Nghiên cứu công nghệ coherent, sử dụng kĩ thuật điều chế dp qpsk trong hệ thống truyền dẫn quang tốc độ cao

Với quá trình xử lý tín hiệu số trên các mạch tích hợp cỡ lớn LSI - Large Scale Intergration, các kĩ thuật tiên tiến ra đời như kĩ thuật mã sửa lỗi FEC - Forward Error Correction giảm tỉ

384 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THễNG

đồ án

tốt nghiệp đại học

NGHIấN CỨU CễNG NGHỆ COHERENT, SỬ DỤNG

KĨ THUẬT ĐIỀU CHẾ DP-QPSK TRONG HỆ THỐNG

TRUYỀN DẪN QUANG TỐC ĐỘ CAO

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU 1

TÓM TẮT 3

DANH SÁCH HÌNH VẼ 4

DANH SÁCH BẢNG BIỂU 7

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 8

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG DWDM 11

1.1 Nguyên lý, ứng dụng và ưu điểm của hệ thống DWDM 11

1.1.1 Nguyên lý ghép kênh theo bước sóng (WDM) 11

1.1.2 Ứng dụng của DWDM tại các lớp mạng 12

1.1.3 Ưu điểm 14

1.2 Các thành phần cơ bản trong hệ thống DWDM 14

1.2.1 Thiết bị đầu cuối quang OLT 15

1.2.2 Bộ ghép xen/rớt bước sóng quang (OADM-Optical Add/Drop Multiplexer) 21

1.2.3 Bộ kết nối chéo quang (OXC) 23

1.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống 24

1.3.1 Số kênh sử dụng và khoảng cách giữa các kênh 24

1.3.2 Vấn đề ổn định bước sóng của nguồn quang và yêu cầu độ rộng phổ của nguồn phát 25

1.3.3 Xuyên nhiễu giữa các kênh tín hiệu quang 26

1.3.4 Suy hao - quỹ công suất của hệ thống WDM 26

1.3.5 Tán sắc - bù tán sắc 27

1.3.6 Ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến 28

1.3.7 Phương pháp giải quyết ảnh hưởng các hiệu ứng phi tuyến 37

1.4 Xu hướng nâng cao năng lực truyền dẫn trong các hệ thống DWDM 37

1.4.1 Hạn chế về năng lực truyền dẫn 37

1.4.2 Nâng cao năng lực truyền dẫn của hệ thống 38

CHƯƠNG 2 KĨ THUẬT ĐIỀU CHẾ TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 41

2.1 Điều chế trong các hệ thống DWDM 41

2.1.1 Khái niệm về điều chế 41

2.1.2 Kĩ thuật điều chế trực tiếp và điều chế ngoài 42

2.1.3 Điều chế công suất (OOK - On Off Keying) 47

2.2 Điều chế trong hệ thống coherent 53

2.2.1 Cơ bản về thông tin quang Coherent 53

2.2.2 Máy thu trong hệ thống Coherent hiện đại 56

2.2.3 Một số dạng điều chế trong Coherent 59

2.2.4 Kĩ thuật điều chế DP - QPSK 62

2.2.5 Chức năng của DSP và FEC trong hệ thống mạng 100 Gb/s 70

CHƯƠNG 3 GIẢI PHÁP NÂNG CẤP MẠNG ĐƯỜNG TRỤC VNPT 74

3.1 Tình hình thị thương mại hóa các sản phẩm cho ứng dụng 100Gb/s 74

3.2 Giải pháp 100Gb/s DP-QPSK của hãng Ciena 78

3.2.1 Giới thiệu về mạng Ciena 78

3.2.2 Giải pháp đường dài 100Gb/s 80

3.3 Những vấn đề khi cung cấp hệ thống mạng đường trục Ciena 240 Gb/s 84

3.3.1 Quy hoạch sử dụng bước sóng 84

3.3.2 Các modul cần thiết cho việc nâng cấp cho mạng lưới 85

3.3.3 Nâng cấp phần mềm quản lý mạng 85

3.4 Mô phỏng, đánh giá hệ thống 100GB/S coherent 86

3.4.1 Tổng quan về phần mềm optisystem 12 (6/2013) 86

3.4.2 Mô hình hệ thống 100Gb/s DP-QPSK 88

3.4.3 Mô hình hệ thống ghép bước sóng 10 Gb/s và 100 Gb/s 90

KẾT LUẬN 94

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95

MỞ ĐẦU

Hiện nay viễn thông đã và đang khai thác sâu hơn về hệ thống truyền dẫn bằng cáp sợi quang do sự cần thiết phải tăng dung lượng truyền trên nó nhằm đáp ứng lưu lượng trên mạng lõi IP đang không ngừng tăng lên nhanh chóng Kĩ thuật ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM - Wavelength Division Multiplexing) được xem là cuộc cách mạng về băng thông trong mạng xương sống Internet Tuy nhiên với mức độ phức tạp tăng dần của các mạng truyền dẫn quang khi xuất hiện các dịch vụ như: HD IPTV, IP VoD, lưu trữ trực tuyến, điện toán đám mây và sự

mở rộng của các dịch vụ băng rộng như LTE, yêu cầu lưu lượng các đường trung kế

có xu hướng tăng đột biến Khi đó, các bộ định tuyến trung tâm của các mạng lõi cũng tăng nhanh tốc độ các cổng lên 100GbE Với nhu cầu dung lượng trong tương lai thì các mạng WDM sẽ gặp áp lực trong vấn đề tăng công suất tiêu thụ của thiết

bị khi tăng cự li truyền dẫn, rất khó đáp ứng được yêu cầu tiết kiệm năng lượng nhằm ngăn ngừa hiện tượng ấm lên của toàn cầu

Trước những đòi hỏi như vậy, các nhà sản xuất các thiết bị lớn như Ciena, Alcatel-Lucent, Fujitsu… đã nỗ lực nghiên cứu và phát triển các hệ thống thiết bị truyền dẫn tốc độ cao Thực tế đã thử nghiệm thành công công nghệ truyền dẫn 100Gb/s trên một bước sóng, mở ra triển vọng mới cho việc nâng cấp hệ thống 10Gb/s và 40Gb/s lên 100Gb/s Với quá trình xử lý tín hiệu số trên các mạch tích hợp cỡ lớn (LSI - Large Scale Intergration), các kĩ thuật tiên tiến ra đời như kĩ thuật

mã sửa lỗi (FEC - Forward Error Correction) giảm tỉ lệ lỗi bít hệ thống, kĩ thuật xử

lý tín hiệu số (DSP - Digital Signal Processor) trong công nghệ coherent là những kĩ thuật chủ chốt để hạn chế ảnh hưởng của các yếu tố như: tán sắc màu (CD - Chromatic Dispersion), tán sắc phân cực mode (PMD - Polarization Mode Dispersion), hiệu ứng phi tuyến và tính tương thích hạ tầng quang đã được thiết kế cho hệ thống 10Gb/s Một cải tiến công nghệ tiêu biểu là thực hiện thuật toán xử lí tín hiệu số kết hợp với điều chế dịch pha cầu phương lưỡng cực (DP-QPSK) hoặc

có tên gọi khác là PMD-QPSK (Polarization Division Multiplexing -QPSK) hoặc PM-QPSK (Polarization Multiplexing) mà người ta đã chứng minh được rằng kĩ thuật này có khả năng miễn nhiễm cao đối với CD và PMD

Vào ngày 11/3/2011, Công ty khai thác mạng Ciena và Công Ty Viễn Thông Liên Tỉnh (VTN) đã công bố thử nghiệm thành công thế hệ mạng tiếp theo trên đường trục quang VTN được tiến hành vào tháng 2 năm 2011 Đây là lần đầu tiên công nghệ coherent được sử dụng tại Việt Nam, với khoảng cách 500km giữa thành phố Vinh và Đà Nẵng, tiếp nối việc triển khai giải pháp mạng 40Gb/s trên đường trục quốc gia

Nhận thấy công nghệ coherent là một công nghệ mới, cùng với việc đưa kĩ thuật xử lí tín hiệu số sẽ rất có tiềm năng khi áp dụng vào trong hệ thống truyền dẫn dung lượng lớn vào hệ thống truyền dẫn tốc độ cao, nên chúng tôi đã chọn đề tài:

“Nghiên cứu công nghệ Coherent, sử dụng kĩ thuật điều chế DP-QPSK trong hệ

thống truyền dẫn quang tốc độ cao” với mục đích tìm hiểu về công nghệ coherent,

tìm hiểu điều chế DP-QPSK cũng như ứng dụng của kĩ thuật điều chế này cho mạng

có tốc độ 100Gb/s

Nội dung chính của đồ án này được chia làm 3 chương:

Chương 1 Tổng quan hệ thống thông tin quang DWDM tốc độ cao

Chương 2: Kĩ thuật điều chế trong hệ thống thông tin quang

Chương 3: Điều chế DP - QPSK, giải pháp nâng cấp mạng đường trục VNPT

Mặc dù chúng tôi đã rất cố gắng nhưng cũng không thể tránh khỏi những thiếu sót Rất mong được sự bổ sung góp ý của quý thầy cô và các bạn để tác giả hoàn thiện đồ án này

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới ThS Tạ Hùng Cường, người đã tận tình hướng dẫn em trong thời gian vừa qua, cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Điện tử viễn thông - Trường Đại học Vinh đã giúp đỡ em trang bị kiến thức trong quá trình học tập tại trường

Xin chân thành cảm ơn!

