Đồ án Nghiên cứu hệ thống ghép kênh quang DWDM - Chương 3
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (142.87 KB, 7 trang )
Chơng III
Một số vấn đề công nghệ then chốt của hệ
thống WDM
3.1. Phân bổ khu bớc sóng quang
3.1.1. ý nghĩa của việc phân bổ bớc sóng
Sợi quang có 2 cửa sổ tổn hao thấp bớc sóng dài, tức cửa sổ 1310 nm và
cửa sổ 1550nm. Chúng đều có thể ding để truyền dẫn tín hiệu quang. Nhng vì
hiện nay phạm vi bớc sóng công tác của bộ khuếch đại sợi quang Erbium thờng
dùng là 1530 ~ 1565 nm, do đó khu bớc sóng công tác của hệ thống ghép kênh
bớc sóng quang là 1530 ~ 1565 nm, trong khu bớc sóng có hạn này việc phân
bổ kênh một cách hiệu quả có quan hệ đến nâng cao hiệu suất sử dụng tài
nguyên dải tần và giảm ảnh hởng phi tuyến tính giữa các kênh gần nhau.
3.1.2. Phân bổ giữa các kênh
Trên thị trờng hiện nay đang xuất hiện các hệ thống 40 kênh và các thí
nghiệm còn đang tiếp tục nghiên cứu các hệ thống có số kênh nhiều hơn, đến
nay ITUT đã khuyến nghị có thể nâng cấp các hệ thống lên 81 kênh trong băng
C với khoảng cách không thay đổi 50 GHz giữ chặt tại 193,1 THz. Vùng này có
thể mở rộng tới băng L (191,4 ữ 185,9 THz) ở đó các nguồn và các bộ khuếch
đại bây giờ sẵn có. Điều này sẽ thêm đợc 111 kênh ở khoảng cách 50 GHz.
Các hệ thống 16 kênh đã sử dụng tất cả các hệ thống khoảng cách kênh
200 GHz trên một bộ khuếch đại băng rộng (30nm) với các hệ thống khoảng
cách kênh 100 GHz trên một bộ khuếch đại băng tiêu chuẩn (20 nm). Việc xây
dựng một hệ thống 40 kênh yêu cầu sử dụng cả khoảng cách kênh 100 GHz trên
một bộ khuếch đại băng thông rộng (30 nm) và khoảng cách kênh 50 GHz trên
một bộ khuếch đại băng thông tiêu chuẩn (20 nm) nh hình 3.1 khoảng cách
kênh 100 GHz tơng đơng với bớc sóng 0,8 nm là khoảng cách kênh nhỏ nhất
phù hợp với kỹ thuật truyền dẫn hiện nay.
35
Hình 3.1. So sánh giữa khoảng cách kênh 50 GHz và 100 GHz
Hình 3.1 chỉ rõ khi sử dụng khoảng cách kênh 50 GHz ta có thể truyền
nhiều kênh hơn nhng khoảng cách này không cho phép mang tốc độ 0C -192 và
các tốc độ lớn hơn. Do băng thông thực tế của một tín hiệu quang gấp đôi tốc
độ bít và các bộ lọc quang thì không đợc bằng phẳng và ổn định. Một khoảng
cách kênh 50 GHz không cung cấp một đoạn không gian đầy đủ cho một tín
hiệu 10 Gbps. Sở dĩ khoảng cách kênh nhỏ 100 GHz và sau đó là 50 GHz đợc
lựa chọn do:
Thoả mãn yêu cầu khoảng kênh là bội lần của 25 GHz
Linh hoạt trong đáp ứng các yêu cầu của các ứng dụng
Đáp ứng các yêu cầu về dung lợng và phổ của EDFA.
Kế hoạch phân bổ bớc sóng đợc chỉ ra trong hình 3.2. Kế hoạch này đợc
thảo luận trong khuyến nghị G.692 của ITU-T với khoảng kênh là 100 GHz.
Thêm vào các tín hiệu WDM một tín hiệu điều khiển mức tự động (ACL)
có bớc sóng 1545 nm thực hiện truyền dẫn WDM ảo không ảnh hởng đến tải
của kênh. Chức năng này đảm bảo rằng các hệ thống có thể nâng cấp số kênh
một cách đơn giản và linh động.
36
Hình 3.2. Kế hoạch phân bổ kênh bớc sóng của hệ thống truyền dẫn
theo khuyến nghị G.692 của ITU-T
Do một số khó khăn nhất định nên hiện tại cha sử dụng đợc toàn bộ dải
bớc sóng từ 1280 đến 1650nm. Nhng với DWDM dải này có thể đợc sử dụng
hết. Tuy vậy, các hệ thống DWDM cũng dùng để xây dựng các tuyến truyền
dẫn khoảng cách lớn nên phải sử dụng các bộ khuếch đại quang mà hiện tại các
bộ khuếch đại này chỉ hoạt động tốt ở các cửa sổ quang thứ 3 và thứ 4 (bớc sóng
từ 1550 ữ 1610nm). Mặt khác, thuộc tính tán sắc và phân cực của sợi đơn mode
cũng phụ thuộc vào bớc sóng, do đó các sợi không sử dụng đợc tất cả các bớc
sóng.
