Luận văn: Kỹ thuật đa truy nhập trong mạng quang và ứng dụng

Chia sẻ: Nguyen Bao Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:124

Thêm vào BST

Báo xấu

138
lượt xem 63
download

Luận văn: Kỹ thuật đa truy nhập trong mạng quang và ứng dụng

Mô tả tài liệu

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Để đáp ứng được vai trò động lực thúc đẩy sự phát triển của kỷ nguyên thông tin, mạng truyền thông cần phải có khả năng truyền dẫn tốc độ cao, băng thông rộng, dung lượng lớn. Một trong giải pháp để tạo ra mạng truyền thông có khả năng truyền dẫn đó là mạng thông tin quang tốc độ cao. Mặc dù có sự phát triển nhanh về công nghệ, cấu trúc mạng và cấu hình các hệ thống truyền dẫn quang trong các ứng dụng thực tế, song về cơ bản mạng thông tin quang có thể chia...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn: Kỹ thuật đa truy nhập trong mạng quang và ứng dụng

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi -------------------------------------------- luËn v¨n th¹c sÜ khoa häc kü thuËt ®a truy nhËp trong m¹ng quang vµ øng dông ngµnh: xö lý th«ng tin vµ truyÒn th«ng M∙ sè: NguyÔn thÕ d−¬ng Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: PGS -TS. §Æng v¨n chuyÕt hµ néi 2006
-i- Lêi cam ®oan Em xin cam ®oan luËn v¨n nµy lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña b¶n th©n. C¸c nghiªn cøu trong luËn v¨n nµy dùa trªn nh÷ng tæng hîp lý thuyÕt vµ hiÓu biÕt thùc tÕ cña em, kh«ng sao chÐp. T¸c gi¶ luËn v¨n NguyÔn ThÕ D−¬ng
-ii- Môc lôc Néi dung Trang Lêi Më ®Çu ............................................................................................. Ch−¬ng 1: c¸c phÇn tö sö dông trong m¹ng quang ®a truy nhËp 1.1 giíi thiÖu chung …………………….................................. 1 1.2 Bé ghÐp h×nh sao qu¶ng b¸ ………………………….... 2 1.3 bé ghÐp kªnh vµ t¸ch kªnh ........................................... 4 1.4 ®ièt laze ®iÒu chØnh ®−îc b−íc sãng. .................... 7 1.4.1 §iÒu chØnh nhiÖt. ........................................................................... 8 1.4.2 §ièt laze ®iÒu chØnh ®−îc b−íc sãng sö dông hèc ngoµi............... 8 1.4.3 ®ièt laze håi tiÕp ph©n bè (DFB) hai ®o¹n..................................... 10 1.4.4 §ièt laze ph¶n x¹ ph©n bè Bragg hai ®o¹n vµ ba ®o¹n. ................ 11 1.5 bé läc quang ®iÒu chØnh ®−îc …................................ 12 Ch−¬ng 2 : Kü thuËt ®a truy nhËp ph©n chia theo b−íc sãng - wdma 2.1 Tæng quan vÒ kü thuËt WDMA....................................... 14 2.2 M¹ng WDMA ®¬n b−íc ....................................................... 14 2.2.1 M¹ng WDMA “ qu¶ng b¸ vµ lùa chän ”........................................ 14 2.2.2 M¹ng WDMA “®Þnh tuyÕn theo b−íc sãng”................................. 20 2.2.3 C¸c vÊn ®Ò liªn quan ®Õn hiÖu suÊt vµ thiÕt kÕ m¹ng .................... 25 25 2.2.3.1 VÞ trÝ bé ®Öm trong m¹ng WDMA ®¬n b−íc ................................. 26 2.2.3.2 Xuyªn kªnh..................................................................................... 2.3 M¹ng WDMA ®a b−íc ......................................................... 29 2.3.1 Kh¸i niÖm chung vÒ m¹ng WDMA ®a b−íc ................................ 29 2.3.2 §Æc ®iÓm cña m¹ng WDMA ®a b−íc ……………....................... 31
-iii- 2.4 øng dông m¹ng kü thuËt ®a truy nhËp WDMA 36 2.4. 1 M¹ng WDMA ®¬n b−íc .............................................................. 36 2.4.1.1 M¹ng LAMBDANET...................................................................... 36 2.4.1.2 M¹ng RAINBOW............................................................................ 37 2.4.1.3 FOX –Bé kÕt nèi chÐo quang tèc ®é cao…………………………… 38 2.4.1.4 HYPASS (High performance packet switch system……………...... 39 2.4.1.5 M¹ng RINGGO............................................................................... 42 2.4.2 M¹ng WDMA ®a b−íc .................................................................. 43 2.4.2.1 M¹ng Starnet.................................................................................. 43 2.4.2.2 M¹ng HORNET.............................................................................. 44 Ch−¬ng 3 : kü thuËt ®a truy nhËp ph©n chia theo sãng mang phô – SCMA 3.1 Giíi thiÖu chung .................................................................. 49 3.2 HiÖu suÊt cña m¹ng scma ®¬n kªnh …..................... 51 3.2.1 NhiÔu l−îng tö Short noise ………………................................... 53 3.2.2 NhiÔu nhiÖt cña m¸y thu ............................................................... 54 3.2.3 NhiÔu c−êng ®é Laser ................................................................... 55 3.2.4 NhiÔu giao thoa quang .................................................................. 55 3.2.5 Tû sè tÝn hiÖu trªn t¹p ©m tæng....................................................... 58 3.2.6 øng dông cña c¸c hÖ thèng SCMA ®¬n kªnh ................................ 55 3.3 §a truy nhËp sãng mang phô ®a kªnh .................... 60 3.3.1 Kh¸i niÖm vÒ hÖ thèng SCMA ®a kªnh ........................................ 61 3.3.2 §Æc ®iÓm cña hÖ thèng SCMA ®a kªnh ….................................... 62 3.3.3 Tû sè tÝn hiÖu trªn t¹p ©m tæng ...................................................... 64 3.3.4 øng dông cña c¸c hÖ thèng SCMA ®a kªnh .................................. 65 Ch−¬ng 4 : kü thuËt ®a truy nhËp ph©n chia theo thêi gian – TDMA 4.1 Giíi thiÖu chung .................................................................. 68