Nghệ An, ngày 13 tháng 01 năm 2014

Sinh viên

Bùi Thị Hồng

TÓM TẮT

Đồ án: “Ngh n cứu côn n Coherent, sử dụn kĩ t uật đ ều c ế

DP-QP K tron t ốn truyền d n quan tốc độ cao” đã nghiên cứu các kĩ thuật

điều chế trong hệ thống quang coherent được ứng dụng trong mạng truyền dẫn tốc

độ cao nhằm kiểm soát sự tăng đột biến của lưu lượng, đặc biệt là điều chế QPSK đã được sử dụng để nâng cấp mạng truyền dẫn lên tốc độ 100Gb/s Từ nhược điểm của kĩ thuật điều chế truyền thống IM/DD trong mạng DWDM, đồ án cũng đã nghiên cứu công nghệ coherent ứng dụng cho các mạng truyền dẫn thế hệ mới dung lượng lớn

DP-ABSTRACT

The project: "Studies Coherent technology, using DP-QPSK technique in hight-speed optical fiber transmission system” have studied the modulation technique for coherent optical system, has been used in high-speed transmission network to control the surge of traffic, especially DP-QPSK modulation was used to upgrade network transmission speeds up to 100Gb/s From drawbacks of the technical of traditional modulation IM/DD in DWDM networks, projects was studies coherent technology applications for the new generation transmission network large

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý ghép kênh theo bước sóng và phổ tín hiệu ghép 11

Hình 1.2 Phân bố bước sóng của CWDM 12

Hình 1.3 Hệ thống DWDM mở 13

Hình 1.4 Hệ thống DWDM tích hợp 13

Hình 1.5 Thiết bị đầu cuối quang OLT 15

Hình 1.6 Bộ ghép/tách kênh bước sóng quang 17

Hình 1.7 a) Ghép tầng theo từng băng sóng; b) Ghép tầng đan xen chẵn lẻ 19

Hình 1.8 Cấu trúc tổng quát của bộ khuếch đại EDFA 20

Hình 1.9 Cấu trúc của bộ khuếch đại Raman 21

Hình 1.10 OADM sử dụng FBG và Circulator 22

Hình 1.11 Cấu trúc của một ROAM hai hướng 22

Hình 1.12 Thiết bị nối chéo quang 23

Hình 1.13 Ảnh hưởng của SRS 29

Hình 1.14 Ảnh hưởng của SRS tới hệ thống WDM hai kênh 30

Hình 1.15 Ảnh hưởng của hiệu ứng SPM trên xung 33

Hình 1.16 Hiệu năng trộn FWM với khoảng cách kênh và tán sắc sợi khác nhau 36

Hình 1.17 Chồng lấn giữa các kênh 39

Hình 2.1 Dạng sóng của ASK,FSK và PSK 42

Hình 1.2 Mạch phát quang sử dụng Laser Diode 43

Hình 2.3 Sơ đồ khối của một bộ điều chế ngoài 44

Hình 2.4 Bộ điều chế Mach - Zehnder một cực 45

Hình 2.5 Bộ điều chế Mach - Zehnder hai cực 46

Hình 2.6 Bộ điều chế Electroabsorption 46

Hình 2.7 a) Dạng tín hiệu NRZ - OOK; b) Máy phát; c) Máy thu 48

Hình 2.8 Phổ tín hiệu 40Gb/s NRZ - OOK 49

Hình 2.9 a) Dạng tín hiệu RZ - OOK; b)Máy phát 50

Hình 2.10 a) Dạng kí tự quang của tín hiệu 40Gb/s 66%-RZ-OOK; b).50%-RZ-OOK; c) 33%-RZ-OOK 51

Hình 2.11 a) Dạng tín hiệu QASK; b) Phổ của tín hiệu 40Gb/s QASK 52

Hình 2.12 Dạng tín hiệu duobinary quang (ODB) 52

Hình 2.13 Sơ đồ khối máy thu quang Coherent 54

Hình 2.14 Máy thu quang Coherent hiện đại 56

Hình 2.15 Máy thu kết hợp đa dạng pha và đa dạng pha kết hợp 57

Hình 2.16 Kĩ thuật đánh giá pha Feed - forward 58

Hình 2.17 Giản đồ và dạng phổ tín hiệu BPSK 62

Hình 2.18 Điều chế và giải điều chế BPSK 63

Hình 2.19 Giản đồ và dạng phổ của tín hiệu QPSK 63

Hình 2.20 Mã hóa hai bít dữ liệu vào kí tự quang 64

Hình 2.21 Điều chế và giải điều chế QPSK 64

Hình 2.22 Sự phân cực của ánh sáng 65

Hình 2.33 a) Sơ đồ khối máy phát DP-QPSK 65

Hình 2.23 b) Sơ đồ khối máy thu DP-QPSK 66

Hình 2.24 a) Thay đổi pha và trạng thái phân cực của tín hiệu trong máy phát 67

Hình 2.24 b) Thay đổi pha và trạng thái phân cực của tín hiệu trong máy thu 68

Hình 2.35 Khuyến nghị công suất LO cho phép 69

Hình 2.26 Các chức năng cơ bản của DSB 70

Hình 2.27 Biểu đồ chòm sao sau mỗi bước xử lý tín hiệu 71

Hình 2.28 Khối thu phát 100 Gb/s DP-QPSK sử dụng FEC 72

Hình 3.1 Thị trường 40-100 Gbit/s theo dự báo của Dell’s Oro và Heavy Reading 75

Hình 3.2 Thị trường 40-100 Gbit/s theo dự báo của Ovum 75

Hình 3.3 Xu hướng phát triển tốc độ bit trên một kênh WDM 76

Hình 3.4 Kiến trúc mạng của Ciena 79

Hình 3.5 Mô tả kiến trúc mạng đường dài 100Gbit/s của hãng Ciena 80

Hình 3.6 Cấu trúc khung dữ liệu trong G.709 82

Hình 3.7 Sơ đồ khối ghép tín hiệu trong ITU-T G.709 83

Hình 3.8 Mô hình mô phỏng hệ thống 100Gb/s DP-QPSK 88

Hình 3.9 Phổ tín hiệu sau máy phát 89

Hình 3.10 Phổ tín hiệu sau máy thu 89

Hình 3.11 Biểu đồ chòm sao tín hiệu 10Gb/s và 100Gb/s 89

Hình 3.12 Biểu đồ tín hiệu 100Gb/s DP-QPSK sau 100 km 90

Hình 3.13 Tín hiệu trong miền thời gian 90

Hình 3.14 Mô hình hệ thống ghép bước sóng 10 Gb/s và 100 Gb/s 91

Hình 3.15 Phổ của tín tín hiệu WDM sau bộ MUX và trước bộ DEMUX 91

Hình 3.16 Phân tích tỉ lệ lỗi bít của 3 kênh bước sóng 10 Gb/s 92

Hình 3.17 Phổ của tín hiệu với kênh 10 Gb/s và 100 Gb/s liền kề nhau 93

Hình 3.18 Phổ của tín hiệu sau khi gỡ bỏ 3 kênh 10 Gb/s liền kề 93

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Bảng cự li bị hạn chế bởi tán sắc khi không có trạm lặp 28

