Phân loại và các chuẩn của hệ thống WDM . Hệ thống WDM băng tần rộng (BWDM – Broad passband WDM) . Hệ thống WDM ghép mật độ thấp (CWDM – Coarse WDM) Hệ thống WDM ghép mật độ cao (DWDM – Dense WDM) www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 15
  • 16. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  1.2- CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN TRONG HỆ THỐNG WDM www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 16
  • 17. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Nguån quang: - Sö dông laser ®¬n mode lµm nguån ph¸t (Cã thÓ sö dông LED trong kü thuËt c¾t phæ) - Sö dông bé ®iÒu biÕn ngoµi ®Ó gi¶m chirp, tèc ®é ®iÒu biÕn cao vµ t¹o c¸c ®Þnh d¹ng tÝn hiÖu quang kh¸c nhau (NRZ, RZ, CS-RZ, DPSK …). - §¶m b¶o tÝn hiÖu quang cã ®é réng phæ hÑp t¹i b­íc sãng chÝnh x¸c theo tiªu chuÈn. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 17
  • 18. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé thu quang: - Gièng c¸c bé thu quang sö dông trong c¸c hÖ thèng ®¬n kªnh - §é nh¹y cao trong d¶i réng b­íc sãng, nhiÔu thÊp, ho¹t ®éng æn ®Þnh. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 18
  • 19. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Sîi quang: - Sö dông sîi ®¬n mode G.652 (SMF) vµ sîi G.655 (NZ-DSF) - Tr¸nh sö dông sîi G.653 (DSF). - C¸c yÕu tè ¶nh ëng c¬ b¶n: h­ . Suy hao . T¸n s¾c . HiÖu øng phi tuyÕn Mét sè lo¹i sîi ®iÓn h×nh www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 19
  • 20. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé t¸ch/ghÐp b­íc sãng: (OMUX/ODEMUX) - OMUX: kÕt hîp c¸c b­íc sãng rêi r¹c kh¸c nhau thµnh tÝn hiÖu tæ hîp ®­a vµo sîi quang. - ODEMUX: t¸ch tÝn hiÖu tæ hîp WDM thµnh c¸c kªnh b­íc sãng riªng biÖt ®­a tíi bé thu. - C¸c tham sè c¬ b¶n: . Suy hao xen: Φj  Pj = 10 lg Φ   . Xuyªn  0  ©m: Φj công suất quang đi vào đường truyền Φ0 công suất quang tới tại λj  Φ ij Xuyên kênh i sang kênh j: Dij = 10 lg Φ  jj www.ptit.edu.vn      ∑i ≠ j Φ ij Xuyên kênh tổng ở kênh j: D j = 10 lg  Φ jj  BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1     Trang 20
  • 21. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé t¸ch/ghÐp b­íc sãng: (OMUX/ODEMUX) - C¸c kü thuËt sö dông: T¸ch/ghÐp λ dùa trªn c¸c bé läc quang: • Bé läc Fabry-Perot • Bé läc mµng máng ®a líp • Bé giao thoa kÕ Mach-Zender • Bé läc quang- ©m T¸ch/ghÐp λ dùa trªn c¸ch tö: • C¸ch tö nhiÔu x¹ ph¼ng • C¸ch tö Bragg sîi quang M¶ng c¸ch tö dÉn sãng (AWG) Bé ghÐp xen (interleaver), bé ghÐp quang (coupler),… www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 21
  • 22. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé t¸ch/ghÐp b­íc sãng: (OMUX/ODEMUX) - Ph¹m vi øng dông cña mét sè kü thuËt: www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 22
  • 23. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé t¸ch/ ghÐp b­íc sãng: (Bé läc quang) - Yªu cÇu: Ph¹m vi ®iÒu chØnh réng Xuyªn ©m thÊp (th-êng < -20 dB) Tèc ®é ®iÒu chØnh nhanh Suy hao xen nhá Ýt nh¹y c¶m ph©n cùc æn ®Þnh víi m«i tr-êng ho¹t ®éng ∆νsig - độ rộng băng tần của tín hiệu đa kênh. ∆νch - khoảng cách kênh. ∆νL - dải phổ tự do. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 23
  • 24. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé t¸ch/ghÐp b­íc sãng: (Bé läc quang)  Bé läc F- P: Gåm 2 g­¬ng song song  §iÒu chØnh b­íc sãng b»ng c¸ch thay ®æi kho¶ng c¸ch 2 g­¬ng. Tèc ®é ®iÒu chØnh ®iÓn h×nh ≈ 100 µs  §é réng b¨ng tÇn tÝn hiÖu WDM ∆νsig = N ∆νch < ∆νL ⇒ X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch 2 g­¬ng. ∆νsig = 100 GHz khi L < 1 mm víi n = 1,5  §é réng b¨ng tÇn bé läc F-P: ∆νFP << ∆νch, nh­ng ph¶i ®ñ lín ®Ó truyÒn dÉn kªnh ®­îc lùa chän (cã tèc ®é bit lµ B) www.ptit.edu.vn ∆νFP ≈ B BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 24
  • 25. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé t¸ch/ghÐp b­íc sãng: (Bé läc quang)  Bé läc F- P: (Cont.)  Sè l­îng kªnh bÞ giíi h¹n bëi: trong ®ã F lµ ®é mÞn bé läc:  Sö dông ®iÒu kiÖn giíi h¹n: (møc xuyªn ©m chÊp nhËn ®­îc) Sè l­îng kªnh ®­îc x¸c ®Þnh hoµn toµn bëi ®é ph¶n x¹ R = 9 0 % c ho p hÐp 1 0 kªnh q ua ng R = 9 9 , 9 % c ho p hÐp 1 0 47 kªnh q ua ng  C¸c bé läc FP hiÖn t¹i cã F = 100 - 5000 www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 25
  • 26. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé t¸ch/ghÐp b­íc sãng: (Bé läc quang)  Bé läc mµng máng ®a líp: Gåm c¸c líp mµng máng cã chiÕt suÊt thay ®æi lu©n phiªn ho¹t ®éng nh­ c¸c bé ph¶n x¹ cã ®é dµy b»ng 1/4 b­íc sãng (λ/4n).  §¸p øng b¨ng th«ng cña bé läc ®­îc t¹o Multiwavelength light thµnh gièng nh­ kÕt chuçi nhiÒu bé céng h­ ëng FP. Multilayer interference filter  Bé läc 100 GHz cã kho¶ng 200 líp, bé läc 20 nm th­êng cã kho¶ng 50 líp.  §iÒu chØnh b­íc sãng ®­îc thùc hiÖn theo mét sè c¸ch: ®iÒu chØnh ®iÖn tö, ®iÒu chØnh quang nhiÖt … Demultiplexed wavelenghts  Ph¹m vi ®iÒu chØnh cì 40 nm víi ®é réng b¨ng tÇn <0,35nm ë vïng 1550nm. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 26
  • 27. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé t¸ch/ghÐp b­íc sãng: (Bé läc quang)  Bé läc Mach- Zehnder:  Gåm 2 coupler 3dB kÕt nèi víi nhau trªn 2 nh¸nh cã ®é dµi kh¸c nhau ⇒ g©y ra sù dÞch pha phô thuéc b­íc sãng gi÷a 2 nh¸nh. Sù giao thoa céng h­ëng xÈy ra t¹i mét ®Çu ra cho mét b­íc sãng x¸c ®Þnh  §é truyÒn qua:  Ph¹m vi ®iÒu chØnh cì 4 nm, tèc ®é ®iÒu chØnh cì ns  DÔ dµng nèi tÇng vµ chÕ t¹o trªn c¸c ®Õ silica, InP hoÆc LiNbO3 www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 27
  • 28. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé t¸ch/ghÐp b­íc sãng: (Bé läc quang)  Bé läc Mach- Zehnder:  C¸c bé t¸ch/ghÐp nhiÒu b­íc sãng ®­îc x©y dùng bằng c¸ch nèi tÇng nhiÒu bé giao thoa MZ  §é truyÒn qua cña chuçi M bé giao thoa MZ: trong ®ã τm lµ ®é trÔ t­¬ng ®èi cña bé giao thoa thø m  ThiÕt bÞ cã thÓ thùc hiÖn ho¹t ®éng t¸ch vµ ho¹t ®éng ghÐp (®¶o chiÒu) www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 28
  • 29. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé t¸ch/ghÐp b­íc sãng: (Bé läc quang)  Bé läc quang- ©m:  AOTF t¹o ra chuçi c¸c sãng siªu ©m bªn trong mét èng dÉn sãng tinh thÓ TeO2 ⇒ h×nh thµnh c¸ch tö ©m  ¸nh s¸ng ®i qua sÏ t­¬ng t¸c víi sãng ©m (t­¬ng t¸c photon-phonon) gièng nh­ mét c¸ch tö.  AOTF ®­îc chÕ t¹o b»ng viÖc sö dông c¸c èng dÉn sãng TeO2 hoÆc LiNbO3 cã sù phô thuéc ph©n cùc thÊp.  AOTF cã d¶i ®iÒu chØnh cì 250 nm c¶ b¨ng C vµ b¨ng L, tèc ®é ®iÒu chØnh cì µs. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 29