-iv- 4.2 C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n cña Kü thuËt TDMA ………. 68 4.3 øng dông m¹ng Kü thuËt ®a truy nhËp TDMA .... 71 4.3.1 ATM-PON (ATM dùa trªn m¹ng quang thô ®éng) ...................... 71 4.3.2 E- PON (Ethernet dùa trªn m¹ng quang thô ®éng) ....................... 74 Ch−¬ng 5 : kü thuËt ®a truy nhËp ph©n chia theo m∙ - cdma 5.1 Tæng quan kü thuËt ®a truy nhËp CDMA .............. 78 5.2 C¸c m¹ng sö dông kü thuËt CDMA ............................. 78 5.2.1 M¹ng sö dông kü thuËt CDMA t¸ch sãng trùc tiÕp ...................... 78 5.2.2 M¹ng CDMA quang kÕt hîp......................................................... 85 5.2.3 §Æc ®iÓm cña c¸c m¹ng sö dông kü thuËt CDMA quang.............. 87 Ch−¬ng 6 : ®Ò xuÊt m« h×nh øng dông m¹ng man T¹i b−u ®iÖn hµ néi 6.1 HiÖn tr¹ng m¹ng viÔn th«ng cña B§HN .................. 88 6.1.1 M¹ng truyÒn dÉn ........................................................................... 88 6.1.2 M¹ng tæng ®µi ............................................................................... 88 6.1.3 M¹ng DDN truyÒn thèng ……………………………………….. 90 6.1.4 M¹ng truyÒn sè liÖu ATM + IP ..................................................... 90 6.1.5 M¹ng truy nhËp b¨ng réng ADSL & SHDSL ................................ 91 6.2 94 §¸nh gi¸ øng dông truy nhËp quang cña b®hn 6.3 Dù b¸o nhu cÇu ph¸t triÓn ............................................ 96 6.4 Ph©n tÝch gi¶i ph¸p øng dông x©y dùng m¹ng .... 99 6.5 Lùa chän gi¶i ph¸p c«ng nghÖ truy nhËp .............. 103 6.6 Mét sè chØ tiªu c¬ b¶n khi x©y dùng m¹ng …….. 105 6.7 §Ò xuÊt cÊu h×nh øng dông m¹ng MAN .................... 107 KÕt luËn................................................................................................. 110 Tµi liÖu tham kh¶o ........................................................................... 111
-v- ThuËt ng÷ vµ ch÷ viÕt t¾t ADSL Asymmetric Digital Sub Line Thuª bao sè kh«ng ®èi xøng AON All –optical network M¹ng toµn quang ADM Add/ Drop Multiplexer Bé ghÐp kªnh xen rÏ APD Avalanche Photodiode §ièt t¸ch sãng th¸c AR Antireflection Coating Vá chèng ph¶n x¹ ASK Amplitude Shift Keying Kho¸ dÞch biªn ®é ATM Asynchronous Transfer Mode Mode chuyÓn giao kh«ng ®ång bé B-ISDN Broadband Integrated Service M¹ng sè liªn kÕt ®a dÞch vô Digital network b¨ng réng BPF BandPass Filter Bé läc b¨ng th«ng BRAS Broadband Access Server Server truy nhËp b¨ng réng CNR Carrier –to- Noise Ratio Tû sè sãng mang trªn nhiÔu COT Central Office terminal ThiÕt bÞ ®Çu cuèi tæng ®µi CT Central terminal ThiÕt bÞ ®Çu cuèi tËp trung DBR Distributed Bragg Reflecter Ph¶n x¹ ph©n bè Bragg DCN Digital Communication network M¹ng th«ng tin sè DCS Digital Cross -connect system Bé nèi chÐo sè DEMUX Demultiplexer Bé gi¶i ghÐp (t¸ch) kªnh DFB Distributed Feedback Håi tiÕp ph©n bè DLC Digital loop Carrier TruyÒn t¶i m¹ch vßng sè DR Distributed reflector Bé ph¶n x¹ ph©n bè DSL Digital sub line §−êng d©y thuª bao sè DSLAM DSL access Multiplexer Bé ghÐp ®−êng thuª bao sè FBG Fiber Bragg grating C¸ch tö quang Bragg FP-LD Fabry-Perot laser diode §i èt la-de Fabry-Perot FSK Frequency Shift Keying Kho¸ dÞch tÇn sè FTTB Fiber to the Building C¸p quang tíi toµ nhµ FTTC Fiber to the Curb C¸p quang tíi khu d©n c−
-vi- FTTH Fiber to the home C¸p quang tíi nhµ FTTL Fiber to the loop M¹ch vßng c¸p quang FTTO Fiber to the office C¸p quang tíi c«ng së FWM Four –Wave Mixing Trén bèn sãng GGL Gain Guided laser Lade ®iÒu khiÓn khuyÕch ®¹i GI Graded Index ChØ sè Gradien GRIN Graded refractive Index ChØ sè chiÕt suÊt Gradien IF Intermediate frequency Trung tÇn IGL Index Guided laser Lade ®iÒu khiÓn chØ sè chiÕt suÊt IM Intensity Modulation §iÒu biÕn c−êng ®é IMD Intermodulation Distortion MÐo ®iÒu chÕ t−¬ng hç LD Laser diode §ièt lade LED Light Emitting Diode §ièt ph¸t quang LED LO Local Oscillator Dao ®éng néi LOC Large Optical Cavity Hèc céng h−ëng quang réng MAN Metropolitan Area Network M¹ng khu vùc néi thÞ MQW Multiple Quantum Well GiÕng l−îng tö MUX Multiplexer Bé ghÐp kªnh MZ Mach –Zehnder Bé ®iÒu chÕ Mach –Zehnder OA Optical amplifier Bé khuÕch ®¹i quang OADM Optical Add/Drop Multiplexer Bé ghÐp kªnh xen rÏ quang OFA Optical fiber amplifier Bé khuÕch ®¹i quang sîi ONI Optical Network interface Giao diÖn m¹ng quang ONNI Optical network – to – network Giao diÖn m¹ng –m¹ng interface quang ONU Optical network Unit ThiÕt bÞ m¹ng quang OTN Optical transport network M¹ng truyÒn t¶i quang OXC Optical Cross connect Nèi chÐo quang PDS Passive Distribute Service DÞch vô ph©n phèi thô ®éng