Bảng 2.1 DP - QPSK và DP - MQAM 59

Bảng 2.2 Một số dạng điều chế tại 100 Gb/s 60

Bảng 2.3 So sánh một số kĩ thuật điều chế tại 40Gb/s 60

Bảng 2.4 Các kỹ thuật điều chế khác 61

Bảng 2.5 Một vài tham số trong máy phát 100Gb/s DP-QPSK của OIF 68

Bảng 2.6 Một vài tham số trong máy thu 100 Gb/s DP-QPSK 69

Bảng 3.1 Chuẩn IEEE P802.3ba 81

Bảng 3.2 Tải trọng khung dữ liệu trong ITU -T G.709 82

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

APD Avalanche Photo-Diode Photodiode kiểu thác

ASE Amplified Spontaneous Emission Phát xạ tự phát được khuếch

đại ASK Amplitude Shift Keying Khóa dịch biên độ

BER Bit Error Rate Tỉ lệ lỗi bit

BPF Band Pass Filter Bộ lọc thông dải

BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân

CD Chromatic Dispersion Tán sắc màu

CMD Channel Mux/Demux Ghép/tách kênh

DBPSK Differential BPSK BPSK vi sai

DBR Distributed Bragg Reflector laser Laser phản xạ Bragg phân bố DCF Dispersion Compensation Fiber Sợi quang bù tán sắc

DEMUX Demultiplexer Bộ tách kênh

DFB Distributed FeedBack laser Laser hồi tiếp phân bố

DGD Differential Group Delay Trễ nhóm vi sai

DP-QPSK Dual Polarization-Quadrature

Phase Shift Keying

Khóa dịch pha vuông góc phân cực kép (ghép phân cực)

DPSK Differential PSK Tương tự như DBPSK

DQPSK Differential QPSK QPSK vi sai

DSF Dispersion-Shifted Fiber Sợi quang dịch tán sắc

DSP Digital Signal Processor Bộ xử lý tín hiệu số

DWDM Dense WDM WDM mật độ cao

EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier Khuếch đại quang sợi pha

Erbium eSNR Electrical Signal-to-Noise Ratio Tỉ số tín hiệu trên nhiễu điện FBG Fiber Bragg Grating Cách tử Bragg sợi quang FEC Forward Error Correction Mã sửa lỗi trước

FSK Frequency Shift Keying Khóa dịch tần số

FWM Four Wave Mixing Trộn bốn sóng

HD IPTV High Definition Internet Protocol

Television

Truyền hình theo giao thức internet có độ phân giải cao

IEEE Institute of Electrical and

Electronics Engineers Viện kỹ thuật điện và điện tử

IM/DD Intensity Modulation /

Direct Detection

Điều chế cường độ / Tách sóng trực tiếp

IP VoD Internet Protocol Video on

Demand

Video theo yêu cầu sử dụng giao thức internet

ITU International Telecommunications

Union Liên minh viễn thông quốc tế LASER

(Laser)

Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

Khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích của bức xạ LED Light Emitting Diode Diode phát quang

LO Local Oscillator Bộ dao động nội

LSI Large Scale Intergration Mạch tích hợp cỡ lớn

LPF Low Pass Filter Bộ lọc thông thấp

MUX Multiplexer Bộ ghép kênh

MZM Mach-Zehnder Modulator Bộ điều chế Mach-Zehnder NRZ Non Return-to-Zero Không trở về 0

NZ-DSF Non-Zero DSF Sợi quang dịch tán sắc khác 0

OADM Optical Add/Drop Multiplexer Bộ ghép xen/rớt bước sóng

OME Optical Multiservice Edge (Thiết bị) Biên đa dịch vụ

quang OOK On-Off Keying Khóa mở - tắt

OPLL Optical Phase Locked Loop Vòng khóa pha quang

OSNR Optical Signal-to-Noise Ratio Tỉ số tín hiệu trên nhiễu

quang

OTN Optical Transport Network Mạng truyền tải quang OXC Optical Cross Connect Bộ kết nối chéo quang PBC Polarization Beam Combiner Bộ kết hợp tia phân cực PBS Polarization Beam Splitter Bộ tách tia phân cực

PDM-QPSK

Polarization Division Multiplexing - QPSK Tương tự như DP-QPSK PMD Polarization Mode Dispersion Tán sắc phân cực mode PM-QPSK Polarization Multiplexing - QPSK Tương tự như DP-QPSK PSK Phase Shift Keying Khóa dịch pha

QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ vuông góc QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha vuông góc ROADM Reconfigurable OADM OADM cấu hình lại được

RZ Return-to-Zero Trở về 0

SBS Stimulated Brillouin Scattering Tán xạ Brillouin kích thích SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng bộ

SE Spectral Efficiency Hiệu suất phổ

SMF Single Mode Fiber Sợi quang đơn mode

SONET Synchronous Optical NETwork Mạng quang đồng bộ

SPM Self Phase Modulation Tự điều chế pha

SRS Stimulated Raman Scattering Tán xạ Raman kích thích TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo

Chương 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG DWDM

Chương này sẽ tìm hiểu cấu trúc cơ bản của một hệ thống truyền dẫn quang điển hình nhất, đồng thời phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng thông tin quang Trên cơ sở đó, nêu một số giải pháp khắc phục được đưa ra để hạn chế những bất lợi đó

1.1 Nguyên lý, ứng dụng và ưu điểm của hệ thống DWDM

1.1.1 uy n lý ép k n t eo b c són (WDM)

Ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM - Wavelength Division Multiplexing) là một phương thức ghép kênh tương tự như ghép kênh phân chia theo tần số của vô tuyến để truyền đi trên cùng một sợi quang Các bộ ghép và tách kênh được sử dụng là các thiết bị quang thụ động Ghép kênh theo bước sóng hoàn toàn trong suốt đối với dữ liệu được truyền Vì thế tốc độ và chuẩn dữ liệu của các kênh được ghép không cần phải giống nhau

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý ghép kênh theo bước sóng và phổ tín hiệu ghép

WDM cho phép chúng ta tăng dung lượng truyền dẫn mà không cần tăng tốc

độ bít của đường truyền và cũng không cần thêm sợi quang Các luồng thông tin cần truyền được đưa tới khối phát của từng kênh Các khối này làm nhiệm vụ phát đáp với bước sóng khác nhau Đầu ra của các khối phát được đưa tới bộ ghép kênh

Tx-1

Ghép kênh WDM

M U

Rx -1

λ1

Rx -2

λ2

Rx -k

Giao tiếp với phía thu thông tin cần truyền

Rx -n

D E M U

(MUX - multiplexer) để ghép thành một luồng tổng được khuếch đại và phát lên sợi quang Trên đường truyền có thể đặt các bộ khuếch đại nhằm đảm bảo về công suất

để tăng khoảng cách truyền Tại đầu thu, tín hiệu màu được khuếch đại để tín hiệu

đủ lớn và được đưa tới bộ tách kênh (DMUX - demultiplexer) để tách các sóng khác nhau ra tương tự như đầu phát Các kênh bước sóng riêng được đưa tới các khối phát tương ứng để chuyển từng kênh thành các luồng tín hiệu riêng tương ứng phía phát

Hiện tại hệ thống WDM được chia thành hai loại là: ghép kênh theo bước sóng mật độ cao (DWDM - Dense Wavelength Division Multiplexing) và hệ thống ghép kênh theo bước sóng thô (CWDM - Coarse Wavelength Division Multiplexing)

Hệ thống CWDM được phát triển nhằm đáp ứng các ứng dụng dung lượng nhỏ để giảm chi phí đầu tư CWDM là hệ thống ghép kênh bước sóng với mật độ kênh thấp, yêu cầu xử lý băng tần không cao Số kênh của CWDM nhỏ hơn hoặc bằng 18 với khoảng kênh 20nm (tương đương khoảng 2,5 THz), dung lượng một kênh đến 10G, bước sóng theo khuyến nghị ITU-T G.694.2 Bước sóng của CWDM được phân bổ như hình 1.2

Hình 1.2 Phân bố bước sóng của CWDM

1.1.2 Ứn dụn của DWDM tạ các l p mạn

* Các kiểu mạng DWDM:

DWDM có hai kiểu ứng dụng: kiểu mạng mở và mạng tích hợp Kiểu mạng DWDM mở hoạt động với mọi loại giao diện quang đầu cuối Hệ thống này sử dụng công nghệ chuyển đổi bước sóng để chuyển đổi tín hiệu quang từ bước sóng của

luồng tín hiệu cần truyền sang bước sóng quy chuẩn trong hệ thống Các tín hiệu quang từ các thiết bị đầu cuối khác nhau sau khi được chuyển đồi thành các bước sóng phù hợp với hệ thống theo khuyến nghị của ITU - T được đưa tới bộ ghép để ghép thành tín hiệu DWDM