  • 30. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé t¸ch/ghÐp b­íc sãng: (C¸ch tö)  C¸ch tö nhiÔu x¹ ph¼ng: Chïm tia tíi α  Gåm mét ®Õ vµ líp phñ ph¶n x¹ cÊu β Ph¸p tuyÕn c¸ch tö tróc tuÇn hoµn (gåm c¸c r·nh c¸ch ®Òu nhau).  ¸nh s¸ng ®i vµo c¸c r·nh sÏ bÞ nhiÔu x¹ thµnh mét d¶i c¸c mÆt sãng víi c¸c gãc kh¸c nhau. Tia bÞ nhiÔu x¹ §é lÖch quang lé b»ng nguyªn lÇn b­íc sãng  §iÒu kiÖn nhiÔu x¹: nλ = d ( sin β − sin α )  T¹i mçi b­íc sãng sÏ cã mét gãc x¸c ®Þnh tho¶ m·n ®iÒu kiÖn giao thoa céng h­ëng. www.ptit.edu.vn dsinβ Tia tíi α d Chu kú c¸ch tö β Ph¸p tuyÕn c¸ch tö Tia nhiÔu x¹ dsinα BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 30
  • 31. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé t¸ch/ghÐp b­íc sãng: (C¸ch tö)  C¸ch tö nhiÔu x¹ ph¼ng: Mét sè cÊu h×nh cô thÓ: §iÒu kiÖn Littrow nλ = d ( sin β − sin α ) Sö dông kÕt hîp víi thÊu kÝnh GRIN www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 31
  • 32. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé t¸ch/ghÐp b­íc sãng: (C¸ch tö)  FBG:  §­îc chÕ t¹o dùa trªn sîi quang ®­îc chiÕu UV t¹o ra sù thay ®æi chiÕt suÊt tuÇn hoµn.  ¸nh s¸ng ®i qua bÞ ph¶n x¹ trë l¹i t¹i b­íc sãng gÇn víi b­íc sãng Bragg: λB = 2neffd/m trong ®ã neff chiÕt suÊt hiÖu dông lâi sîi, d- chu kú c¸ch tö, m- bËc c¸ch tö.  FBG cã suy hao xen, xuyªn kªnh thÊp.  Cã nhiÒu øng dông: bé läc b¨ng hÑp, OADM, bï t¸n s¾c, bé c¶m biÕn quang www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Bộ giao thoa Michelson dựa trªn FBG Trang 32
  • 33. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé t¸ch/ghÐp b­íc sãng: (C¸ch tö)  M¶ng c¸ch tö dÉn sãng- AWG:  Gåm 2 coupler sao kÕt nèi víi nhau qua m¶ng èng dÉn sãng cã ®é trÔ lan truyÒn kh¸c nhau ⇒ g©y ra sù dÞch pha phô thuéc b­íc sãng trªn èng dÉn sãng.  C¸c b­íc sãng kh¸c nhau héi tô t¹i c¸c cæng ®Çu ra kh¸c nhau www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 33
  • 34. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé t¸ch/ghÐp b­íc sãng: (C¸ch tö)  M¶ng c¸ch tö dÉn sãng- AWG:  DÞch pha cña tÝn hiÖu cã λ truyÒn tõ cæng ®Çu vµo thø p tíi ®Çu ra thø q qua èng dÉn sãng thø m:  TÝn hiÖu ®¹t cùc ®¹i t¹i ®Çu ra (nhê giao thoa céng h­ëng) khi tháa m·n ®iÒu kiÖn:  D¶i phæ tù do của AWG:  AWG cã d¶i ®iÒu chØnh cì 40 nm, tèc ®é ®iÒu chØnh cì 10 ms (c¬ chÕ quang nhiÖt)  øng dông trong c¸c bé t¸ch/ghÐp, ®Þnh tuyÕn λ dung l­îng lín. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 34
  • 35. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé t¸ch/ghÐp b­íc sãng: Coåg 2 n Coåg 2 n  Mét sè thiÕt bÞ quang kh¸c : λ1 , λ 2 , λ3 Coåg 3 n (a) www.ptit.edu.vn Coåg 3 n ISOLATOR ISOLATO R λ4 Coåg 4 n Coåg 1 n Coåg 1 n λ1 , λ 2 , λ 3 (b) (c) BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 35
  • 36. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé t¸ch/ghÐp b­íc sãng: Boä quay pha Faraday AÙ saùg ñi ra nh n AÙ saùg ñi vaø nh n o Khoaù AÙ saùg phaû xaï nh n n Boä phaâ cöï n c Boä phaâ cöï n c (a) Boä quay pha Faraday AÙ saùg ñi vaø nh n o AÙ saùg ñi ra nh n SWP Maëphaúg λ / 2 t n SWP AÙ saùg phaû xaï nh n n (b) www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 36
  • 37. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé t¸ch/ghÐp b­íc sãng: (Coupler)  Cã thÓ ®­îc h×nh thµnh tõ kÕt hîp c¸c coupler sîi 2x2: N = 2k  HoÆc tõ mét bã sîi ®­îc lµm nãng  KÝch th­íc NxM thay ®æi phô thuéc vµo øng dông: ~ 100x100 cho LAN. ch¶y phÇn trén ¸nh s¸ng.  Coupler sao kÕt hîp c¸c tÝn hiÖu ®Çu vµo vµ ph©n phèi ®Òu cho c¸c ®Çu ra www.ptit.edu.vn b¸ ~100x106 cho ph¸t video qu¶ng BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 37
  • 38. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀNb¶n ht WDM TẢI QUANG P2- C¸c thµnh phÇn c¬  Bé xen/rÏ b­íc sãng: (OADM)  Chøc n¨ng xen/rÏ mét hoÆc mét vµi b­íc sãng cã chän läc tõ tÝn hiÖu WDM vµ chuyÓn tiÕp c¸c b­íc sãng cßn l¹i λ1, λ2,… λn OADM λ1, λ2,… λi… λn λ1, λ2,… λi… λn λi www.ptit.edu.vn λi BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 38
  • 39. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé xen/rÏ b­íc sãng: (OADM)  CÊu h×nh OADM ®¬n gi¶n: DEMUX MUX Tín hiệu WDM Tín hiệu WDM Amplifier RT Xen/rẽ điện tử R: Bộ thu quang T: Bộ phát quang Các luồng xen/rẽ www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 39
  • 40. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé xen/rÏ b­íc sãng: (OADM)  CÊu h×nh OADM sö dông c¸ch tö: www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 40
  • 41. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé nèi chÐo quang: (OXC)  Chøc n¨ng chuyÓn ®æi c¸c kªnh b­íc sãng gi÷a c¸c cæng ®Çu vµo vµ c¸c cæng ®Çu ra tÝn hiÖu ®a kªnh kh¸c nhau. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 41
  • 42. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Bé nèi chÐo quang: (OXC)  OXC sö dông thªm c¸c bé chuyÓn ®æi b­íc sãng ®Ó t¨ng ®é linh ho¹t khi sö dông trªn m¹ng, cho phÐp sö dông hiÖu qu¶ tµi nguyªn b­ íc sãng cã trªn m¹ng. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 42
  • 43. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  1.3- MỘT SỐ VẤN ĐỀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU NĂNG HỆ THỐNG WDM www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 43
  • 44. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM • Băng thông các bộ khuếch đại • Khi truyền tải tín hiệu WDM đi xa, phải sử dụng các bộ khuếch đại tại các khoảng cách thích hợp. • Băng thông của các bộ khuếch đại quang là yếu tố quyết định băng thông sử dụng của các kênh trong hệ thống WDM. • Erbium (EDFA) sử dụng băng C, băng L . www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 44
  • 45. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Độ bằng phẳng Đầu vào Đáp ứng của một khuếch đại Đầu ra Đáp ứng hệ thống sau nhiều tầng khuếch đại Hình 1.21. Phổ các kênh tín hiệu sau khi đi qua một bộ khuếch đại và sau khi đi qua nhiều bộ khuếch đại - Để giải quyết vấn đề độ bằng phẳng khuếch đại, có hai giải pháp: + Sử dụng các bộ lọc kết hợp với bộ khuếch đại một cách hợp lý để san phẳng phổ khuếch đại + Sử dụng phương án phát tín hiệu quang không đồng đều về mặt công suất ngay tại các bộ phát quang www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 45