-vii- PIN Positive Intrinsic Negative CÊu tróc PIN PON Passive optical network M¹ng quang thô ®éng PSK Phase shift keying Kho¸ dÞch pha RF Radio frequency TÇn sè v« tuyÕn RIN Relative Intensity Noise NhiÔu c−êng ®é t−¬ng ®èi RPR Resilient packet ring M¹ng vßng chuyÓn m¹ch gãi tù håi phôc SBS Stimulated Brillouin Scattering T¸n x¹ Brillouin kÝch thÝch SCM Subcarrier Multiplexing GhÐp kªnh sãng mang phô SDSL Symmetric digital sub line Thuª bao sè ®èi xøng SEL Surface Emitting laser La-de ph¸t mÆt SPM Self phase modulation Tù ®iÒu chÕ pha SRS Stimulated Raman Scattering T¸n x¹ raman kÝch thÝch TDM Time division Multiplexing GhÐp kªnh theo thêi gian TDMA Time division Multiple Access §a truy nhËp theo thêi gian TT Tunable transmitter Bé ph¸t ®iÒu chØnh ®−îc TR Tunable receiver Bé thu ®iÒu chØnh ®−îc FT Fixed – tuned transmitter Bé ph¸t cè ®Þnh RF Fixed – tuned receiver Bé thu cè ®Þnh VPN Virtual private network DÞch vô m¹ng riªng ¶o WDM Wavelength Division Multiplex GhÐp kªnh theo b−íc sãng WDMA Wavelength Division Multiple §a truy nhËp theo b−íc Access sãng WGR Wavelength Grating Router Bé ®Þnh tuyÕn c¸ch tö dÉn sãng WR Wavelength Router Bé ®Þnh tuyÕn b−íc sãng WRC Wavelength routing Controller Bé ®iÒu khiÓn ®Þnh tuyÕn b−íc sãng WT Wavelength terminal ThiÕt bÞ kÕt cuèi b−íc sãng XPM Cross Phase Modulation §iÒu chÕ ngang (chÐo) pha
-viii- danh môc b¶ng B¶ng 2.1 Quan hÖ gi÷a sè nót m¹ng (N) vµ sè b−íc (h) xuÊt ph¸t tõ 33 mét nót nguån trong gi¶n ®å ShuffleNet (p,k) ....................... B¶ng 2.2 Mét sè th«ng sè ®¹i diÖn biÓu ®å ShuffleNet ....................... 34 B¶ng 2.3 C¸c tham sè thö nghiÖm m¹ng HORNET ............................. 45 B¶ng 6.1 Kü thuËt truyÒn dÉn tõ tæng ®µi ®Õn thuª bao ……………… 104 B¶ng 6.2 Kü thuËt truyÒn dÉn tõ thuª bao ®Õn tæng ®µi ……………… 104 Danh môc h×nh vÏ H×nh 1.1. Mét sè cÊu kiÖn quang thô ®éng ........................................... 2 H×nh 1.2. Bé ghÐp h×nh sao 8x8 t¹o ra b»ng 12 bé ghÐp sîi ®¬n mode . 2 H×nh 1.3. C¸c bé ghÐp h×nh sao ............................................................. 4 H×nh 1.4. S¬ ®å khèi hÖ thèng WDM .................................................... 4 H×nh 1.5 ThiÕt bÞ ghÐp –t¸ch kªnh hçn hîp (MUX-DEMUX) ............. 5 H×nh 1.6 Xuyªn kªnh ............................................................................ 9 H×nh 1.7 §ièt laze ®iÒu chØnh ®−îc sö dông hèc ngoµi ........................ 9 H×nh 1.8 Laser MAGIC ........................................................................ 9 H×nh 1.9 §ièt laze håi tiÕp ph©n bè hai ®o¹n ....................................... 10 H×nh 1.10 S¬ ®è cÊu tróc diode laze ph¶n x¹ ph©n bè Bragg ................ 11 H×nh 1.11 S¬ ®å khèi bé läc quang ®iÒu chØnh ®−îc .............................. 12 H×nh 2.1 M¹ng WDMA h×nh sao ®¬n b−íc “qu¶ng b¸ vµ lùa chän”.... 15 H×nh 2.2 S¬ ®å chuyÓn ®æi tr¹ng th¸i kÕt hîp víi sè b−íc sãng ®−îc 17 sö dông .................................................................................. Quan hÖ sè b−íc sãng bËn -T¶i ρ vµ sè b−íc sãng cùc ®¹i ... 20 H×nh 2.3 H×nh 2.4 Nguyªn lý ®Þnh tuyÕn b−íc sãng m¹ng WDMA ®¬n b−íc .. 220 H×nh 2.5 M¹ng ®Þnh tuyÕn theo b−íc sãng N = 3 21 nót ,sö dông phÇn tö WDM .................................................. H×nh 2.6 M¹ng ®Þnh tuyÕn theo b−íc sãng 23 sö dông chuyÓn m¹ch kh«ng gian chän b−íc sãng ...............
-ix- H×nh 2.7 Nguyªn lý ho¹t ®éng m¹ng LLN …………………………... 24 H×nh 2.8 T¸i sö dông b−íc sãng trong m¹ng LLN ............................... 25 H×nh 2.9 Quan hÖ thêi gian ®îi vµ t¶i cho m¹ng ®Öm ®Çu ra ®Çu vµo 26 H×nh 2.10 Chän kªnh trong m¹ng WDMA thu kÕt hîp ......................... 27 H×nh 2.11 MÊt m¸t c«ng suÊt do xuyªn kªnh trong bé t¸ch sãng quang 28 H×nh 2.12 Quan hÖ gi÷a c«ng suÊt cùc ®¹i trªn kªnh vµ sè kªnh cho 29 4 ¶nh h−ëng phi tuyÕn trong m¹ng WDMA ……………….. H×nh 2.13 CÊu tróc m¹ng ®a chÆng WDMA h×nh sao 8 nót ................... 30 H×nh 2.14 BiÓu ®å kÕt nèi trùc tiÕp Shufflenet m¹ng ®a chÆng 32 h×nh sao 8 nót.......................................................................... H×nh 2.15 BiÓu diÔn th«ng l−îng trªn mét nót, sè nót N 35 cho m¹ng WDMA shuffleNet ................................................ H×nh 2.16 CÊu tróc m¹ng Lambdanet WDMA ....................................... 36 H×nh 2.17 CÊu tróc c¬ b¶n cña m¹ng FOX ............................................. 38 H×nh 2.18 CÊu tróc m¹ng WDMA –Hypass ........................................... 39 H×nh 2.19 Minh ho¹ thuËt to¸n th¨m dß h×nh c©y trong tr−êng hîp 40 cã 4 gãi d÷ liÖu ®ång thêi ®Õn cïng mét ®Ých ....................... H×nh 2.20 Quan hÖ gi÷a thêi gian trÔ trung b×nh 41 vµ t¶i ρ trong m¹ng Hypass ................................................... H×nh 2.21 M¹ng metro WDM ringo ................................................... 42 H×nh 2.22 CÊu tróc nót RINGO ............................................................. 43 H×nh 2.23 CÊu tróc chuyÓn m¹ch Starnet ............................................... 43 H×nh 2.24 CÊu tróc m¹ng HORNET....................................................... 46 H×nh 2.25 S¬ ®å cÊu tróc nót truy nhËp (AN) trong m¹ng HORNET .... 46 H×nh 2.26 Nguyªn lý ho¹t ®éng giao thøc CSMA/CA 47 trong m¹ng HORNET ……………………………………… H×nh 3.1 Nguyªn lý kü thuËt ®iÒu chÕ SCM …………………………. 49 H×nh 3.2 M¹ng SCMA cÊu tróc h×nh sao .............................................. 51 H×nh 3.2 (a) Phæ c«ng suÊt quang cña hai Laser ®¬n mode däc 53