Để thuận lợi cho triển khai DWDM trên thị trờng và tính tơng thích của
các thiết bị , ITU-T đa ra bảng khuyến nghị về bớc sóng và các tần số chuẩn cho
DWDM nh đã đa ra trong bảng 3.1. Trong bảng này tần số chuẩn 193,10 THz
và khoảng cách kênh là 100 GHz. Các tần số chuẩn sẽ đợc duy trì và chỉ đợc bổ
xung bởi các tần số tăng thêm. Ví dụ dải bớc sóng 1565 ữ 1610nm là khả dụng
trong việc kết nối với các bộ khuếch đại sợi quang mới.
Bảng 3.1. Các tần số và bớc sóng DWDM theo khuyến nghị của ITU-
T
37
38
TÇn sè
trung t©m
Kho¶ng c¸ch kªnh
100 GHz 200 GHz 300 GHz 400 GHz 500 GHz
195.9 * * * 1530.33
195.8 * * 1531.11
195.7 * * 1531.89
195.6 * * 1532.68
195.5 * * * * 1533.46
195.4 * 1534.25
195.3 * * 1535.03
195.2 * * 1535.82
195.1 * * * * 1536.61
195.0 * 1537.39
194.9 * * 1538.18
194.8 * 1538.97
194.7 * * * 1539.76
194.6 * * * 1540.55
194.5 * * 1541.35
194.4 * 1542.14
194.3 * * * * 1542.93
194.2 * 1543.73
194.1 * * * 1544.52
194.0 * * 1545.32
193.9 * * * 1546.11
193.8 * 1546.91
193.7 * * * 1547.71
193.6 * * 1548.51
193.5 * * * 1549.31
193.4 * * 1550.11
193.3 * * 1550.91
193.2 * 1551.72
193.1 * * * * * 1552.52
193.0 * 1553.32
192.9 * * 1554.13
192.8 * * 1554.94
192.7 * * * 1555.74
192.6 * * 1556.55
192.5 * * * 1557.36
192.4 * 1558.17
192.3 * * * 1558.98
192.2 * * 1559.79
192.1 * * * 1560.6
192.0 * 1561.41
191.9 * * * * 1562.23
191.8 * 1563.04
191.7 * * 1563.86
3.2. Vấn đề ổn định bớc sóng của nguồn quang
Đối với nguồn quang trong hệ thống WDM, nói chung yêu cầu bớc sóng
phát quang của chúng phải chính xác và hiệu suất thành phẩm cao, giá thành hạ
của chip tích hợp và khi ứng dụng trong hệ thống WDM yêu cầu đồng bộ giám
sát bớc sóng và công nghệ ổn định. Tức là trong hệ thống WDM phải quy định
và điều chỉnh chính xác bớc sóng của nguồn quang, nếu không sự trôi bớc sóng
do các nguyên nhân sẽ làm cho hệ thống không ổn định và kém tin cậy. Hiện
nay chủ yếu ding hai phơng pháp: Thứ nhất là phơng pháp điều khiển phản hồi,
đó là là thông qua nhiệt độ của chip bộ kích quang để điều khiển giám sát mạch
điện điều nhiệt với mục đích điều khiển bớc sóng và ổn định bớc sóng. Thứ hai
là phơng pháp điều khiển phản hồi bớc sóng, nó thông qua việc giám sát bớc
sóng tín hiệu quang ở đầu ra, dựa vào sự chênh lệch trị số giữa điện áp đầu ra và
điện áp tham khảo tiêu chuẩn để điều khiển nhiệt độ của bộ kích quang và hình
thành kết cấu khép kín, chốt vào bớc sóng trung tâm.
3.3. Vấn đề xuyên nhiễu giữa kênh tín hiệu quang
Xuyên nhiễu giữa kênh tín hiệu quang là nhân tố ảnh hởng tới độ nhạy
của máy thu, chủ yếu quyết định bởi tính phi tuyến của sợi quang và đặc tính bộ
lọc của bộ tách kênh không nguồn, trong trờng hợp khoảng cách giữa kênh tín
hiệu là 1,6 nm hoặc 0,8 nm. Hiện nay, các bộ tách kênh dùng cho thơng mại
trong hệ thống 2,5 Gbit/s đều đảm bảo độ cách ly giữa kênh tín hiệu lớn hơn 25
dB, cơ bản thỏa mãn yêu cầu của hệ thống WDM.
3.4. Vấn đề ảnh hởng của hiệu ứng tán sắc sợi quang đối
với truyền dẫn
Sau khi dùng EDFA, vấn đề suy giảm đã đợc giải quyết, cự ly truyền dẫn
đợc nâng lên rất cao nhng tổng tán sắc cũng tăng lên. Nguyên nhân là hệ thống
bị suy giảm biến thành hệ thống bị tán sắc, điều này lại yêu cầu phải giải quyết
vấn đề tán sắc, nếu không, không thể thực hiện đợc thông tin tốc độ cao và
truyền dẫn cự ly dài. Do đó ảnh hởng của hiệu ứng tán sắc sợi quang là một
nhân tố hạn chế chủ yếu, nhất là đối với hệ thống tốc độ cao càng rõ rệt.
39