  • 46. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Sự can nhiễu tín hiệu từ một kênh bước sóng này sang một kênh bước sóng khác P …i-2 … i-1 i (a) Bước sóng  Xuyên kênh tuyến tính I = I i + ∑ I j T j = I ch + I X 1 Hệ số tru yền đạt N i+1 i+2 Cô ng suấ t qua ng  Xuyên kênh (b) j ≠i 0 P Bước sóng …i-2 … i-1 i Cô ng suấ t qua ng j là các kênh khác với kênh i, N số kênh bước sóng, Pj công suất của kênh bước sóng j trước khi qua bộ lọc, Tj hệ số truyền đạt của bộ lọc tại bước sóng j.  Dòng tín hiệu cho kênh i i+1 i+2 (c) N  P = Pi + ∑ PjT j Ii là dòng điện ứng j với Pi, Ij là dòng điện ≠i ứng Pj. Ich dòng điện của kênh cần tách và Ix dòng điện dò từ các kênh khác sang. www.ptit.edu.vn Bước sóng Hình 1.22. Mô tả hiện tượng xuyên kênh tuyến tính: (a) phổ các kênh bước sóng trước khi qua phần tử có chức năng lọc. (b) đặc tính truyền đạt của bộ lọc cho kênh thứ i. (c) phổ tín hiệu cho kênh bước sóng thứ i. BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 46
  • 47. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Cân bằng bù tán sắc các kênh quang - Bù tán sắc sử dụng DCF - Cân bằng bù tán sắc các kênh quang www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 47
  • 48. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Các hiệu ứng quang phi tuyến: xảy ra khi công suất quang tín hiệu trong phần tử, thiết bị quang lớn hơn một ngưỡng nhất định. - Loại 1: phát sinh do tác động qua lại giữa các photon ánh sáng với môi trường truyền dẫn ánh sáng: tán xạ kích thích Brillouin (SBS) và tán xạ kích thích Raman (SRS). - Loại 2: sinh ra do sự phụ thuộc của chiết suất môi trường truyền dẫn vào công suất quang của tín hiệu: hiệu ứng tự điều pha (SPM - SelfPhase Modulation), hiệu ứng điều chế pha chéo (XPM - CrossPhase Modulation) và hiệu ứng trộn 4 sóng (FWM - Four-Wave Mixing). www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 48
  • 49. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Hiệu ứng tán xạ Raman kích thích Các bước sóng đầu ra Các bước sóng đầu vào Sợi quang Hình 1.25 . Hiệu ứng Raman trong hệ thống WDM www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 49
  • 50. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Hiệu ứng Brillouin kích thích :  Tương tự như SRS. Ánh sáng tới tương tác với môi trường truyền và mất một phần năng lượng để chuyển lên bước sóng dài hơn.  Bước sóng Stokes ở hiện tượng Brillouin có khoảng cách cỡ 11 GHz so với bước sóng bơm.  Sóng Stokes chỉ sinh ra trên hướng ngược lại với sóng bơm. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 50
  • 51. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Hiệu ứng trộn bốn sóng :là hiệu ứng sinh ra các tần số hài là tổng hợp từ 3 tần số gốc fi, fj, fk khi có điều kiện tương hợp về pha. λ1 λ2 λ3 f213 f231 f123 f113 f112 f312 f223 f132 fijk - fi = fj - fk (i,j <> k) f321 f221 f332 f331 Hình 1.26. Hiệu ứng trộn bốn sóng www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 51
  • 52. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM 1.4 – MẠNG TRUYỀN TẢI WDM: www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 52
  • 53. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Phân loại theo cấu hình :  Mạng đường thẳng A B  Mạng vòng C D E B C B C D A Coupler sao A D E  . Mạng hình sao www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 53
  • 54. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Phân loại theo vùng phủ địa lý :  Mạng đường trục WDM (mạng lõi)  Mạng đô thị WDM  Mạng truy cập www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 54
  • 55. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Các phần tử mạng trong hệ thống truyền tải WDM :     Phần tử đầu cuối Phần tử lặp Phần tử xen rẽ (OADM) Phần tử nối chéo(OXC) www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 55
  • 56. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM  Quản lý và báo vệ trong mạng WDM :  Quản lý: Chức năng quản lý trong mạng WDM có thể được thực hiện trên một bước sóng riêng biệt.  Bảo vệ: Bảo vệ kênh quang Bảo vệ 1+1 Bảo vệ đoạn ghép kênh quang Bảo vệ 1+1 (W-UPSR) Bảo vệ 1:1, 1:n (W-BLSR) Bảo vệ đường truyền quang Bảo vệ 1+1, 1:1 www.ptit.edu.vn Lớp kênh quang Lớp đoạn ghép kênh quang Lớp đoạn truyền dẫn quang BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 56
  • 57. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG CHƯƠNG 2 KHUẾCH ĐẠI QUANG www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 57
  • 58. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  2.1 GIỚI THIỆU CHUNG  2.2. KHUẾCH ĐẠI QUANG BÁN DẪN (SOA)  2.3. KHUẾCH ĐẠI QUANG SỬ DỤNG SỢI PHA ERBIUM (EDFA)  2.4. KHUẾCH ĐẠI QUANG SỬ DỤNG HIỆU ỨNG RAMAN (RA)  2.5. www.ptit.edu.vn SO SÁNH CÁC LOẠI BỘ KHUẾCH ĐẠI BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 58
  • 59. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  Trong mäi hÖ thèng th«ng tin quang, suy hao cña sîi lµm h¹n chÕ kho¶ng c¸ch truyÒn dÉn  §èi víi c¸c hÖ thèng quang cù ly dµi, ®Ó bï suy hao th­êng sö dông c¸c tr¹m lÆp quang - ®iÖn (rÊt phøc t¹p vµ ®¾t tiÒn ®èi víi hÖ thèng quang WDM).  Gi¶i ph¸p kh¸c: dïng c¸c bé khuÕch ®¹i quang (OA) ®Ó khuÕch ®¹i trùc tiÕp tÝn hiÖu quang.  1980: mét sè lo¹i bé OA ®· ®­îc nghiªn cøu chÕ t¹o  SOA  RFA : Semiconductor Optical Amplifier  EDFA : Erbium-doped Fiber Amplifier : Raman-based Fiber Amplifier  1990: øng dông OA ®Ó bï suy hao  Víi c¸c hÖ thèng quang: EDFA ®­îc sö dông phæ biÕn nhÊt  §èi víi c¸c hÖ thèng cù li dµi: RFA ho¹t ®éng tèt h¬n www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 59
  • 60. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  Các tham số cơ bản :  Hệ số khuếch đại G = Pout / Pin G (dB) = 10 log (Pout / Pin) Pin và Pout là công suất đầu vào và đầu ra của bộ khuếch đại quang [mW]. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 60
  • 61. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  Độ rộng băng tần khuếch đại: - Là đáp ứng tần số quang của bộ khuếch đại G(f) khi đo hệ số khuếch đại G của các tín hiệu quang ở các tần số khác nhau - Bo được xác định bởi điểm -3dB so với hệ số khuếch đại đỉnh của bộ khuếch đại  Công suất ra bão hòa  HÖ sè K§ G gi¶m khi c«ng suÊt tÝn hiÖu t¨ng (b·o hoµ G)  Công suất ở đầu ra tại điểm G giảm 3 dB được gọi là công suất ra bão hòa Psat, out. Pout G Pout, sat 3dB Pin Pin,sat www.ptit.edu.vn Pout Pout,sat BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 61