-x- cã ®é lÖch tÇn sè trung t©m b»ng δv ..................................... Phæ c«ng suÊt ®iÖn cña thµnh phÇn nhiÔu khi δv ≠0 .............. 57 H×nh 3.2(b) H×nh 3.2 (c) Phæ c«ng suÊt ®iÖn cña thµnh phÇn nhiÔu khi δv = 0 ............ 57 H×nh 3.3 Tû sè (SNRtot) tæng vµ 4 lo¹i nhiÔu trong 59 hÖ thèng SCMA ®¬n kªnh ..................................................... H×nh 3.4 H−íng lªn hÖ thèng FITL dùa trªn SCMA –PON ................ 60 H×nh 3.5 M¹ng SCMA ®a kªnh , N b−íc sãng vµ M nót m¹ng 61 trªn mét b−íc sãng ............................................................... H×nh 3.6 G¸n kªnh tÇn trong m¹ng SCMA ®a kªnh ............................. 62 CÊu tróc chuyÓn m¹ch gãi tèc ®é cao dùa trªn H×nh 3.7 66 SCMA ®a kªnh øng dông cho MAN ……………………….. H×nh 4.1 M¹ng quang thô ®éng dùa trªn cÊu tróc Bus ......................... 69 H×nh 4.2 CÊu tróc cña ATM-PON......................................................... 72 H×nh 4.3 Khung thêi gian ATM-PON ®èi xøng 155 Mbps .................. 74 H×nh 4.4 S¬ ®å øng dông E-PON ......................................................... 75 H×nh 4.5 Khe thêi gian h−íng lªn vµ h−íng xuèng E-PON ................. 76 H×nh 5.1 M¹ng CDMA quang .............................................................. 79 H×nh 5.2 M· ho¸ bÝt nguån tin ‘1’ víi chuçi chÝp CDMA. 79 Sè c¸c chÝp, F=25. Sè c¸c chip 1, K=5 .................................. H×nh 5.3 (a) Bé m· ho¸ quang vµ (b) bé gi¶i m· quang sö dông 82 c¸c ®−êng d©y trÔ quang song song........................................ H×nh 5.4 Hai m· quang trùc giao A vµ B .............................................. 84 H×nh 5.5 M· ho¸ vµ gi¶i m· phæ c¸c xung ¸nh s¸ng cùc ng¾n 86 trong c¸c m¹ng CDMA quang kÕt hîp .................................. H×nh 6.1 S¬ ®å ®Êu nèi c¸c tr¹m tæng ®µi - m¹ng B−u ®iÖn Hµ Néi .... 89 H×nh 6.2 CÊu tróc m¹ng truyÒn sè liÖu ATM + IP ............................... 91 H×nh 6.3 S¬ ®å cÊu tróc m¹ng truy nhËp ADSL & SHDSL .................. 92 H×nh 6.4 S¬ ®å m¹ng truy nhËp ADSL vµ SHDSL – B−u ®iÖn Hµ Néi 93 H×nh 6.5 S¬ ®å triÓn khai MAN øng dông c«ng nghÖ 108 HORNET trªn m¹ng Hµ Néi .................................................
-xi- Lêi më ®Çu Ngµy nay, thÕ giíi ®ang b−íc sang kû nguyªn cña th«ng tin, trong ®ã c«ng nghÖ th«ng tin vµ truyÒn th«ng lµ ®éng lùc thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña x· héi. Do ®ã, nhu cÇu truyÒn th«ng ngµy cµng lín víi nhiÒu dÞch vô míi b¨ng réng vµ ®a ph−¬ng tiÖn trong ®êi sèng kinh tÕ – x· héi cña tõng quèc gia còng nh− kÕt nèi toµn cÇu. §Ó ®¸p øng ®−îc vai trß ®éng lùc thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña kû nguyªn th«ng tin, m¹ng truyÒn th«ng cÇn ph¶i cã kh¶ n¨ng truyÒn dÉn tèc ®é cao, b¨ng th«ng réng, dung l−îng lín. Mét trong gi¶i ph¸p ®Ó t¹o ra m¹ng truyÒn th«ng cã kh¶ n¨ng truyÒn dÉn ®ã lµ m¹ng th«ng tin quang tèc ®é cao. MÆc dï cã sù ph¸t triÓn nhanh vÒ c«ng nghÖ, cÊu tróc m¹ng vµ cÊu h×nh c¸c hÖ thèng truyÒn dÉn quang trong c¸c øng dông thùc tÕ, song vÒ c¬ b¶n m¹ng th«ng tin quang cã thÓ chia lµm hai phÇn lµ m¹ng truy nhËp vµ m¹ng truyÒn t¶i. M¹ng truyÒn t¶i víi môc tiªu truyÒn c¸c l−u l−îng lín víi b¨ng tÇn réng nh»m tho¶ m·n nhu cÇu truyÒn t¶i trong cÊu tróc m¹ng hiÖn ®¹i. Trªn c¬ së ®ã, vÊn ®Ò th«ng suèt l−u l−îng ®−îc ®Æt ra nh− lµ mét nÒn t¶ng cho viÖc tho¶ m·n nhu cÇu b¨ng tÇn réng cña kh¸ch hµng mµ kh«ng cÇn quan t©m tíi néi dung cña luång tÝn hiÖu. §©y còng lµ néi dung yªu cÇu tiÕn ®Õn m¹ng toµn quang thÕ hÖ sau (all optical network). M¹ng truy nhËp quang ë nhiÒu n¬i ®· ®−îc khai th¸c cã hiÖu qu¶ vµ ®· ®¸p øng ®−îc nhiÒu lo¹i h×nh dÞch vô. Tuy nhiªn, nhu cÇu th«ng tin ngµy mét ph¸t triÓn m¹nh, c¸c yªu cÇu vÒ c¸c hÖ thèng truy nhËp quang cho m¹ng néi h¹t cã b¨ng tÇn réng ®· ®−îc ®Æt ra nh»m tho¶ m·n sù ph¸t triÓn cña m¹ng vµ c¸c lo¹i h×nh dÞch vô cã b¨ng tÇn vµ chÊt l−îng cao. §Ó thùc hiÖn c¸c môc ®Ých trªn ng−êi ta ®· vµ ®ang nghiªn cøu rÊt nhiÒu c¸c gi¶i ph¸p kü thuËt, mét trong sè ®ã lµ kü thuËt ®a truy nhËp quang nh»m t¹o ra c¸c së cø khoa häc cho viÖc thiÕt kÕ vµ øng dông c¸c m¹ng quang ®a truy nhËp, néi dung luËn v¨n bao gåm: Ch−¬ng 1 giíi thiÖu mét sè phÇn tö sö dông trong m¹ng quang ®a truy nhËp. Nghiªn cøu chøc n¨ng, nguyªn lý ho¹t ®éng vµ ®Æc tÝnh kü thuËt cña mét sè cÊu kiÖn quang thô ®éng vµ c¸c phÇn tö ®iÒu chØnh ®−îc øng dông trong m¹ng quang ®a truy nhËp (Bé ph¸t thay ®æi, bé thu thay ®æi vµ bé läc thay ®æi ®−îc).