Hình 1.3 Hệ thống DWDM mở

Hệ thống DWDM tích hợp không sử dụng công nghệ chuyển đổi bước sóng, được thiết kế để hoạt động cùng với một số mạng khác như SDH, Ethernet, Các giao diện quang từ thiết bị thuộc các mạng được tích hợp phải có bước sóng chuẩn hóa DWDM và được kết nối trực tiếp vào bộ tách ghép kênh của hệ thống DWDM

- Mạng nội vùng (Metropolitan):

Sử dụng các hệ thống DWDM khoảng cách trung bình để kết nối giữa các

điểm tập trung lưu lượng trong một vùng Các mạng metro cũng được xây dựng dạng hình vòng hoặc hình lưới để tăng khả năng bảo vệ lưu lượng

1.1.3 Ưu đ ểm

Công nghệ DWDM so với công nghệ SONET/SDH:

Dung lượng truyền dẫn lớn (một hệ thống 40Gb/s, sử dụng 40 kênh thì đã có thể truyền dẫn một dung lượng 1.6 Tbit/s)

Trong suốt đối với tốc độ bit và khuôn dạng tín hiệu: Các hệ thống DWDM được xây dựng trên cơ sở ghép và tách các tín hiệu quang theo bước sóng và việc ghép tách này độc lập với tốc độ truyền dẫn và phương thức điều chế Vì thế, có thể truyền các tín hiệu với các đặc điểm truyền dẫn khác hẳn nhau, có thể tổng hợp và tách các tín hiệu điện khác nhau bao gồm các tín hiệu số và các tín hiệu tương tự, các tín hiệu PDH và các tín hiệu SDH,.v.v

Đáp ứng linh hoạt việc nâng cấp dung lượng hệ thống, ngay cả khi hệ thống vẫn đang còn hoạt động Trong quá trình mở rộng và phát triển mạng, có thể mở rộng dung lượng mà không cần xây dựng lại hệ thống cáp quang mà chỉ cần thay thế các bộ thu phát quang

Khả năng linh hoạt, tiết kiệm và độ tin cậy cao: So với các mạng truyền thống sử dụng phương thức TDM (Time Division multiplexing), mạng DWDM có cấu trúc cực kỳ đơn giản và các lớp mạng được phân tách rõ ràng Tương thích với chuyển mạch quang hoàn toàn Lớp thấp nhất của mạng là lớp toàn quang tính từ đầu vào bộ ghép tới đầu ra bộ tách kênh bước sóng Lớp này là được xây dựng cố định với từng mạng và có chi phí rất thấp Lớp dịch vụ mức cao hơn bao gồm các

bộ phát đáp quang Các bộ phát đáp quang làm nhiệm vụ gom các dữ liệu cần truyền và phát đáp tại các bước sóng chuẩn hóa của hệ thống Việc thay đổi dung lượng, thêm bớt dịch vụ được thực hiện bằng cách thay đổi hoặc thêm bớt các bộ phát đáp

Giảm chi phí vận hành bảo dưỡng

1.2 Các thành phần cơ bản trong hệ thống DWDM

Cấu trúc của một mạng quang sử dụng công nghệ DWDM gồm các thành phần chính sau: các thiết bị đầu cuối quang (OLT), các bộ ghép kênh xen rẽ quang (OADM), các bộ khuếch đại lặp trên đường truyền (OA)

1.2.1 T ết bị đầu cuố quan O T

Thiết bị đầu cuối (OLT - Optical Line Terminator) là các thiết bị được sử dụng ở đầu cuối của một liên kết điểm nối điểm để ghép kênh và phân kênh các bước sóng

OLT gồm có ba phần tử: bộ chuyển đổi bước sóng, bộ tách/ghép kênh các bước sóng (MUX/DMUX) và bộ khuếch đại (OA - optical amplifier)

Hình 1.5 Thiết bị đầu cuối quang OLT

a) Bộ chuyển đổi bước sóng

Bộ chuyển đổi bước sóng (WC - Wavelenght Converter) làm nhiệm vụ thích ứng tín hiệu đi vào từ một người sử dụng mạng thành một tín hiệu phù hợp sử dụng trong mạng Và ở hướng ngược lại nó làm thích ứng tín hiệu từ mạng quang thành tín hiệu phù hợp với người sử dụng Hay nói cách khác bộ chuyển đổi bước sóng sẽ chuyển đổi các tín hiệu không màu lên các bước sóng có màu để thực hiện việc ghép kênh DWDM Giao diện giữa người sử dụng và bộ tiếp sóng có thể thay đổi dựa vào người sử dụng, tốc độ bít và khoảng cách hoặc suy hao giữa người dùng và

bộ chuyển tiếp Giao diện phổ biến nhất là SONET/SDH

Bộ chuyển đổi bước sóng WC rất hữu ích trong việc làm giảm xác suất nghẽn mạng Nếu các bộ WC được tích hợp vào các bộ nối chéo quang (OXC) trong mạng toàn quang, thì các kết nối có thể được thiết lập giữa nguồi và đích ngay cả khi bước sóng đó không có trên tất cả các tuyến của đường đi Chúng sẽ giúp loại bỏ sự bắt buộc về tính liên tục của bước sóng Dưới đây là một số đặc điểm mà một bộ

WC lý tưởng nên có:

- Trong suốt với tốc độ bít và các định dạng tín hiệu

- Thời gian tạo bước sóng ở đầu ra nhanh

- Chuyển đổi được cả những bước sóng ngắn và dài

- Dải bước sóng rộng đối với các tín hiệu vào ra

- Có tỉ số SNR cao để đảm bảo khả năng ghép tầng

- Có độ nhạy thấp với phân cực của tín hiệu vào

- Chi phí thấp và lắp đặt đơn giản

Các kĩ thuật thiết kế bộ chuyển đổi bước sóng có thể được chia ra hai dạng chuyển đổi bước sóng quang điện và chuyển đổi bước sóng toàn quang

* C uyển đổ b c són O-E

Trong phương pháp này, tín hiệu quang trước tiên được chuyển thành tín hiệu điện sử dụng bộ tách sóng Sau đó tín hiệu điện được dùng để lái ngõ vào của một Tuable laser để tạo thành một bước sóng mong muốn ở ngõ ra Phương pháp này không thích hợp cho các tốc độ bit cao hơn 10Gb/s Sự tiêu hao nhiều công suất hơn và các thủ tục phức tạp là một số trở ngại của phương pháp này khi so với các phương pháp khác

* C uyển đổ b c són toàn quan

Phương pháp này dựa vào hiệu ứng trộn 4 bước sóng

- Trộn bốn bước sóng (FWM): FWM được sử dụng trong các sợi thủy tinh, nó làm

cho ba sóng quang với các tần số fa, fb fc với a, b, c tương tác với nhau trong hệ thống ghép kênh đa bước sóng tạo ra bước sóng thứ 4 có tần số fabc = fa + fb - fc FWM có thể thực hiện được trong các ống dẫn sóng bán dẫn hoặc trong môi trường tích cực Kĩ thuật này cho phép tạo ra sự độc lập dạng điều chế và tốc độ bít Tuy nhiên hiệu suất chuyển đổi từ năng lượng bơm vào thành năng lượng tín hiệu không cao lắm

- Phát sinh tần số sai phân (DFG): DFG là kết quả của sự tương tác phi tuyến của

môi trường với hai sóng quang: một sóng bơm và một sóng tín hiệu Kĩ thuật này có hiệu suất thấp và nhạy với sự phân cực Khó khăn chính trong việc thực hiện kĩ thuật này nằm ở chỗ làm khớp pha của các sóng tương tác và chế tạo một ống dẫn sóng suy hoa thấp để đạt được năng suất chuyển đổi cao

b) Bộ tách/ ghép các bước sóng quang (MUX/DMUX)

* Địn n ĩa

Đây là phần tử thụ động sử dụng các lăng kính và cách tử Bragg để tách

ghép các bước sóng quang Trong viễn thông người ta thường sử dụng dải bước sóng thuộc băng C (từ 1530 nm đến 1565 nm) Hiện tại, với lưới ITU 100GHz cho phép sử dụng 44 bước sóng và lưới ITU 50GHz cho phép sử dụng 88 bước sóng Sơ

đồ khối MUX/DMUX được cho trong hình 1.6a và 1.6b

Hình 1.6 Bộ ghép/tách kênh bước sóng quang

a) Sơ đồ khối bộ ghép kênh bước sóng (MUX); b) Sơ đồ khối bộ tách kênh bước

sóng (DMUX); c) Các thông số đặc trưng của bộ MUX/DMUX

* Đặc tín

Bộ MUX/DMUX thường được mô tả theo những thông số sau:

- Suy hao xen (IL-Insertion Loss)

- Số lượng kênh xử lý: là số lượng kênh bước sóng ở đầu vào và đầu ra của bộ ghép/tách kênh Thông số này đặc trưng cho dung lượng của thiết bị

- Bước sóng trung tâm: Các bước sóng trung tâm phải tuân theo chuẩn của ITU-T

để đảm bảo vấn đề tương thích

- Băng thông: là độ rộng phổ (linewidth) của kênh bước sóng trên thực tế băng thông thường được tính là độ rộng của hàm truyền đạt công suất ở các mức cách đỉnh 1dB, 3dB, 20dB

- Giá trị lớn nhất suy hao xen: được tính là khoảng cách nhỏ nhất giữa đỉnh của hàm truyền đạt công suất của một kênh bước sóng nào đó so với mức IL=0 (dB) (hình 1.7 c)

- Độ chênh lệch suy hao xen vào giữa các kênh: được tính là hiệu của giá trị lớn nhất và nhỏ nhất suy hoa xen vào giữa các kênh bước sóng

* G ép tần để tạo bộ ép k n dun l ợn cao

Nhu cầu về dung lượng ngày càng cao trong khi công nghệ chế tạo sợi quang vẫn còn những giới hạn nhất định, làm hạn chế tốc độ truyền dẫn một kênh bước sóng Điều đó đòi hỏi phải tăng số lượng kênh bước sóng truyền trên một sợi quang, nghĩa là số lượng kênh mà bộ MUX/DMUX xử lý phải tăng lên, thì giải pháp ghép tầng được xem là giải pháp hợp lý nhất

- Ghép tầng nối tiếp đơn kênh (Serial):

+ Trong phương pháp này thực hiện ghép n tầng, mỗi tầng chỉ thực hiện ghép/tách một kênh bước sóng Một ví dụ tiêu biểu là bộ DMUX 8 kênh bước sóng, chế tạo từ các phần tử cơ bản là bộ lọc TFMF

+ Ưu điểm lớn nhất của phương pháp ghép tầng nối tiếp là số bước sóng xử lí có thể thay đổi lin động bằng cách thêm/bớt số bộ lọc ghép vào (“pay as you grow”) + Nhược điểm chính là chỉ có thể tăng lên đến một số lượng bước sóng nào đó mà thôi, do suy hao xen sẽ tăng gần như tuyến tính với số lượng bộ lọc thêm vào

+ Nhược điểm là số kênh được tách bị hạn chế do công nghệ sản xuất AWG

- Ghép tầng theo từng băng sóng (Multistage Banding):

+ Phương pháp này thực hiện với n/m tầng, mỗi tầng thực hiện ghép/tách các kênh bước sóng thuộc cùng một băng sóng (thông thường m=4 hoặc m=8, số lượng kênh bước sóng trong một băng sóng là do nhà sản xuất thiết bị quy định) (hình 1.8a) Như vậy đòi hỏi bộ MUX/DEMUX ở đầu tần phải có dải bước sóng hoạt động rất rộng

- Ưu điểm: Hạn chế được suy hao thêm vào m lần so với phương pháp ghép tầng nối tiếp Cấu trúc này có thể mở rộng thêm nhiều tầng Cầu trúc có dạng modun nên

Ưu điểm của phương pháp này là càng về tần cuối, không cần phải dùng các

bộ lọc có độ chính xác cao do khoảng cách giữa các kênh bước sóng cần xử lí ở tầng sau sẽ càng rộng ra

c) Bộ khuếch đại đường truyền

Suy hao đã giới hạn khoảng cách truyền dẫn của tuyến quang, muốn khắc phục điều này cần phải sử dụng các bộ khuếch đại Ngày nay trong các hệ thống WDM thường sử dụng bộ khuếch đại EDFA (Eribum Dopped Fiber Amplifier: bộ khuếch dại quang sợi pha tạp Eribum) và khuếch đại Raman

Cấu trúc của một bộ khuếch đại EDFA được minh họa trên hình 1.8 Eribium (Er) là một nguyên tố đất hiếm Các ion Er3+ khi được kích thích sẽ phát ra ánh sáng

có bước sóng khoảng 1.55m - là bước sóng có suy hao thấp được sử dụng trong các hệ thống WDM Khi cho tín hiệu ánh sáng đi vào EDFA, sẽ xảy ra hiện tượng các photon tín hiệu kích thích các ion Er3+ ởvùng giả bền, hiện tượng phát xạ kích thích xảy ra Lúc đó các ion Er3+ bị kích thích sẽ chuyển trạng thái năng lượng từ mức năng lượng cao xuống mức năng lượng thấp ở vùng nền Và phát xạ ra photon mới có cùng hướng truyền, cùng phân cực, cùng pha, cùng bước sóng Như vậy tín hiệu ánh sáng đã được khuếch đại Độ rộng giữa vùng giả bền và vùng nền cho phép sự phát xạ kích thích xảy ra trong khoảng bước sóng 1530 - 1565 nm, đây cũng là bước sóng hoạt động tốt nhất của EDFA Điều kiện có khuếch đại tín hiệu là đạt được sự nghịch đảo nồng độ bằng cách sử dụng nguồn bơm để bơm các ion Er3+

lên trạng thái kích thích Có hai cách thực hiện quá trình này: bơm trực tiếp (bơm ngược) tại bước sóng 1480nm hoặc bơm gián tiếp (bơm xuôi) ở bước sóng 980nm

Có thể kết hợp cả bơm xuôi và bơm ngược để đạt được độ lợi lớn hơn Độ lợi của EDFA thường vào khoảng 20dB đến 40dB, tùy vào ứng dụng của nó

Hình 1.8 Cấu trúc tổng quát của bộ khuếch đại EDFA

Trong những tuyến truyền dẫn có cự ly dài, người ta thường sử dụng thêm bộ khuếch đại Raman Bộ khuếch đại Raman được chế tạo dựa trên hiệu ứng Raman

do Chandrasekhara Venkata Raman, nhà bác học người Ấn Độ phát hiện vào năm

1928 Cấu trúc của một bộ khuếch đại Raman được minh họa trên hình 1.9

Hình 1.9 Cấu trúc của bộ khuếch đại Raman

Trong khuếch đại Raman, tín hiệu quang được khuếch đại dọc theo toàn bộ chiều dài của sợi quang silic bình thường Sợi quang là nơi xảy ra quá trình khuếch đại Bộ ghép Coupler dùng để ghép các bước sóng tín hiệu vào sóng bơm Bộ cách

li Isolator đặt ở hai đầu của bộ khuếch đại quang để ngăn chặn tín hiệu phản xạ ở hai đầu của bộ khuếch đại Đồng thời nó cũng giúp loại trừ nhiễu ASE theo hướng ngược về phía đầu vào có thể gây ảnh hưởng đến tín hiệu đầu vào Laser bơm (Pump Laser) dùng để cung cấp năng lượng cho các nguyên tử của sợi quang chuyển lên trạng thái kích thích giúp tạo ra sự nghịch đảo nồng độ

So với khuếch đại EDFA, khuếch đại Raman có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, nhiễu thấp, dễ chọn băng tần, độ lợi lớn và phổ độ lớn bằng phẳng Tuy nhiên khuếch đại Raman có hiệu suất khuếch đại thấp hơn và có hiện tượng xuyên âm tín hiệu do hiện tượng tán xạ Raman kích thích

1.2.2 Bộ ép xen/r t b c són quan (OADM-Optical Add/Drop Multiplexer)

Việc xen hoặc rớt một hoặc nhiều bước sóng tại một số điểm trên đường truyền là rất cần thiết Bộ ghép xen/rớt bước sóng (OADM) có chức năng kết hợp hoặc phân chia các bước sóng, ngoài ra còn có khả năng chặn một số kênh trong khi chuyển tiếp các kênh còn lại OADM là một phần quan trọng để tiến đến mục tiêu của mạn toàn quang

Có hai loại thiết bị OADM Thế hệ đầu tiên là một thiết bị cố định được cấu hình vật lý để rớt một số bước sóng cụ thể đã định trước trong khi xen thêm các bước sóng để xen/rớt (ROADM)

Các cổng công nghệ chế tạo nên thiết bị OADM thường là: công nghệ cách

tử Bragg, công nghệ điện môi màng mỏng và cách tử ống dẫn sóng dạng mảng Trên hình 1.10 miêu tả cấu tạo của một OADM đơn giản sử dụng cách tử Bragg sợi quang (FBG) và Circulator