  • 62. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  NhiÔu bé khuÕch ®¹i - C¸c bé K§ g©y ra nhiÔu vµ lµm gi¶m tØ sè SNR - Nguån nhiÔu: ph¸t x¹ tù ph¸t (ASE-Amplified Spontaneous Emission) - MËt ®é phæ nhiÔu ph¸t x¹ tù ph¸t gÇn nh­ lµ kh«ng ®æi: S sp (ν ) = (G −1) nsp hν - HÖ sè ®¶o mËt ®é (hs ph¸t x¹ tù ph¸t): - Gi¸ trÞ nhiÔu bé K§ ®­îc ®Þnh nghÜa: - SNR lµ tØ sè SNR ®iÖn t¹o ra trong bé t¸ch quang N2 nsp = >1 N 2 − N1 ( SNR ) in Fn = ( SNR ) out www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 62
  • 63. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  NhiÔu bé khuÕch ®¹i - Víi mäi bé K§: Pout=GPin - SNR cña tÝn hiÖu2 vµo khi h¹n chÕ ®­îc nhiÔu b¾n: 2 ( SNR ) in = I σ s2 ( RPin ) Pin = = 2q ( RPin )∆f 2hν∆f - §Ó ®¸nh gi¸ SNR cña tÝn hiÖu K§ cÇn thªm ph©n bè ph¸t x¹ tù ph¸t vµo nhiÔu m¸y thu. - Ph¸t x¹ tù ph¸t kÕt hîp víi tÝn hiÖu t¹o ra dßng trong bé t¸ch quang cã ®¸p øng R: 2 I = R G Ein + Esp - V× Ein vµ Esp cã pha ngÉu nhiªn kh¸c nhau. Dßng nhiÔu: ∆I = 2 R (GPin )1/ 2 Esp cos θ www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 63
  • 64. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  NhiÔu bé khuÕch ®¹i  LÊy trung b×nh ®èi víi θ (cos θ =1/2) vµ bá qua víi c¸c nguån nhiÔu kh¸c: - 2 σ sig − sp ≈ 4( RGPin )( RS sp )∆f Do ®ã SNR cña tÝn hiÖu K§ cã d¹ng: ( SNR ) out = - I 2 σ2 ( RGPin ) 2 GPin = ≈ 2 σ 4S SP ∆f Gi¸ trÞ nhiÔu cña bé K§: Fn = 2nsp ( G − 1) / G ≈ 2nsp - SNR gi¶m 3dB ngay c¶ víi bé K§ lÝ t­ëng (nsp=1) - Thùc tÕ, Fn v­ît 3 dB vµ cã thÓ tíi 6-8 dB www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 64
  • 65. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  NhiÔu bé khuÕch ®¹i - Minh ho¹ c¸ch x¸c ®Þnh Fn : Power Input Sinal* Gain Gain Sourse SE* Gain+EDFA ASE Actual output Ideal output Input SNRout EDFA ASE Sourse SE* Gain Sourse Spontaneous Emission (SE) W avelenght www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 65
  • 66. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  2.2. KHUẾCH ĐẠI QUANG BÁN DẪN (SOA) www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 66
  • 67. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  SOA cßn ®­îc gäi SLA- Semiconductor Laser Amplifier  Ho¹t ®éng ë chÕ ®é ®Þnh thiªn thÊp h¬n dßng ng­ìng  Thùc tÕ, so víi LD th× SLA cã èng dÉn sãng réng h¬n vµ 2 mÆt ®­îc phñ mét líp chèng ph¶n x¹ ®Ó tr¸nh ng­ìng LD vµ ®¹t ®­îc khuÕch ®¹i cao  C¸c bé SOA th­êng lµ c¸c bé khuÕch ®¹i céng h­ëng (R1 vµ R2 ≠0)  Ph©n lo¹i SLA theo cÊu tróc:  FP-SLA (bộ khuếch đại b¸n dÉn cã khoang céng h­ëng FP )  DFB-SLA (bộ khuếch đại b¸n dÉn håi tiÕp ph©n t¸n )  TW-SLA (bộ khuếch đại b¸n dÉn sãng ch¹y ) R1 input fiber Pin www.ptit.edu.vn η in R 2 output fiber η out BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Pout=GtotPout Trang 67
  • 68. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  FP-SOA: - HÖ sè K§ cña FP-SOA ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: (1 − R1 )(1 − R2 )G Pin GFP (ν ) = 2 2 (1 − G R1 R2 ) + 4G R1 R2 sin [π (ν −ν m ) / ∆ν L ] trong ®ã: G - Hệ số khuyếch đại thông đơn νm - tần số céng hưởng của khoang IB R1 R2 Pout L ∆νL - khoảng cách các mode còn gọi là dải phổ tự do của khoang FP - Thùc tÕ GFP gi¶m tíi G khi R1=R2=0 vµ GFP ®¹t ®Ønh khi ν trïng νm vµ gi¶m m¹nh khi ë gi÷a chóng. HÖ sè khuÕch ®¹i thùc bị gi¶m cßn ηinηoutGFP NÕu dßng ®iÒu khiÓn lµ 10mA th× hÖ sè K§ ®¹t ®­îc kho¶ng 25-30 dB, c«ng suÊt ra b·o hoµ lµ 8dB víi ®é réng b¨ng tÇn 1-3GHz www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 68
  • 69. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  FP-SOA: - §é réng b¨ng tÇn bé K§ tõ ®iÒu h­ëng ν-νm víi GFP gi¶m 3dB so víi gi¸ trÞ ®Ønh:  1− G R R  2∆ν L 1 2  ∆ν A = sin −1   4G R R 1/ 2  π 1 2   ( - ) §Ó ∆νA lín th× G R1 R2 ph¶i gÇn b»ng 1. H¹n chÕ cña FP-SOA: + Phæ khuÕ c h ® ¹ i bÞ nhÊp nh« d o s ù p h¶ x ¹ , ® Ø nh t¹ i ν= νm n + § é ré ng b¨ng tÇn bé K§ (∆νA) lµ m é t p hÇn nhá c ña d ¶p hæ tù d o c ña i kho a ng PF (∆νL= 1 0 0 G Hz vµ ∆νA= 1 0 G Hz ). ∆νA nhá lµ m c ho bé K§ FP kh« ng p hï hîp víi c ¸ c ø ng d ô ng hÖ thè ng q ua ng . - §Ó kh¾c phôc nh÷ng h¹n chÕ nµy ph¶i sö dông lo¹i TW-SOA www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 69
  • 70. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  TW-SOA: - §Ó c¶i thiÖn ®Æc tÝnh khuÕch ®¹i cÊu tróc dÉn sãng trong FP-SOA ®­îc thay ®æi: èng dÉn sãng ë líp tÝch cùc ®­îc ch¹y xiªn, hai ®Çu ®­ îc bäc líp chèng ph¶n x¹: gi¶m ng­ìng LD, t¨ng hÖ sè K§ vµ më réng phæ K§. - TW- SOA cã hÖ sè ph¶n x¹ rÊt nhá (<0,1 %). §Ó ®¸nh gi¸ trÞ sè chªnh lÖch cña ph¶n x¹ bÒ mÆt th«ng qua biÓu thøc: 2 max 1+ G R R  G 1 2  ∆G = FP =  min 1− G R R  G FP 1   - §Ó duy tr× ∆G<2 th× hÖ sè ph¶n x¹ ph¶i tho¶ m·n ®k: G R1 R2 < 0,17 §Ó cã G=1000 (30dB) th× R1 R2 < 1,7 × 10 −4 www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 70
  • 71. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  C¸c vÊn ®Ò ®èi víi SOA: - SOA rÊt nh¹y c¶m víi ph©n cùc, cÇn cã c¸c biÖn ph¸p kh¾c phôc nh­: m¾c nèi tiÕp c¸c SOA trùc giao, ph©n tËp ph©n cùc hoÆc quay ph©n cùc. - HÖ sè nhiÔu cña SOA t­¬ng ®èi lín (7-12 dB). - Suy hao ghÐp nèi lín 6-8 dB hoÆc h¬n. - Thùc tÕ, SOA th­êng Ýt ®­îc sö dông ®Ó K§ tÝn hiÖu WDM, tuy nhiªn c¸c hiÖu øng xÈy ra trong SOA th­êng ®­îc sö dông cho nhiÒu øng dông kh¸c trong m¹ng quang (chuyÓn ®æi b­íc sãng, chuyÓn m¹ch quang). www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 71
  • 72. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  2.3 – KHUẾCH ĐẠI QUANG SỬ DỤNG SỢI PHA ERBIUM (EDFA) www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 72
  • 73. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  CÊu tróc: - Thành phần chính là sợi pha tạp Erbium, nồng độ pha tạp 100 – 2000 ppm Quá trình bơm có thể thực hiện theo hai hướng thuận và nghịch Các bộ cách ly quang ngăn nhiễu phản xạ và tín hiệu truyền dẫn theo hướng ngược lại làm giảm chất lượng bộ KĐ Các thành phần giám sát và điều khiển khác. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 73