-xii- Ch−¬ng 2 sÏ tr×nh bµy vÒ kü thuËt ®a truy nhËp ph©n chia theo b−íc sãng WDMA trong ®ã ®−a ra tæng quan vÒ c«ng nghÖ WDMA, c¸c kh¸i niÖm vÒ m¹ng WDMA ®¬n b−íc vµ ®a b−íc ®ång thêi ph©n tÝch cÊu tróc, ®Æc tÝnh kü thuËt cña c¸c m¹ng WDMA ®¬n b−íc vµ ®a b−íc vµ nghiªn cøu mét sè cÊu tróc vµ giao thøc m¹ng øng dông kü thuËt WDMA. Ch−¬ng 3 nghiªn cøu vÒ kü thuËt ®a truy nhËp ph©n chia theo sãng mang phô SCMA t×m hiÓu c¸c ®Æc ®iÓm vÒ kü thuËt ®a truy nhËp sãng mang phô ®¬n kªnh, kü thuËt ®a truy nhËp sãng mang phô ®a kªnh, ®−a ra c¸c ph©n tÝch ¶nh h−ëng vÒ nhiÔu g©y ra liªn quan ®Õn hiÖu suÊt cña m¹ng vµ nªu øng dông cña kü thuËt SCMA. Ch−¬ng 4 m« t¶ kü thuËt ®a truy nhËp theo thêi gian TDMA víi hai ph−¬ng thøc xö lý ghÐp dßng tÝn hiÖu d−íi d¹ng chÌn bÝt vµ d¹ng khèi. Tr×nh bµy c¸c m¹ng øng dông: M¹ng A-PON (ATM dùa trªn m¹ng quang thô ®éng) vµ M¹ng E-PON (Ethernet dùa trªn m¹ng quang thô ®éng). Ch−¬ng 5 nghiªn cøu ®Æc ®iÓm cña kü thuËt ph©n chia theo m· CDMA liªn quan ®Õn c¸c kü thuËt CDMA t¸ch sãng trùc tiÕp vµ m¹ng CDMA quang kÕt hîp vµ ®Æc ®iÓm cña c¸c m¹ng sö dông kü thuËt CDMA quang. Ch−¬ng 6 ®Ò xuÊt kh¶ n¨ng øng dông m« h×nh øng dông MAN trªn m¹ng cña B−u ®iÖn Hµ néi ®Ó chuyÓn t¶i l−u l−îng cho c¸c m¹ng b¨ng réng vµ tõng b−íc cã thÓ thay thÕ c¸c m¹ng truyÒn dÉn kªnh truyÒn thèng. ViÖc triÓn khai øng dông m¹ng MAN nhê kü thuËt WDMA còng nh− øng dông cña kü thuËt WDMA trong c¸c m¹ng ®−êng trôc vµ m¹ng diÖn réng ®−îc m« t¶ cho thÊy møc ®é vµ tÝnh kh¶ thi khi ¸p dông cÊu tróc MAN cho viÖc truyÒn t¶i d÷ liÖu chuyÓn m¹ch gãi rÊt phï hîp cho c¸c øng dông cña m¹ng thÕ hÖ sau NGN vµo thùc tÕ nh− thÕ nµo.
-1- Ch−¬ng 1 tæng quan vÒ c¸c phÇn tö sö dông trong m¹ng quang ®a truy nhËp 1.1 giíi thiÖu chung. Trong kü thuËt ®a truy nhËp quang, vÒ mÆt b−íc sãng ta cã kü thuËt ghÐp kªnh theo b−íc sãng WDM t−¬ng øng lµ kü thuËt truy nhËp WDMA, ghÐp kªnh nhiÒu sãng mang SCM t−¬ng øng lµ kü thuËt truy nhËp SCMA, vÒ mÆt thêi gian ta cã kü thuËt truy nhËp theo thêi gian TDMA vµ truy nhËp ph©n chia theo m· CDMA. Trong c¸c m¹ng truy nhËp quang dßng bÝt d÷ liÖu h−íng ®i tõ ng−êi sö dông ®Õn tæng ®µi cã l−u l−îng nhá vµ h−íng vÒ tõ tæng ®µi ®Õn ng−êi sö dông cã l−u l−îng lín h¬n rÊt nhiÒu, v× vËy, kü thuËt truy nhËp cho c¸c h−íng còng kh¸c nhau. §Ó thùc hiÖn ®−îc m¹ng quang ®a truy nhËp cÇn ph¶i cã mét sè cÊu kiÖn quang, th«ng th−êng ®−îc gäi lµ c¸c thiÕt bÞ quang thô ®éng. Tuú theo c¸c chøc n¨ng thùc hiÖn mµ chóng ®−îc chia ra c¸c lo¹i nh− sau : • Bé chia quang: Bé nµy thùc hiÖn chia c«ng suÊt quang tõ mét ®Çu vµo duy nhÊt tíi mét sè ®Çu ra. • Bé tæng hîp quang: Bé nµy thùc hiÖn chøc n¨ng ng−îc l¹i cña bé chia, nã tæng hîp mét sè tÝn hiÖu quang ë c¸c ®−êng vµo vµ ®−a tíi mét ®Çu ra duy nhÊt. • Bé ghÐp h×nh sao qu¶ng b¸: ThiÕt bÞ nµy thùc hiÖn viÖc kÕt hîp c¸c tÝn hiÖu quang tõ c¸c cæng vµo vµ chia ®Òu nã cho c¸c cæng ra. • ThiÕt bÞ ghÐp kªnh theo b−íc sãng : ThiÕt bÞ nµy tæng hîp c¸c kªnh cã b−íc sãng kh¸c nhau t¹i c¸c ®Çu vµo vµ ®−a ra mét ®Çu ra duy nhÊt. • ThiÕt bÞ t¸ch kªnh theo b−íc sãng : ThiÕt bÞ nµy chia ®a kªnh quang tõ mét ®Çu vµo thµnh c¸c ®Çu ra kh¸c nhau tuú thuéc vµo b−íc sãng cña chóng. • C¸c bé c¸c ly quang: Cã nhiÖm vô b¶o vÖ bé ph¸t hoÆc bÊt cø thiÕt bÞ liªn quan ®Õn ®é nh¹y tõ nh÷ng tÝn hiÖu ph¶n x¹ kh«ng mong muèn. • Bé läc quang : ThiÕt bÞ nµy thùc hiÖn chän läc mét kªnh trong sè c¸c kªnh ®Õn ®Çu vµo, vµ ®−a kªnh ®−îc chän nµy ®Õn ®Çu ra. Ngoµi ra trong mét sè m¹ng quang ®a truy nhËp yªu cÇu mét vµi phÇn tö ®iÒu chØnh ®−îc, vÝ dô nh− bé ph¸t thay ®æi ®−îc (Tx- Tunable), bé thu