G được đưa vào cổng B2, tín hiệu này bị cách tử phản xạ trở lại và đi ra cổng b1

ROAM - Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer - OADM cấu hình lại được, hình sau đây mô tả một WSS ROAM (WSS: Wavelength Selectable Swithch: chuyển mạch có khả năng lựa chọn bước sóng):

Hình 1.11 Cấu trúc của một ROAM hai hướng

1.2.3 Bộ kết nố c éo quan (OXC)

Đối với các mô hình mạng đơn giản như mô hình mạng vòng hoặc tuyến tính thì OADM là sự lựa chọn tối ưu xét về khía cạnh kinh tế, công nghệ chế tạo và khả năng đáp ứng yêu cầu của mạng Nhưng trong tương lai, khi yêu cầu về khả năng linh động trong việc cung ứng dịch vụ, đồng thời các dịch vụ đa phương tiện đòi hỏi phải đáp ứng được sự tăng băng thông đột biến thì mô hình mạng hiện tại không đáp ứng được Khi đó cần phải triển khai mạng mắt lưới với phần tử trung tâm là các bộ kết nối chéo quang (OXC - Optical Cross Connect)

Thiết bị (OXC) có M sợi đầu vào M sợi đầu ra và các cổng xen/rẽ Mỗi sợi đầu vào và mang một tín hiệu ghép kênh N bước sóng Các cổng xen/rẽ cho phép chèn và tách một số bước sóng Thiết bị OXC thực hiện các chức năng sau đây: ghép và tách kênh, xen/rớt kênh quang, chuyển mạch không gian và có thể cả chuyển đổi bước sóng Điều này cho phép thực hiện nối xuyên các tín hiệu quang giữa các sợi đầu vào và các sợi đầu ra

và có thể nối xuyên giữa bước sóng vào và bước sóng ra

Hình 1.12 Thiết bị nối chéo quang

Yêu cầu cơ bản đối với OXC là:

- Có khả năng tự động cung cấp thêm các kênh bước sóng nếu nhu cầu băng thông tăng lên

- Bảo vệ đường quang với các sự cố như đứt cáp, sự cố nút mạng

- Giám sát chất lượng truyền dẫn: cho phép khả năng trích tín hiệu thực hiện chức năng đo đạc, giám sát chất lượng truyền dẫn

- Chuyển đổi bước sóng

- Tách, chèn và xử lý các thông tin mào đầu của truyền dẫn phân đoạn quang

- Ghép và nhóm tín hiệu

* K ả năn côn n có đố v các t àn p ần quan của t ốn , cụ t ể:

- Băng tần sợi quang

- Khả năng tách/ghép kênh của các thiết bị DWDM

* K oản các ữa các k n , một số ản ởn đến k oản các này là:

- Tốc độ truyền dẫn của từng kênh

- Quỹ công suất quang

- Ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến

- Độ rộng phổ của nguồn phát

- Khả năng tách/ghép của các thiết bị DWDM

Mặc dù cửa sổ truyền dẫn tại vùng bước sóng 1550 nm có độ rộng khoảng 100nm nhưng do dải khuếch đại của các bộ khuếch đại chỉ có độ rộng khoảng 35nm (theo khuyến nghị của ITU - T thì dải khuếch đại này là từ bước sóng 1530nm đến 1656nm đối với băng C hoặc từ 1570 nm đến 1603 nm đối với băng L) Chính điều này làm hệ thống DWDM không thể tận dụng hết băng tần của sợi quang, nói cách khác hệ thống WDM chỉ làm việc với dải bước sóng nhỏ hơn nhiều so với toàn bộ dải tần bằng phẳng có độ tổn hao thấp của sợi quang

Khoảng cách kênh là độ rộng tần số tiêu chuẩn giữa các kênh một cách hợp lí trong dải băng tần có hạn giúp cho việc nâng cao hiệu suất sử dụng tài nguyên dải tần và giảm ảnh hưởng phi tuyến tính giữa các kênh gần nhau Sử dụng khoảng cách kênh không đều nhau để hạn chế hiệu ứng trộn tần bốn bước sóng trong sợi quang Dưới đây chỉ đề cập đến hệ thống có khoảng cách kênh đều nhau Nếu gọi  là khoảng cách giữa các kênh, ta có:

f c 2





  (1.1) Như vậy, tại bước sóng λ = 1550nm, với λ = 35nm xét với riêng băng C sẽ

có Δf = 4,37x1012 Hz = 4370 GHz Giả sử tốc độ truyền dẫn của từng kênh là 2,5 Ghz, theo định lý Nyquist, phổ cơ sở của tín hiệu là 2x2,5=5 Ghz Khi đó, số kênh bước sóng cực đại có thể đạt được là N = f/5 = 874 kênh trong dải băng tần của bộ khuếch đại quang Đây là số kênh cực đại tính theo lý thuyết đối với băng C Tuy nhiên, với mật độ kênh càng lớn thì đòi hỏi các thành phần quang trên tuyến phải có chất lượng càng cao Để tránh xuyên âm giữa các kênh này cần phải có các nguồn phát quang rất ổn định và các bộ thu quang có độ chọn lọc bước sóng cao, bất kỳ sự dịch tần nào của nguồn phát cũng có thể làm giãn phổ sang kênh lân cận

1.3.2 Vấn đề ổn địn b c són của n uồn quan và y u cầu độ rộn p ổ của

n uồn p át

* Ổn địn b c són của n uồn quan

Trong hệ thống WDM, phải quy định và điều chỉnh chính xác bước sóng của nguồn quang, nếu không sự trôi bước sóng do các nguyên nhân sẽ làm cho hệ thống không ổn định hay kém tin cậy Hiện nay chủ yếu dùng hai phương pháp điều khiển nguồn quang: thứ nhất là phương pháp điều khiển phản hồi thông qua nhiệt độ chip của bộ kích quang để điều khiển giám sát mạch điện điều nhiệt với mục đích điều khiển bước sóng và ổn định bước sóng Thứ hai là phương pháp điều khiển phản hổi thông qua việc giám sát bước 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, hình thành kết cấu khép kín chốt vào bước sóng trung tâm

* Y u cầu độ rộn của n uồn p át

Việc chọn độ rộng phổ của nguồn phát nhằm đảm bảo cho các kênh hoạt động một cách độc lập với nhau hay nói cách khác là tránh hiện tượng chồng phổ ở phía thu giữa các kênh lân cận Băng thông của sợi quang rất rộng nên số lượng kênh ghép được rất lớn (ở cả hai của sổ truyền dẫn) Tuy nhiên, trong thực tế các hệ thống WDM thường đi liền với các bộ khuếch đại quang sợi, làm việc chỉ ở vùng cửa sổ 1550nm, nên băng tần của hệ thống WDM bị giới hạn bởi băng tần của bộ khuếch đại (từ 1530 nm đến 1565 nm cho bằn C, từ 1570 đến 1603 nm cho băng L)

Như vậy một vấn đề đặt ra khi ghép là khoảng cách ghép giữa các bước sóng phải thỏa mãn được yêu cầu tránh chồng phổ của các kênh lân cận ở phía thu, khoảng cách này phụ thuộc vào độ rộng phổ của nguồn phát, phụ thuộc vào các ảnh hưởng như: tán sắc sợi, các hiệu ứng phi tuyến…

Có thể xem hệ thống là sự xếp chồng của các hệ thống truyền dẫn đơn kênh khi khoảng cách giữa các kênh đủ lớn và công suất phát hợp lý Mối quan hệ giữa phổ của tín hiệu phía thu với phổ của tín hiệu phía phát được thể hiện bởi tham số đặc trưng cho sự giãn phổ, kí hiệu là , độ rộng băng tần tín hiệu truyền dẫn kí hiệu

là B; độ tán sắc tương ứng với khoảng cách truyền ký hiệu là D Gọi  là hệ số đặc trưng cho sự tương tác giữa nguồn phát và sợi quang, ta có:  B D 

Từ công thức trên có thể tính được độ giãn rộng phổ nguồn phát:   / B D

1.3.3 Xuy n n ễu ữa các k n tín u quan

Xuyên nhiễu giữa các kênh trong sợi quang ảnh hưởng tới độ nhạy của máy thu, chính vì vậy có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của hệ thống WDM Có thể chia

ra làm hai loại xuyên nhiễu chính sau đây:

- Xuyên nhiễu tuyến tính: do đặc tính không lý tưởng của các thiết bị tách kênh, mức xuyên nhiễu này phụ thuộc vào kiểu thiết bị tách kênh được sử dụng cũng như khoảng cách giữa các kênh