  • 74. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  Nguyªn lý: - Ion Er+3 hấp thụ photon của laser bơm chuyển lên mức năng lượng cao hơn. Ion kích thích sau một thời gian sẽ chuyển về mức năng lượng nền và phát xạ photon theo hai quá trình phát xạ tự phát và phát xạ kích thích. Phát xạ kích thích là cơ chế khuyếch đại tín hiệu, phát xạ tự phát gây ra nhiễu quang trong bộ khuyếch đại. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 74
  • 75. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG Mặt cắt ngang của sợi quang pha ion Erbium www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 75
  • 76. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG - Phổ khuyếch đại của EDFA phụ thuộc vào chất đồng pha tạp, công suất bơm và nồng độ Er. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 76
  • 77. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  Cấu hình bộ khuếch đại EDFA bơm hai chiều Sợi pha Er3+ Bộ cách li Bộ cách li Coupler Laser bơm www.ptit.edu.vn Coupler Laser bơm BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 77
  • 78. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  2.4- BỘ KHUẾCH ĐẠI RAMAN (RA) www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 78
  • 79. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  Kh¸i niÖm: - Bé K§ sîi Raman dùa vµo t¸n x¹ Raman kÝch thÝch (SRS) x¶y ra trong sîi quang silica khi cã ¸nh s¸ng b¬m. - SRS kh¸c víi ph¸t x¹ kÝch thÝch: . Tro ng p h¸ t x ¹ kÝc h thÝc h, m é t p ho to n tíi kÝc h thÝc h p h¸ t x ¹ m é t p ho to n kh¸ c c ã b­íc s ã ng vµ p ha g iè ng p ho to n kÝc h thÝc h m µ kh« ng lµ m m Êt n¨ng l­îng . Tro ng SRS p ho to n b¬ m tra o n¨ng l­îng ® Ó t¹ o ra p ho to n kh¸ c c ã n¨ng l­îng g i¶ t¹ i tÇn s è thÊp ; n¨ng l­îng c ß n l¹ i bÞ hÊp thô bë i m « i tr­ê ng d ­ m íi d ¹ ng d a o ® é ng p h© n tö (c ¸ c p ho no n q ua ng ). - V× vËy c¸c bé K§ Raman cÇn ®­îc b¬m ®Ó cung cÊp kh¶ n¨ng khuÕch ®¹i. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 79
  • 80. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  CÊu tróc: - TÇn sè tÝn hiÖu (ωs) vµ tÇn sè sãng b¬m (ωp) ®­îc ®­a vµo sîi quang qua coupler. N¨ng l­îng ®­îc chuyÓn tõ sãng b¬m tíi tÝn hiÖu th«ng qua SRS nh­ lµ hai sãng cïng truyÒn bªn trong sîi. TÝn hiÖu vµ sãng b¬m cïng truyÒn ®ång thêi theo cÊu h×nh b¬m thuËn hoÆc ng­îc. Cã thÓ ho¹t ®éng ë bÊt kú b­íc sãng nµo víi sãng b¬m phï hîp. Cã thÓ cung cÊp ®é réng b¨ng tÇn K§ lín b»ng c¸ch sö dông nhiÒu nguån b¬m KhuÕch ®¹i kh«ng phô thuéc ph©n cùc nhê sö dông b¬m ph©n cùc trùc giao ë tõng b­íc sãng www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 80
  • 81. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  HÖ sè khuÕch ®¹i vµ ®é réng b¨ng tÇn Raman: - HÖ sè K§ Raman quan hÖ víi hÖ sè K§ quang nh­ sau: g(ω) = gR(ω) (PP / aP) - trong ®ã: ap lµ diÖn tÝch vïng b¬m bªn trong sîi, tû sè gR/aP lµ sè ®o cña hÖ sè K§ Raman §Ønh hÖ sè khuÕch ®¹i bÞ dÞch 13,2 THz (kho¶ng 100nm) so víi b­íc sãng b¬m vµ ®é réng b¨ng tÇn K§ kho¶ng 6THz. Thùc tÕ, Phæ khuÕch ®¹i Raman cã thÓ lªn ®Õn h¬n 20THz www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 81
  • 82. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG KHUẾCH ĐẠI QUANG  2.5 SO SÁNH CÁC LOẠI BỘ KHUẾCH ĐẠI www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 82
  • 83. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG CHƯƠNG 3 TRUYỀN TẢI IP/WDM www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 83
  • 84. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG TRUYỀN TẢI IP/WDM  3.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ IP  3.2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG TRUYỀN TẢI IP/ WDM  3.3. www.ptit.edu.vn ĐIỀU KHIỂN TRONG MẠNG IP/ WDM BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 84
  • 85. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG TRUYỀN TẢI IP/WDM Internet Đơn giản Phổ biến IP over WDM WDM www.ptit.edu.vn Tốc độ cao Chuyển mạch linh hoạt BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 85
  • 86. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG TRUYỀN TẢI IP/WDM  3.2- GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG TRUYÊN TẢI IP/WDM www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 86
  • 87. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG TRUYỀN TẢI IP/WDM  Các mô hình truyền tải IP/WDM • Giảm tính năng dư thừa • Giảm mào đầu giao thức. • Đơn giản hóa công việc quản lý. IP ATM IP IP SDH ATM SDH IP Quang/WDM Quang/WDM Quang/WDM Quang/WDM Quang/WDM Quang/WDM Quang/WDM www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 87
  • 88. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG TRUYỀN TẢI IP/WDM  Các cấu trúc mạng IP trên WDM phân loại theo mặt bằng dữ liệu  IP/ WDM điểm - điểm  IP/WDM cấu hình lại  IP/WDM chuyển mạch  Các cấu trúc mạng IP trên WDM phân loại theo mặt bằng điều khiển  Mô hình xếp chồng  Mô hình ngang hàng www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 88
  • 89. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG TRUYỀN TẢI IP/WDM  IP/ WDM điểm - điểm www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 89
  • 90. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG TRUYỀN TẢI IP/WDM  IP/WDM cấu hình lại www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 90
  • 91. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG TRUYỀN TẢI IP/WDM  IP/WDM chuyển mạch www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 91
  • 92. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG TRUYỀN TẢI IP/WDM  Mô hình xếp chồng  Mô hình ngang hàng www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 92
  • 93. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG TRUYỀN TẢI IP/WDM  Các công nghệ hướng tới truyền tải IP/WDM - Chuyển mạch burst quang - Chuyển mạch gói quang quang www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 93
  • 94. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG TRUYỀN TẢI IP/WDM  Chuyển mạch burst quang www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 94
  • 95. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG TRUYỀN TẢI IP/WDM  Chuyển mạch gói quang quang www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 95
  • 96. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG TRUYỀN TẢI IP/WDM  3.3. www.ptit.edu.vn ĐIỀU KHIỂN TRONG MẠNG IP/ WDM BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 96