-2- thay ®æi ®−îc (Rx- Tunable) vµ c¸c bé läc quang thay ®æi ®−îc. §©y lµ c¸c phÇn tö tÝch cùc, nã cã vÞ trÝ ®Æc biÖt quan träng trong c¸c m¹ng quang sö dông kü thuËt ®a truy nhËp theo b−íc sãng (WDMA). N M a b c λ1 λ1 ...... λn λ1 λ1 ...... λn λn f e λn d H×nh 1.1 CÊu kiÖn quang thô ®éng. a. Bé chia quang. d. Bé ghÐp kªnh theo b−íc sãng. b. Bé tæng hîp quang. e. Bé t¸ch kªnh theo b−íc sãng. c. Bé ghÐp h×nh sao qu¶ng b¸. f. Bé c¸ch ly quang. 1.2 Bé ghÐp h×nh sao qu¶ng b¸. 1 5 9 2 6 10 3 7 11 4 8 12 H×nh 1.2 Bé ghÐp h×nh sao 8x8 t¹o ra b»ng 12 bé ghÐp sîi ®¬n mode. Vai trß cña mét bé ghÐp h×nh sao lµ kÕt hîp c¸c tÝn hiÖu quang tõ c¸c cæng ®Çu vµo vµ chia ®Òu nã trªn c¸c cæng ®Çu ra nh− chØ ra trªn h×nh 1.2. Kh«ng nh− c¸c bé t¸ch kªnh, c¸c bé ghÐp h×nh sao kh«ng chøa c¸c phÇn tö
-3- lùa chän b−íc sãng. V× vËy chóng kh«ng cã kh¶ n¨ng t¸ch c¸c kªnh riªng rÏ. Trong tr−êng hîp tæng qu¸t sè c¸c cæng ®Çu vµo vµ c¸c cæng ®Çu ra kh«ng cÇn ph¶i b»ng nhau vµ ký hiÖu lµ (NxM), trong ®ã N lµ sè cæng ®Çu vµo vµ M lµ sè cæng ®Çu ra. Cã mét sè kiÓu bé ghÐp h×nh sao ®· ®−îc ph¸t triÓn. Lo¹i bé ghÐp ®Çu tiªn sö dông c¸c bé ghÐp sîi 3dB. Mçi bé ghÐp sîi cã kh¶ n¨ng ghÐp hai tÝn hiÖu ®Çu vµo vµ ph©n chia ®Òu trªn hai cæng ®Çu ra, còng cã nghÜa lµ bé ghÐp h×nh sao 2x2. C¸c h×nh sao bËc cao h¬n NxN cã thÓ ®−îc t¹o ra b»ng c¸ch gép mét sè bé ghÐp 2x2 víi nhau trong ®ã N lµ béi sè lÇn cña 2. H×nh 1.2 m« t¶ s¬ ®å nh− vËy cho cÊu tróc h×nh sao 8x8 t¹o thµnh tõ 12 bé ghÐp 2x2. §Ó t¹o ra ®−îc bé coupler h×nh sao NxN th× sè bé coupler 3 dB cÇn thiÕt ®−îc tÝnh theo biÓu thøc sau: N N C = log 2 N 1.1 2 NÕu gäi β lµ suy hao cña tÝn hiÖu khi ®i qua coupler 3dB th× hÖ sè nµy ®−îc x¸c ®Þnh b»ng tæng sè c«ng suÊt ®Çu ra trªn tæng c«ng suÊt ®Çu vµo, th«ng th−êng gi¸ trÞ nµy ®−îc biÓu diÔn theo ®¬n vÞ deciBel. Suy hao tæng cña tÝn hiÖu khi ®i qua bé ghÐp h×nh sao NxN ®−îc tÝnh nh− biÓu thøc (1.2). Nh− vËy khi sè cæng t¨ng lªn th× suy hao tÝn hiÖu qua bé ghÐp còng t¨ng lªn. ⎧ β log 2 N ⎫ ⎬ ≅ 10 (1 − 3 .3 log 10 β ). log 10 N Loss [ dB ] = − 10 log 10 ⎨ 1.2 ⎩ N⎭ Cã mét gi¶i ph¸p kh¸c ®−îc ®−a ra lµ sö dông c¸c bé ghÐp biconical- taper (th¾t lµm hai h×nh chãp nãng ch¶y) ®Ó t¹o ra c¸c bé ghÐp h×nh sao v÷ng vµng, ch¾c ch¾n. H×nh 1.3 m« t¶ s¬ ®å sao truyÒn dÉn vµ sao ph¶n x¹ ®−îc t¹o ra b»ng c«ng nghÖ nµy. Kü thuËt nµy lµm nãng ch¶y mét sè l−îng lín c¸c sîi l¹i víi nhau vµ kÐo dµi phÇn nãng ch¶y thµnh d¹ng cÊu tróc th¾t hai phÇn. ë phÇn cã d¹ng h×nh nªm, tÝn hiÖu tõ mçi sîi ®−îc ghÐp l¹i víi nhau vµ chia ®Òu ra trªn c¸c cæng ®Çu ra. CÊu tróc nh− vËy ho¹t ®éng t−¬ng ®èi tèt víi sîi ®a mode. Cßn trong tr−êng hîp sîi ®¬n mode th× nã bÞ h¹n chÕ do chØ cã thÓ lµm nãng ch¶y ®−îc vµi sîi. C¸c bé ghÐp nãng ch¶y 2x2 sö dông sîi ®¬n mode ®−îc chÕ t¹o tõ kh¸ sím. Chóng cã thÓ ®−îc thiÕt kÕ ®Ó ho¹t ®éng trªn mét ph¹m vi b−íc sãng réng.