- Xuyên nhiễu phi tuyến: chủ yếu do các hiệu ứng phi tuyến của sợi quang gây nên

1.3.4 Suy hao - quỹ côn suất của t ốn WDM

Trong bất kì hệ thống số nào thì vấn đề quan trọng là phải đảm bảo được tỷ số tín hiệu trên tạp âm (S/N) sao cho đầu thu có thể thu tín hiệu với một mức BER cho phép Giả sử máy phát phát tín hiệu đi tới phía thu với một mức công suất Pph nhất định, công suất của tín hiệu sẽ bị suy giảm dần trên đường truyền dẫn do rất nhiều nguyên nhân như: suy hao do bản thân sợi quang gây ra, suy hao do các thành phần quang thụ động… cự ly truyền dẫn càng dài thì công suất tín hiệu bị suy hao càng nhiều, nếu suy hao quá lớn làm cho công suất tín hiệu đến được máy thu nhỏ hơn công suất ngưỡng thu nhỏ nhất (Pthu min) cho phép thì thông tin truyền đi sẽ bị mất

Để máy thu thu được thông tin thì công suất tín hiệu đến máy thu phải nằm trong dải công suất của máy thu

P = P + P (1.2)

Pthu min < Pphát - Ptổng suy hao < Pthu max (1.3)

Như vậy để đảm bảo được thông tin thì công suất phát phải càng lớn khi cự li truyền dẫn càng lớn Để khắc phục điều này người ta sử dụng bộ lặp tín hiệu trên đường truyền Trước đây khi chưa có bộ khuếch đại quang, suy hao tín hiệu trên đường truyền sẽ được bù lại thông qua việc sử dụng các trạm lặp điện 3R, quá trình này được thực hiện tương đối phức tạp Đầu tiên, phải tách tất cả các kênh (nhờ thiết bị DEMUX), biến đổi các kênh tín hiệu quang này thành các kênh tín hiệu điện, thực hiện khuếch đại từng kênh, biến đổi từng kênh trở lại tín hiệu quang, sau

đó mới thực hiện ghép các kênh tín hiệu quang này lại với nhau (nhờ thiết bị MUX), điều này làm cho việc tính toán, thiết kế tuyến thông tin quang gặp nhiều khó khăn

Tuy nhiên, khi bộ khuếch đại sợi EDFA ra đời, việc đảm bảo quỹ công suất quang cho hệ thống tốt hơn rất nhiều, nó làm giảm bớt số trạm lặp trên tuyến rất nhiều, với khả năng khuếch đại đồng thời nhiều bước sóng, EDFA đặc biệt thích hợp với các hệ thống WDM

1.3.5 Tán sắc - bù tán sắc

Sau khi sử dụng EDFA trên tuyến thì vấn đề suy hao đã được giải quyết, cự li truyền dẫn được nâng lên rõ rệt, nhưng tổng tán sắc cũng tăng lên Do đó, yêu cầu phải giải quyết vấn đề tán sắc để truyền thông tin tốc độ cao và truyền dẫn cự li dài Tốc độ càng cao thì ảnh hưởng của hiệu ứng tán sắc của tán sắc của sợi quang càng lớn (bảng 1.1) Bản chất của tán sắc là sự giãn rộng xung tín hiệu khi truyền dẫn trên sợi quang Tán sắc tổng cộng bao gồm:

- Tán sắc mode: là tán sắc chỉ phụ thuộc vào kích thước sợi, đặc biệt là đường kính lõi của sợi, tán sắc mode tồn tại ở các sợi đa mode vì các mode trong sợi này lan truyền theo các đường đi khác nhau, có cự ly đường truyền khác nhau và do đó thời gian lan truyền giữa các mode khác nhau

- Tán sắc vật liệu: chỉ số chiết suất trong sợi quang thay đổi theo bước sóng đã gây

ra tán sắc vật liệu, vận tốc nhóm của mode là một hàm số của chỉ số chiết suất, cho nên các thành phần phổ khác nhau của mode đã cho sẽ lan truyền đi ở các tốc độ khác nhau, phụ thuộc vào bước sóng, vì thế tán sắc vật liệu là một hiệu ứng tán sắc bên trong mode, và là yếu tố quan trọng đối với các sợi đơn mode và các hệ thống

sử dụng nguồn phát quang là diode phát quang LED

- Tán sắc dẫn sóng: do sợi đơn mode chỉ giữ được khoảng 80% năng lượng ở trong lõi, còn 20% năng lượng ánh sáng truyền trong vỏ sợi nhanh hơn năng lượng truyền trong lõi Tán sắc dẫn sóng phụ thuộc vào hằng số lan truyền  ( là hàm của

1310 nm (G.652)

10 Gbit/s 58 km 283 km 400 km

20 Gbit/s 14,5 km 70 km 100 km

40 Gbit/s 3,6 km 18 km 25 km

1.3.6 Ản ởn của các u ứn p tuyến

Đối với hệ thống thông tin sợi quang, công suất quang không lớn, sợi quang

có tính năng truyền dẫn tuyến tính, sau khi dùng EDFA, công suất quang tăng lên, trong điều kiện nhất định sợi quang sẽ thể hiện đặc tính truyền dẫn phi tuyến tính, hạn chế rất lớn tính năng của bộ khuếch đại EDFA và hạn chế cự ly truyền dẫn dài không có trạm lặp Hiệu ứng phi tuyến của sợi quang chủ yếu do ảnh hưởng của hiệu ứng tán xạ bao gồm:

- Hiệu ứng SRS (Stimulated Raman Scattering):

Khi đưa vào trong sợi quang hai hay nhiều tín hiệu có bước sóng khác nhau thì SRS gây ra sự chuyển năng lượng từ các kênh có bước sóng thấp sang các kênh

có bước sóng cao hơn như trong hình 1.13 SRS là một loại của tán xạ không đàn hồi (tán xạ mà tần số ánh sáng phát ra bị dịch xuống)

Có thể hiểu đây là một loại tán xạ của một photon tới photon năng lượng thấp hơn, sao cho năng lượng khác xuất hiện dưới dạng một phonon Quá trình tán

xạ gây ra suy hao công suất ở tần số tới và thiết lập một cơ chế suy hao cho sợi quang Ở mức công suất thấp, tiết diện tán xạ phải đủ nhỏ để suy hao là không đáng

kể Ở mức công suất cao, sẽ xảy ra hiện tượng phi tuyến SRS, nên cần xem xét đến suy hao sợi

Hình 1.13 Ảnh hưởng của SRS

Cường độ ánh sáng sẽ tăng theo hàm mũ mỗi khi công suất quang vượt quá giới hạn nhất định Giá trị ngưỡng này được tính toán dựa trên việc cường độ ánh sáng tăng như thế nào so với tạp âm, và được định nghĩa là công suất tới tại nơi nửa công suất bị mất bởi SRS ở cuối đầu ra sợi dài L Công suất ngưỡng cho SRS được tính bằng công thức sau:

Aeff là diện tích hiệu dụng

Leff là chiều dài tương tác hiệu dụng

Leff  (1 eL) /,  là hệ số suy hao sợi

Trong hệ thống truyền thông quang thực tế, sợi quang đủ dài để Leff  1 / Nếu thay Aeff=2, với  là kích thước điểm thì:

Pth

R R

eff g g L

)(16

)(

16 2  2



 (1.5)

λ1λ2λ3λ4 Sợi quang λ1λ2λ3λ4

Qua tính toán cho thấy, đối với hệ thống đơn kênh thì để hiệu ứng SRS có thể ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống thì mức công suất phải lớn hơn 1W (nếu như hệ thống không sử dụng khuếch đại quang trên đường truyền) Tuy nhiên, trong hệ thống WDM thì mức công suất này sẽ thấp hơn nhiều, vì có hiện tượng khuếch đại đối với các bước sóng lớn Trong khi đó, công suất của các kênh có bước sóng ngắn hơn lại giảm đi (do đã chuyển một phần năng lượng cho các bước sóng lớn) làm suy giảm tỷ số S/N, ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống Như vậy trong hệ thống WDM thì hiệu ứng này làm hạn chế số kênh, khoảng cách giữa các kênh, công suất của từng kênh và cự ly truyền dẫn của hệ thống Ví dụ về ảnh hưởng của hiệu ứng SRS đối với hệ thống WDM hai kênh như trong hình 1.14

Hình 1.14 Ảnh hưởng của SRS tới hệ thống WDM hai kênh

- Hiệu ứng tán xạ Brillouin kích thích SBS (Simulated Brillouin Scattering):