  • 97. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG TRUYỀN TẢI IP/WDM  Điều khiển truy nhập trong mạng IP/ WDM - Điều khiển truy nhập WDM chịu trách nhiệm sắp xếp các gói IP vào các kênh bước sóng. - Khi thiết kế sắp xếp các gói IP vào các kênh bước sóng (MF) phải chú ý đến các đặc tính WDM - MF được cấu trúc dựa vào các thành phần sau đây • Tốc độ kết nối • Chất lượng của kênh quang • Tải trên các đường www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 97
  • 98. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG CHƯƠNG 4 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 98
  • 99. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  4.1. CÁC KỸ THUẬT BÙ TÁN SẮC  4.2. CÁC HIỆU ỨNG PHI TUYẾN VÀ ỨNG DỤNG  4.3. FTTx  4.4. THÔNG TIN QUANG COHERENT  4.5. RoF www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 99
  • 100. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  4.1. CÁC KỸ THUẬT BÙ TÁN SẮC  HiÖn nay, trong c¸c hÖ thèng quang chñ yÕu sö dông sîi SSM, GVD lµ nh©n tè chÝnh ¶nh h­ëng ®Õn hiÖu n¨ng hÖ thèng  Xu h­íng c¸c hÖ thèng th«ng tin quang:  T¨ng tèc ®é truyÒn dÉn  T¨ng kho¶ng c¸ch truyÒn dÉn  T¨ng sè l­îng kªnh quang  Bï t¸n s¾c lµ gi¶i ph¸p cÇn thiÕt ®Ó c¶i thiÖn hiÖu n¨ng hÖ thèng: t¨ng tèc ®é bit vµ kho¶ng c¸ch truyÒn dÉn quang. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 100
  • 101. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  Ph­¬ng tr×nh truyÒn x ung: ∂A jβ 2 ∂ 2 A β 3 ∂ 3 A + − =0 2 3 ∂z 2 ∂t 6 ∂t Trong ®ã: • d 2β β2 = dω 2 • • ω =ω0 λ2 =− D 2π c d 3β β3 = dω 3 ω =ω0 λ2 = ( λ2 + 2λD ) ( 2π c ) 2 A lµ biªn ® ® é ­êng bao  Gi¶i ph­¬ng tr×nh 1.15 trong miÒn Fourier ® ­îc: 1 ∞ ~ j j  A( z , t ) = A(0, ω ) exp β 2 zω 2 + β 3 zω 3 − jωt dω 2π ∫−∞ 6 2  • www.ptit.edu.vn (1.16) Thùc tÕ, khi | β 2| >0,1ps2/km th× β 3 ® bá qua. Khi ® ­îc ã: A( z , t ) = • (1.15) 1 2π ~ j  A(0, ω ) exp β 2 zω 2 − jωt dω ∫−∞ 2  ∞ ¶nh h­ëng cña t¸n s¾c biÓu thÞ qua hÖ sè pha: (1.17)  ω2  exp jβ 2 z  2    BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 101
  • 102. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  Giíi h¹n tèc ® bit é ­ Nguån quang cã ® réng phæ lín (vÝ dô LED), V ω >>1. é  NÕu β 2 tréi h¬n vµ bá qua ¶nh h­ëng chirp (C=0): • Tõ pt (1.23) tÝnh ® ®é réng xung ®Çu ra: ­îc σ D = D Lσ λ Trong ®ã: • 2 2 σ = σ 02 + ( β 2 Lσ ω ) 2 = σ 0 + ( DLσ λ ) 2(1.24) σ 02 + σ D = ­ ®Ó ® d·n xung do t¸n s¾c. o Giíi h¹n chung ® víi tèc ®é bit lµ: èi σ< TB 1 = 4 4B (1.25) §èi víi xung Gauss: ®iÒu nµy cã nghÜa lµ 95% n¨ng l­îng cña xung vÉn n»m trong khe bit. Do ® khi d·n xung lín (σ D>> σ 0) th× pt(1.25) trë thµnh: ã, BL D σ λ ≤ • VÝ dô: D=17ps/nm.km, σ λ =15nm ­­> [BL] max ≈1Gb/s.Km 1 4 (1.26)  NÕu β 3 tréi h¬n vµ bá qua ¶nh h­ëng chirp (C=0): • Khi ® σ = σ 0 + ã: • Giíi h¹n tèc ® bit: é • www.ptit.edu.vn 2 1 2 ( β 3 Lσ ω2 ) 2 = σ 02 + 1 ( SLσ λ2 ) 2 = σ 02 + σ D(1.27) 2 2 2 BL S σ λ ≤ 1 (1.28) 8 VÝ dô: S=0,08ps/km.nm2, σ λ =15nm ­­> [BL] max ≈20Gbit/s.Km BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 102
  • 103. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  Giíi h¹n tèc ® bit é ­ Nguån quang cã ® réng phæ nhá (vÝ é dô LD), Vω<<1.  NÕu β 2 tréi h¬n vµ bá qua ¶nh h­ëng chirp (C=0): • Tõ pt (1.23) tÝnh ® ®é réng xung ®Çu ra: ­îc (1.29) 2 σ = σ 02 + ( β 2 L / 2σ 0 ) = σ 02 + σ D 2 • Giíi h¹n tèc ® bit lµ: é B β2 L ≤ 1 4 (1.30) • VÝ dô: SMF β 2=20ps2/km ­­> [B2L]max≈ 3000[(Gb/s)2.Km] 2,5 Gb/s truyÒn ® 480 Km, 10Gb/s truyÒn ®­îc 30 Km ­îc  NÕu β 3 tréi h¬n vµ bá qua ¶nh h­ëng chirp (C=0): 2 2 σ = σ 0 + ( β 3 L / 4σ 02 ) / 2 = σ 02 + σ D 2 • Khi ® ã: • Giíi h¹n tèc ® bit: é B( β 3 L ) 1/ 3 ≤ 0,324 (1.31) (1.32) • VÝ dô: SMF β 3=0,1ps3/km ­­> [B3L]max≈ 3.108[(Gb/s)3.Km] 50 Gb/s truyÒn ® 2700 Km, 100Gb/s truyÒn ®­îc 340 Km ­îc www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 103
  • 104. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG Sù cÇn thiÕt ph¶i bï t¸n s¾c  §Ó gi¶m ¶nh h­ëng cña GVD:  Dïng Laser cã phæ hÑp  B­íc sãng ho¹t ®éng gÇn λZD.  Thùc tÕ, c¸c m¹ng TTQ hÇu hÕt sö dông SSMF cã λZD≈1,31µm. Trong khi c¸c nguån quang sö dông cã λ=1,55 µm, khi truyÒn trong sîi SSMF cã D ≈16ps/ (km.nm). Khi tèc ®é bÝt >2Gb/s th× GVD ¶nh h­ëng nghiªm träng ®Õn hiÖu n¨ng hÖ thèng.  C¸c hÖ thèng quang hiÖn ®¹i sö dông c¸c EDFA, nªn GVD lµ nh©n tè chÝnh giíi h¹n hiÖu n¨ng hÖ thèng . Do ®ã, cÇn thiÕt ph¶i thùc hiÖn bï t¸n s¾c trong c¸c hÖ thèng quang ®Ó c¶i thiÖn hiÖu n¨ng cña hÖ thèng. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 104
  • 105. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG C¸c kü thuËt bï RÊt nhiÒu kü thuËt ® sö dông ® gi¶m ¶nh h­ëng cña t¸n s¾c. ­îc Ó  C¸c kü thuËt ® iÖn:  Bï tr­íc (tr­íc khi truyÒn dÉn)  Bï sau (sau khi t¸ch tÝn hiÖu)  C¸c kü thuËt quang:  Sîi bï t¸n s¾c  C¸c bé läc  C¸ch tö sîi chirp  KÕt hîp pha quang  Soliton TÊt c¶ c¸c kü thuËt nµy cã môc ® Ých lµ khö t¸n s¾c do hÖ sè pha g© ra khi tÝn hiÖu y truyÒn trong sîi: 1 A( z , t ) = 2π www.ptit.edu.vn ∞ 1 j  β 2ω ~ A(0, ω )e  2 ∫ 2  z −ωt   dω (1.33) −∞ BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 105
  • 106. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG kü thuËt bï sau  Sö dông kü thuËt ®iÖn ®Ó bï GVD t¹i m¸y thu.  §Ó bï t¸n s¾c sö dông m¸y thu heterodyne ®Ó t¸ch tÝn hiÖu: §Çu tiªn, m¸y thu biÕn ®æi tÝn hiÖu quang thµnh tÝn hiÖu v« tuyÕn t¹i tÇn sè ωIF trong khi vÉn duy tr× c¶ th«ng tin biªn ®é vµ pha.  Sau ®ã cho tÝn hiÖu qua mét bé läc b¨ng cã hµm truyÒn ®¹t nh­ sau. [ H ( ω ) = exp − j ( ω − ω IF ) β 2 L / 2 2 ] (1.39) Trong ®ã L lµ chiÒu dµi sîi quang ®Ó kh«i phôc ®­îc d¹ng gèc cña tÝn hiÖu.  Kü thuËt nµy ®Ó bï t¸n s¾c trong hÖ thèng quang coherent www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 106
  • 107. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG bï VíI sîi bï t¸n s¾ c  NÕu bá qua ¶nh h­ëng phi tuyÕn, th× t¸n s¾c hoµn toµn ® bï b»ng mét ® sîi quang thø ­îc o¹n hai cã D<0 (Sîi DCF). A( L, t ) = 1 2π ~ j  A(0, ω ) exp  ω 2 ( β 21 L1 + β 22 L2 ) − iωt dω ∫−∞ 2  ∞ (1.39) Trong ®ã: L=L1+L2 vµ β2j lµ tham sè GVD cña ®o¹n sîi Lj (j=1,2).  NÕu: β 21L1+β 22L2=0 hay D 1L1=­D2L2 th× d¹ng x ung ® r a: A (L,t)=A (0,t) Çu  ChiÒu dµi cña sîi DCF cµng ng¾n cµng tèt, nªn nã ph¶i cã gi¸ trÞ © lín m  C¸c DCF cã D=­300÷­100ps/nm.km ® chÕ t¹o víi tham sè V nhá nh­ng suy hao t­¬ng ® cao: ­îc èi 0,4 ÷1 dB/km.  C¸c DCF th­¬ng m¹i, cã L2=4km cã thÓ bï L1=50km sîi SSMF www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 107