-4- (a) (b) a, Bé ghÐp sao truyÒn dÉn ; b, Bé ghÐp sao ph¶n x¹ H×nh 1.3 C¸c bé ghÐp h×nh sao. 1.3 bé ghÐp kªnh (MUX) vµ t¸ch kªnh (DE-MUX). 1.3.1 Nguyªn lý c¬ b¶n ghÐp kªnh theo b−íc sãng quang. i1(λ1) O1(λ1) o(λ1 .....λn) MUX DE-MUX i(λ1 .....λn) in(λn) On(λn) H×nh 1.4 S¬ ®å khèi hÖ thèng WDM Nguyªn lý c¬ b¶n cña ghÐp kªnh theo b−íc sãng quang ®−îc minh ho¹ ë h×nh 1.4. Cã hai ph−¬ng ¸n thiÕt lËp hÖ thèng truyÒn dÉn sö dông ghÐp b−íc sãng quang WDM ®ã lµ: Ph−¬ng ¸n truyÒn dÉn ghÐp b−íc sãng quang theo mét h−íng, lµ sù kÕt hîp c¸c tÝn hiÖu cã b−íc sãng kh¸c nhau vµo sîi quang t¹i mét ®Çu vµ thùc hiÖn t¸ch chóng ®Ó chuyÓn tíi c¸c bé t¸ch sãng quang ë ®Çu kia. Th«ng th−êng cÇn ph¶i sö dông hai sîi quang ®Ó thùc hiÖn truyÒn tÝn hiÖu th«ng tin cho chiÒu ®i vµ chiÒu vÒ. Ph−¬ng ¸n truyÒn dÉn hai h−íng th× kh«ng qui ®Þnh ph¸t ë mét ®Çu vµ thu ë mét ®Çu; ®iÒu nµy tøc lµ cã thÓ truyÒn th«ng tin theo mét h−íng t¹i c¸c b−íc sãng λ1, λ2 , λ3, .......λj ......λn vµ ®ång thêi còng truyÒn th«ng tin kh¸c theo h−íng ng−îc l¹i t¹i c¸c b−íc sãng λ1’, λ2’, λ3’, .......λj’......λn’. Ph−¬ng ¸n nµy chØ cÇn sö dông mét sîi còng cã thÓ thiÕt lËp ®−îc mét hÖ thèng truyÒn dÉn cho c¶ chiÒu ®i vµ chiÒu vÒ. §Ó thùc hiÖn mét hÖ thèng WDM theo mét h−íng, th× cÇn ph¶i cã bé ghÐp kªnh b−íc sãng MUX ë ®Çu ph¸t ®Ó kÕt hîp c¸c tÝn hiÖu quang tõ c¸c nguån ph¸t quang kh¸c nhau ®−a vµo mét sîi quang chung. T¹i ®Çu thu, cÇn ph¶i cã mét bé t¸ch kªnh DEMUX ®Ó thùc hiÖn t¸ch c¸c kªnh quang t−¬ng øng. Nh×n chung, c¸c
-5- laze ®¬n mode th−êng kh«ng ph¸t mét l−îng c«ng suÊt ®¸ng kÓ nµo ë ngoµi ®é réng phæ kªnh ®· ®Þnh tr−íc cña chóng, cho nªn kh«ng cÇn ph¶i ®Ó ý ®Õn vÊn ®Ò xuyªn kªnh ë ®Çu ph¸t. VÊn ®Ò ®¸ng quan t©m ë ®©y lµ bé ghÐp kªnh cÇn cã suy hao thÊp ®Ó sao cho tÝn hiÖu tõ nguån quang tíi ®Çu ra bé ghÐp Ýt bÞ suy hao. §èi víi bé t¸ch kªnh, v× c¸c bé t¸ch sãng quang th−êng nh¹y c¶m trªn c¶ mét vïng réng c¸c b−íc sãng cho nªn nã cã thÓ thu ®−îc toµn bé c¸c b−íc sãng ®· ®−îc ph¸t ®i tõ phÝa thiÕt bÞ ph¸t. Nh− vËy, ®Ó ng¨n chÆn c¸c tÝn hiÖu kh«ng mong muèn mét c¸ch cã hiÖu qu¶, ph¶i cã biÖn ph¸p c¸ch ly tèt c¸c kªnh quang. §Ó thùc hiÖn ®iÒu nµy, cÇn thiÕt kÕ c¸c bé t¸ch kªnh chÝnh x¸c hoÆc sö dông c¸c bé läc quang rÊt æn ®Þnh vµ cã b−íc sãng c¾t chÝnh x¸c. VÒ nguyªn lý, bÊt kú mét bé ghÐp kªnh nµo còng cã thÓ ®−îc dïng lµm bé t¸ch kªnh. Nh− vËy hiÓu ®¬n gi¶n, tõ “bé ghÐp-Multiplexer” trong tr−êng hîp nµy th−êng ®−îc sö dông ë d¹ng chung ®Ó t−¬ng thÝch cho c¶ bé ghÐp vµ bé t¸ch kªnh, ngo¹i trõ tr−êng hîp cÇn thiÕt ph¶i ph©n biÖt hai thiÕt bÞ hoÆc hai chøc n¨ng. Ng−êi ta chia thiÕt bÞ ghÐp sãng quang thµnh ba lo¹i : Bé ghÐp kªnh (MUX ), bé t¸ch kªnh (DEMUX) vµ c¸c bé ghÐp vµ t¸ch hçn hîp (MUX- DEMUX). C¸c bé MUX vµ DEMUX ®−îc dïng cho ph−¬ng ¸n truyÒn dÉn theo mét h−íng, cßn lo¹i thø ba (MUX-DEMUX) ®−îc sö dông cho ph−¬ng ¸n truyÒn dÉn hai h−íng trªn mét sîi. H×nh 1.5 m« t¶ cÊu tróc thiÕt bÞ ghÐp – t¸ch kªnh hçn hîp. ViÖc ph©n tÝch chÝnh x¸c thiÕt bÞ ghÐp ph¶i dùa trªn ma trËn chuyÓn ®æi víi c¸c phÇn tö cña ma trËn lµ Aij(x). C¸c phÇn tö nµy lµ c¸c hÖ sè phô thuéc vµo b−íc sãng, nã biÓu thÞ c¸c tÝn hiÖu quang ®i vµo cöa thø i vµ ra cöa ra thø j. TÝn hiÖu ghÐp kªnh Ik ( λ k ) O(λk) I(λi) Sîi quang H×n Oi(λi) TÝn hiÖu t¸ch kªnh H×nh 1.5. ThiÕt bÞ ghÐp –t¸ch kªnh hçn hîp (MUX-DEMUX)