  • 108. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG bï t¸n s¾c VíI c¸ch tö br agg sîi CHIRP  ChiÕt xuÊt trong sîi thay ® theo chu æi kú däc sîi.  NÕu n(z) thay ® däc sîi theo chu kú sÏ æi ® c¸ch tö sîi chirp ­îc ã ­ B­íc sãng Bragg, λ B=2TGB, t¹i ® tÝn hiÖu ph¶n x¹ sÏ thay ® däc sîi. æi ­ C¸c thµnh phÇn tÇn sè kh¸c bÞ trÔ víi thêi gian kh¸c nhau ­ KÕt qu¶ tÝn hiÖu quang ra sÏ bï ® t¸n ­îc s¸c www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 108
  • 109. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG bï t¸n s¾c VíI kÕt hîp pha quang (OPC)  Tr ong hÖ thèng quang cù li dµi, sö dông kü thuËt OPC ® bï t¸n s¾c. Ó  Nguyªn lý cña OPC lµ thùc hiÖn kÕt hîp tr­êng phøc t¹i chÆng gi÷a cña tuyÕn, kÕt qu¶ lµ t¹i n÷a sau ¶nh h­ ëng cña GVD sÏ trung hoµ ¶nh h­ëng cña GVD ë n÷a ® Çu. Ph­¬ng ph¸p nµy cßn ® gäi lµ ® phæ gi÷a chÆng. ­îc ¶o  Ph­¬ng ph¸p sö dông th«ng dông nhÊt trong OPC lµ FWM trong m«i tr­ êng phi tuyÕn: th­êng chän b­íc sãng b¬m tr ïng víi b­íc sãng t¸n s¾c kh«ng  ThÝ dô vÒ bï t¸n s¾c: tÝn hiÖu λ=1542,9nm ® kÕt hîp pha nhê ­îc FWM trong 21 km sîi DSF víi sãng b¬m ë λ=1546,7nm www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 109
  • 110. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HÖ thèng quang cù li dµi  Bá qua ¶nh h­ëng cña phi tuyÕn, t¸n s¾c GVD tæng ®­îc bï mét lóc ë ®Çu thu.  Khi xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña phi tuyÕn th× ph¶i sö dông mét gi¶i ph¸t kh¸c: qu¶n lý t¸n s¾c theo chu kú.  Sö dông c¸c sîi quang cã GVD d­¬ng vµ ©m trong mét chu kú, sao cho: D= (D1L1+D2L2)/Lm≈0  Thùc tÕ, chu kú s¾p xÕp Lm=L1+L2 ®­îc chän phô thuéc vµo hiÖu n¨ng hÖ thèng vµ th­êng ®­îc chän = LA  Lm=LA ≈80km hÖ thèng quang ®Êt liÒn nh­ng gi¶m xuèng 50km ®èi víi hÖ thèng c¸p biÓn. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 110
  • 111. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HÖ thèng quang cù li dµi  Cho hÖ thèng sîi ®¬n mode chuÈn: §é d­ t¸n s¾ c (ps/ nm) DCF Tx S-SMF OA OA LDCF Kho¶ng c¸ch (km) Rx 0 LSSMF Mét chu k× bï t¸n s¾ c Tx §é d­ t¸n s¾ c (ps/ nm) DCF S-SMF OA Rx OA LDCF LSSMF 0 Mét chu k× bï t¸n s¾ c S-SMF DCF Tx OA 1/2LDCF Kho¶ng c¸ch (km) §é d­ t¸n s¾ c (ps/ nm) DCF OA LSSMF OA 1/2LDCF Rx 0 Mét chu k× bï t¸n s¾ c www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Kho¶ng c¸ch (km) Trang 111
  • 112. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG HÖ thèng quang b¨ng réng  C¸c hÖ thèng WDM yªu cÇu bï t¸n s¾c ®ång thêi cho tÊt c¶ c¸c kªnh: D1(λn)L1+D2(λn)L2=0  §­êng cong t¸n s¾c DCF ph¶i tho¶ m·n: S2=­S1(L1/L2)=S1(D2/D1)  TØ sè S/D ph¶i phï hîp trªn c¶ hai ®o¹n.  NhiÒu c¸ch tö sîi cã thÓ ®­îc sö dông: www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 112
  • 113. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG Bï t¸n s¾ c bËc 3  c¸c xung hÑp truyÒn ë tèc ®é cao th× yªu cÇu ph¶i bï c¶ t¸n s¾c bËc 2 vµ bËc 3. Víi β21L1+β22L2=0 vµ β31L1+β32L2=0  ThiÕt kÕ c¸c DCF cã ®­êng cong t¸n s¾c ©m sao cho: β32=(β22/ β21) β31=­(L1/L2) β31  d¹ng xung sau khi truyÒn xung 2,6ps qua 300km sîi dÞch t¸n s¾c (β2=0). C¸c www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 113
  • 114. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  4.2. www.ptit.edu.vn CÁC HIỆU ỨNG PHI TUYẾN VÀ ỨNG DỤNG BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 114
  • 115. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  Hiệu ứng tự điều chế pha (SPM) - Hiện tượng này tạo nên sự dịch pha phi tuyến ΦNL của trường quang khi lan truyền trong sợi quang. ( 2πnL 2πL n 0 + n 2 E Φ= = λ λ www.ptit.edu.vn 2 ) = const + Φ BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 NL Trang 115
  • 116. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  Hiệu ứng điều chế pha chéo (XPM) - Là hiệu ứng pha phi tuyến gây ra do do tác động của các xung quang ở các kênh khác. Chỉ xẩy ra trong hệ thống đa kênh. - Trong hệ thống đa kênh, dịch pha phi tuyến của tín hiệu tại bước sóng trung tâm λi được tính theo công thức sau: φ NL www.ptit.edu.vn   2π = n 2 z  I i ( t ) + 2∑ I j ( t )  λi i≠ j   BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 116
  • 117. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  Hiệu ứng trộn bốn sóng (FWM) - Tần số sóng quang mới sinh ra khi 2 hoặc 3 sóng quang với các tần số khác nhau tương tác với nhau - Giả sử có 3 bước sóng với tần số ωi, ωj, ωk thì tổ hợp tần số mới tạo ra sẽ là những tần số ωijk thoả mãn: ωijk = ωi + ωj - ωk - Tổng số các thành phần mới được tạo ra có thể tính như sau: m = 1/2 (N3 - N2) www.ptit.edu.vn với N là số kênh ban đầu BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 117
  • 118. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  Hiệu ứng tán xạ Raman (SRS) - Là kết quả của quá trình tán xạ không đàn hồi, trong đó photon ánh sáng tới chuyển một phần năng lượng của mình cho dao động cơ học của các phần tử cấu thành môi trường truyền dẫn và phần năng lượng còn lại được phát xạ thành ánh sáng có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng tới - Khi ánh sáng tín hiệu truyền trong sợi quang có cường độ lớn, quá trình này trở thành quá trình kích thích (được gọi là SRS) mà trong đó ánh sáng tín hiệu đóng vai trò sóng (gọi là bơm Raman) làm cho phần lớn năng lượng của tín hiệu được chuyển tới bước sóng Stoke. Công suất của bước sóng Stoke Ps(L) được tính theo công thức: Ps(L) = P0exp(grP0L/KAeff) P0 là công đưa vào sợi tại bước sóng tín hiệu; gr là hệ số khuếch đại Raman; Aeff là vùng lõi hiệu dụng; K đặc trưng cho mối quan hệ về phân cực giữa tín hiệu, bước sóng Stoke và phân cực của sợi. Đối với sợi thông thường thì K ≈ 2 www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 118
  • 119. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  Hiệu ứng Brillouin (SBS) - Tương tự như SRS. Ánh sáng tới tương tác với môi trường truyền và mất một phần năng lượng để chuyển lên bước sóng dài hơn. - Bước sóng Stokes ở hiện tượng Brillouin có khoảng cách cỡ 11 GHz so với bước sóng bơm - Sóng Stokes chỉ sinh ra trên hướng ngược lại với sóng bơm. - mức công suất ngưỡng đối với hiệu ứng SBS như sau: KA eff ∆ν B + ∆ν p P = 21 gL eff ∆ν B th Với: g : là hệ số khuếch đại Brillouin. ∆νp : là độ rộng phổ tín hiệu. - Hiệu ứng này không phụ thuộc số kênh của hệ thống. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 119