-6- 1.3.2 C¸c tham sè c¬ b¶n cña bé ghÐp kªnh vµ t¸ch kªnh. C¸c tham sè c¬ b¶n ®Ó miªu t¶ ®Æc tÝnh cña c¸c bé ghÐp – t¸ch kªnh hçn hîp lµ suy hao xen, xuyªn kªnh, ®é réng kªnh. §Ó ®¬n gi¶n, ta h·y ph©n biÖt ra thµnh thiÕt bÞ mét h−íng ë h×nh 1.4 vµ thiÕt bÞ hai h−íng nh− ë h×nh 1.5. C¸c ký hiÖu I(λi) vµ O(λk) t−¬ng øng lµ c¸c tÝn hiÖu cã b−íc sãng λi , λk ë ®−êng chung. Ký hiÖu Ik(λk) lµ tÝn hiÖu ®Çu vµo ®−îc ghÐp vµo cöa thø k, tÝn hiÖu nµy ®−îc ph¸t tõ nguån ph¸t quang thø k. Ký hiÖu Oi(λi) lµ tÝn hiÖu cã b−íc sãng λi ®· ®−îc t¸ch vµ ®i ra tõ cöa thø i. B©y giê ta xem xÐt ba tham sè c¬ b¶n lµ suy hao xen, xuyªn kªnh, vµ ®é réng kªnh nh− sau : Suy hao xen : §−îc x¸c ®Þnh lµ l−îng c«ng suÊt tæn hao sinh ra trong tuyÕn truyÒn dÉn quang do tuyÕn cã thªm c¸c thiÕt bÞ ghÐp b−íc sãng quang WDM. Suy hao nµy bao gåm suy hao do c¸c ®iÓm ghÐp nèi c¸c thiÕt bÞ WDM víi sîi vµ suy hao b¶n th©n c¸c thiÕt bÞ ghÐp g©y ra. Suy hao xen ®−îc diÔn gi¶i t−¬ng tù nh− suy hao ®èi víi c¸c bé ghÐp coupler chung, nh−ng cã ®iÓm kh¸c lµ ë WDM chØ xÐt cho mét b−íc sãng ®Æc tr−ng: O (λ i ) L i = − 10 log ®èi víi thiÕt bÞ MUX I i (λ i ) 1.3 O i (λ i ) L i = − 10 log ®èi víi thiÕt bÞ DEMUX 1.4 I (λ i ) Víi Li lµ suy hao t¹i b−íc sãng λi khi thiÕt bÞ ®−îc ghÐp xen vµo tuyÕn. Xuyªn kªnh : Lµ hiÖn t−îng mét l−îng nhá tÝn hiÖu tõ kªnh nµy bÞ rß sang kªnh kh¸c. C¸c møc xuyªn kªnh cho phÐp n»m ë d¶i rÊt réng tuú thuéc vµo tr−êng hîp ¸p dông, nh−ng nh×n chung ph¶i ®¶m b¶o nhá h¬n –30 dB trong mäi tr−êng hîp. Trong mét bé t¸ch kªnh lý t−ëng sÏ kh«ng cã sù rß c«ng suÊt tÝn hiÖu tõ kªnh thø i cã b−íc sãng λi sang c¸c kªnh kh¸c cã b−íc sãng kh¸c víi λi . Nh−ng trong thùc tÕ lu«n tån t¹i mét møc xuyªn kªnh nhÊt ®Þnh ®iÒu ®ã lµm gi¶m chÊt l−îng truyÒn dÉn cña hÖ thèng. Kh¶ n¨ng t¸ch c¸c kªnh kh¸c nhau ®−îc diÔn gi¶i b»ng suy hao xuyªn kªnh vµ ®−îc tÝnh b»ng dB : U (λ ) Di (λk ) = −10log[ i k ] I (λk ) 1.5
-7- Tõ h×nh 1.6 (a) ta thÊy Ui(λk) lµ l−îng tÝn hiÖu kh«ng mong muèn ë b−íc sãng λk do cã sù rß tÝn hiÖu trªn cöa ra thø i, mµ ®óng ra th× chØ cã tÝn hiÖu ë b−íc sãng λi. Trong thiÕt bÞ ghÐp –t¸ch kªnh hçn hîp nh− ë h×nh 1.6 (b), viÖc x¸c ®Þnh suy hao xuyªn kªnh còng ®−îc ¸p dông nh− bé t¸ch kªnh. Trong tr−êng hîp nµy, ph¶i xem xÐt c¶ hai lo¹i xuyªn kªnh “xuyªn kªnh ®Çu xa” lµ do c¸c kªnh kh¸c ®−îc ghÐp ®i vµo ®−êng truyÒn g©y ra, vÝ dô nh− I(λk) sinh ra Ui(λk). “ xuyªn kªnh ®Çu gÇn” lµ do c¸c kªnh kh¸c ë ®Çu vµo sinh ra, nã ®−îc ghÐp ë bªn trong thiÕt bÞ, nh− Ui (λj). Khi t¹o ra c¸c s¶n phÈm, c¸c nhµ chÕ t¹o ph¶i cho biÕt suy hao kªnh ®èi víi tõng kªnh cña thiÕt bÞ. Ij(λj) O(λj) Oi(λi) + Ui(λk) Sîi quang λj DEMUX I(λi)..... I(λk) λk I(λi)... I(λk) Oi(λ i) + Ui(λk) + Ui(λj) (a) (b) a) Bé t¸ch kªnh vµ b) Bé ghÐp –t¸ch kªnh hçn hîp. H×nh 1.6 Xuyªn kªnh §é réng kªnh : Lµ d¶i b−íc sãng dµnh cho mçi kªnh mµ nã ®Þnh ra do nguån ph¸t quang. NÕu nguån ph¸t quang lµ c¸c ®ièt laze th× c¸c ®é réng kªnh ®−îc yªu cÇu vµo kho¶ng mét vµi ®Õn hµng chôc nano mÐt ®Ó ®¶m b¶o kh«ng bÞ nhiÔu gi÷a c¸c kªnh do sù bÊt æn ®Þnh cña c¸c nguån ph¸t g©y ra, vÝ dô nh− khi nhiÖt ®é lµm viÖc thay ®æi sÏ lµm tr«i b−íc sãng. §èi víi nguån ph¸t quang lµ ®ièt ph¸t quang LED, yªu cÇu ®é réng kªnh ph¶i lín h¬n 10 ®Õn 20 lÇn. Nh− vËy, ®é réng kªnh ph¶i ®¶m b¶o ®ñ lín ®Ó tr¸nh nhiÔu gi÷a c¸c kªnh, v× thÕ nã ®−îc x¸c ®Þnh tuú theo tõng lo¹i nguån ph¸t. 1.4 ®ièt laze ®iÒu chØnh ®−îc b−íc sãng. §èi víi viÖc thiÕt kÕ hÖ thèng th× ®ièt laze lý t−ëng lµ lo¹i ph¸t x¹ ®¬n mode däc víi ®é réng phæ rÊt hÑp vµ tèc ®é ®iÒu chØnh b−íc sãng cì nano gi©y trªn kho¶ng b−íc sãng cì 100 nm quanh b−íc sãng 1.3 hoÆc 1.5 µm . §· cã nhiÒu kü thuËt ®−îc ph¸t triÓn cho øng dông ®iÒu chØnh b−íc sãng. Tuy nhiªn cho ®Õn nay c¸c kü thuËt nµy vÉn ch−a hoµn thiÖn vµ ®¸p øng ®−îc tÊt c¶ c¸c yªu cÇu øng dông mét c¸ch ®ång thêi. Do ®ã cã nh÷ng tho¶ hiÖp nhÊt