  • 120. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  Ứng dụng các hiệu ứng phi tuyến - Ứng dụng hiệu ứng SPM làm bộ tái tạo tín hiệu - Ứng dụng hiệu ứng FWM làm bộ chuyển đổi bước sóng www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 120
  • 121. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  4.3- FTTx - Đây là một hình thức truy nhập trong mạng truy nhập sợi quang, để đưa dịch vụ tới khách hàng. FTTx bao gồm các hệ thống truy nhập khác nhau như: - Sợi quang tới vùng dân cư (FTTC). - Sợi quang tới cơ quan (FTTO). - Sợi quang tới tòa nhà (FTTB). - Sợi quang tới tận nhà (FTTH). www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 121
  • 122. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  FTTC Tổng đài Sợi quang Cá p n đồ g Độ dài cáp đồng : xấp xỉ 100m www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 122
  • 123. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  FTTO/H Tổng đài Độ dài cáp đồng : xấp xỉ 0m www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 123
  • 124. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  FTTB Tổng đài Độ dài cáp đồng : xấp xỉ 10m www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 124
  • 125. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  Công nghệ AON - Là mạng truy nhập quang để phân phối tín hiệu sử dụng các thiết bị cần nguồn cung cấp Dữ liệu từ phía nhà cung cấp của khách hàng nào sẽ chỉ được chuyển đến khách hàng đó →dữ liệu của khách hàng sẽ tránh được xung đột khi truyền trên đường vật lý chung. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 125
  • 126. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  Kiến trúc “Home Run” www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 126
  • 127. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  Kiến trúc Active Star Ethernet www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 127
  • 128. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  Công nghệ PON - Là một kiến trúc mạng điểm-đa điểm, sử dụng các bộ chia quang thụ động (không có nguồn cung cấp) để chia công suất quang từ một sợi quang tới các sợi quang cung cấp cho nhiều khách hàng - Mạng quang thụ động có ba cấu hình cơ bản đó là: - Cấu hình Ring - Cấu hình cây - Cấu hình bus www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 128
  • 129. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 129
  • 130. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  4.4- QUANG COHERENT - Tín hiệu thông tin được điều chế ở phía phát với mức độ yêu cầu cao về độ rộng phổ tín hiệu, độ ổn đình tần số (có thể điều chế trực tiếp hoặc điều chế ngoài) - Độ phân cực của ánh sáng được giữ nguyên trạng quá trình truyền - Trước khi tách sóng ở thiết bị thu, tín hiệu thông tin được trộn với tín hiệu dao động nội. Như vậy ánh sáng đã được xử lý trước khi tới bộ tách sóng quang. - Ưu điểm:  Có độ nhạy thu cao  Cho phép kéo dài thêm cự ly truyền dẫn  Băng tần của hệ thống lớn và có thể điều chỉnh lựa chọn các kênh quang www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 130
  • 131. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  Cấu trúc cơ bản của hệ thống thông tin quang coherent Dữ liệu vào MOD λ1 DE LC CWL Bộ phát Homodyne λ1 = λ1 λ2 Heterodyne λ1 ≠ λ2 DEC AMP λ2 DEMOD Heterodyn e LLO LOC Bộ thu - Chức năng các khối: • DE (Drive Electronic): khối này thực hiện khuếch đại tín hiệu ngõ vào nhằm tạo tín hiệu có mức phù hợp với các khối phía sau. • CWL (Continuous Wave Laser): đây là bộ dao động quang sử dụng laser bán dẫn có độ rộng phổ hẹp phát ra ánh sáng liên tục có bước sóng λ1. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 131
  • 132. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG • • • • • • • LC (laser control): khối này nhằm ổn định bước sóng phát ra của bộ dao động quang. MOD (Modulator): đây là khối điều chế quang, sử dụng kỹ thuật điều chế ngoài để tạo ra tín hiệu điều chế dạng ASK (Amplitude Shitf Keying), FSK (Frequency Shitf Keying), PSK (Phase Shitf Keying) hay PolSK (Polarization Shitf Keying ). LLO (Laser Local Oscillator): đây là bộ dao động nội tại bộ thu sử dụng laser bán dẫn tạo ra tín hiệu quang có bước sóng λ2. DEC (Detector): khối này thực hiện hai tính năng, đầu tiên sử dụng coupler FBT cộng tín hiệu thu được (λ1) và tín hiệu tại chỗ (λ2). Sau đó đưa tín hiệu tổng tới photodiode để thực hiện tách sóng trực triếp theo qui luật bình phương. LOC (Local Oscillator control): khối này nhằm điều khiển pha và tần số của tín hiệu dao động nội ổn định. AMP (Amplifier): khối này khuếch đại tín hiệu điện sau khi tách sóng quang. DEMOD (Demodulator): khối này chỉ cần thiết khi bộ thu hoạt động ở chế độ heterodyne. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 132
  • 133. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  Sơ đồ khối tổng quát của bộ thu quang coherent - Bộ thu quang Heterodyne Tín hiệu vào Coupler 2×2 Bộ dao động nội Bộ tách sóng quang Bộ lọc khuếch đại trung tần Bộ giải điều chế AFC Bộ lọc khuếch đại dải nền Mạch quyết định bit Tín hiệu ra www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 133
  • 134. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG - Bộ thu quang Homodyne có khoá pha giữa tín hiệu dao động nội và tín hiệu vào. Tín hiệu vào Coupler 2×2 Coupler 2×2 Bộ tách sóng quang Bộ lọc khuếch đại dải nền Bộ dao động nội AFC Mạch quyết định bit Tín hiệu ra www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 134
  • 135. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  4.5- RoF - Công nghệ RoF sử dụng đường truyền sợi quang để phân phối các tín hiệu tần số vô tuyến (RF) từ một trạm đầu cuối tới các khối anten đầu xa (RAU). www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 135
  • 136. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  Các ưu điểm khi sử dụng công nghệ RoF - Suy hao thấp Băng thông lớn Lắp đặt và bảo trì đơn giản Giảm công suất tiêu thụ Phân bổ tài nguyên linh hoạt www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 136
  • 137. BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG  Hạn chế của công nghệ RoF - Do RoF gồm điều chế tương tự và tách sóng quang →về cơ bản là hệ thống truyền dẫn tương tự → tín hiệu bị ảnh hưởng bởi nhiễu và méo. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 137