Tán xạ Brillouin là sự tương tác giữa sóng âm với sóng ánh sáng trong vật chất, tương tác này xảy ra trên dải tần h p f=20 Mhz ở bước sóng 1550 nm Ví dụ, sóng âm trong thuỷ tinh gây ra sự thay đổi chỉ số khúc xạ tương đương dẫn đến sự biến đổi mật độ của sóng Nhưng chỉ số quang học cách tử có thể làm nhiễu xạ ánh sáng nếu thoả mãn định luật Bragg Trong sợi cáp đơn mode, với một trục xác định chính xác trong đường truyền thì chỉ có thể bị nhiễu xạ từ sự dịch chuyển của cách

tử tương đương về phía sau Vì vậy, cách tử là một dạng sóng di chuyển ở tốc độ

âm thanh Trên thực tế, một sóng phản xạ được tính như trong công thức sau:

2 s

B

nv v



 (1.6)

Trong đó, n là chỉ số khúc xạ, vs là vận tốc âm thanh trong thuỷ tinh, λ là bước sóng ánh sáng Sự dịch chuyển tần số này đến tần số khác thấp hơn của sóng âm thanh, tương tự như ánh sáng tới được gọi là tán xạ Stokes và tới tần số cao hơn của

sự lan truyền tỷ lệ của sóng âm được gọi là tán xạ anti-Stokes Dải thông của quá

trình này phụ thuộc vào độ suy giảm âm thanh của thủy tinh, được giới hạn bởi vùng không gian cách tử được định dạng bởi sóng âm

SBS xảy ra khi ánh sáng tới có cường độ cao thích hợp để năng lượng đưa vào sóng âm bởi các tán xạ Stokes làm tăng biện độ của chúng nên làm tăng đáng kể khả năng tán xạ của ánh sáng tới Quá trình truyền chỉ xảy ra tán xạ Stokes mà không xảy ra tán xạ anti-Stokes, vì năng lượng không được đưa tới sóng âm trong quá trình đó Điều này làm tăng ánh sáng thu được ở tần số Stokes

Trong đó: Aeff là diện tích hiệu dụng

Leff là chiều dài tương tác hiệu dụng

λ là bước sóng hoạt động (μm)

α là hệ số suy hao (dB/km)

f là độ rộng phổ của nguồn quang (Ghz)

Khi công suất quang vượt quá ngưỡng, một phần lớn ánh sáng đã phát sẽ truyền lại bộ phát Do đó, SBS gây ra sự bão hòa công suất quang trong máy thu, đồng thời cũng làm xuất hiện sự phản xạ ngược của tín hiệu quang, và nhiễu làm giảm tỉ lệ lỗi bit BER Nên cần phải điều khiển SBS trong hệ thống truyền dẫn tốc

độ cao SBS không gây ra bất cứ tác động qua lại nào giữa các bước sóng khác nhau khi khoảng cách giữa các bước sóng lớn hơn 20Mhz Nhưng SBS cũng có thể tạo ra méo cho một kênh riêng lẻ Do sóng bơm (sóng tín hiệu) và sóng Stokes truyền theo hai hướng ngược nhau nên SBS tạo ra độ lợi theo hướng ngược với

hướng lan truyền tín hiệu, hay nói cách khác là hướng về phía nguồn Vì vậy, nó làm suy giảm tín hiệu được truyền cũng như tạo ra một tín hiệu có cường độ mạnh

về hướng phát, nên phải dùng một bộ cách ly để bảo vệ

* Ản ởng của hi u suất khúc xạ :

- Hiệu ứng SPM (Self Phase Modulation) : SPM là hiệu ứng xảy ra khi cường độ

quang đưa vào thay đổi, hiệu suất khúc xạ của sợi quang cũng thay đổi theo hay có thể nói chiết suất của môi trường truyền dẫn thay đổi theo cường độ ánh sáng truyền Điều này làm cho các xung truyền đi bị dịch tần (tần số xung thay đổi theo thời gian) Từ đó làm cho hiệu ứng giãn xung do tán sắc màu tăng lên, nên khi SPM làm xuất hiện hiện tượng dịch tần, làm tăng độ dãn xung do tán sắc màu trong hệ thống, nhất là với các hệ thống tốc độ cao

Khi đó:

nn0 n NL n0n E2 2 (1.9)

Trong đó: n0 là chiết suất tuyến tính

n2 là hệ số chiết suất phi tuyến (n2=1,22.10-22 đối với sợi SI)

E là cường độ trường quang

Hiệu ứng này gây ra sự dịch pha phi tuyến NL của trường quang khi lan truyền trong sợi quang (đạo hàm của pha là tần số) Nếu bỏ qua suy hao, thì sau khoảng cách L pha của trường quang sẽ được xác định bằng công thức

 2

0 2 2

2

NL

L n n E nL

Pin là công suất đầu vào

Leff là độ dài hiệu dụng của tuyến

Đối với trường quang có cường độ không đổi, hiệu ứng SPM chỉ làm quay pha của trường quang, nên ít ảnh hưởng đến chất lượng của hệ thống Nhưng đối với trường quang có cường độ thay đổi, thì dịch pha phi tuyến NL sẽ thay đổi theo thời gian Sự thay đổi theo thời gian này làm cho trung tâm của xung tín hiệu tồn tại

nhiều tần số quang khác với tần số trung tâm v0 một giá trị δvNL như trong công thức sau: 1

2

NL NL

v v

Nếu xét đến ảnh hưởng của tán sắc thì sẽ thấy dạng xung bị biến đổi dọc theo sợi (tán sắc tích luỹ theo sự tăng lên của chiều dài tuyến) Gọi D là hệ số tán sắc của sợi thì:

Khi D<0 thì thành phần tần số cao f>f0 sẽ lan truyền nhanh hơn thành phần tần

số thấp, nên xung sẽ bị dãn ra

Khi D>0 thì thành phần tần số cao sẽ lan truyền chậm hơn thành phần tần số thấp, nên xung sẽ bị co lại

Hình 1.15 Ảnh hưởng của hiệu ứng SPM trên xung

Khi công suất quang biến đổi càng nhanh thì tần số quang cũng biến đổi càng lớn, làm ảnh hưởng lớn đến xung h p, nên rất khó khăn trong việc nâng cao tốc độ truyền dẫn của hệ thống Ảnh hưởng của hiệu ứng SPM trên xung được minh hoạ như trong hình 1.15 Để ảnh hưởng của hiệu ứng SPM là nhỏ nhất trên tuyến thì độ dịch pha phi tuyến của hệ thống phải rất nhỏ so với 1

- Hiệu ứng XPM (Cross Phase Modulation):

Trong hệ thống WDM, có nhiều bước sóng cùng lan truyền trên một sợi

Sự dịch xung Xung bị mở rộng khi lan

truyền trong sợi

Chirp tần số

Xung đã phát Tần số

quang, nên hệ số chiết suất tại một bước sóng không chỉ phụ thuộc vào cường độ của bản thân bước sóng đó, mà nó còn phụ thuộc vào cường độ của các bước sóng khác lan truyền trong sợi

Trong hệ thống này chiết suất phi tuyến ứng với bước sóng thứ i sẽ là:

Ei, Ej là cường độ quang tại bước sóng thứ i và thứ j

Độ dịch pha của một kênh không chỉ phụ thuộc vào cường độ ánh sáng của chính kênh đó, mà còn phụ thuộc vào cường độ của những kênh còn lại Hiện tượng này gọi là hiệu ứng điều chế xuyên pha XPM Hiệu ứng này chủ yếu xảy ra ở các hệ thống đa kênh tốc độ bit cao, khi hai hay nhiều kênh được truyền đồng thời trong sợi sử dụng các tần số sóng mang khác nhau Độ dịch pha cho kênh thứ j được tính bằng công thức

Pj là công suất kênh j (j=1 ,M )

Leff là độ dài hiệu dụng của tuyến

γNL là hệ số phi tuyến

Hệ số 2 trong công thức (1.14) cho thấy ảnh hưởng của hiệu ứng XPM lớn gấp hai lần ảnh hưởng của hiệu ứng SPM với cùng một công suất Độ dịch pha tổng phụ thuộc vào tất cả các kênh và có thể thay đổi từng bit phụ thuộc vào kiểu bit của kênh lân cận Giả sử công suất các kênh bằng nhau, độ dịch pha trong trường hợp xấu nhất khi tất cả các kênh truyền đồng thời tất các bit là các bit “1” là:

- Hiệu ứng FWM (Four Wave Mixing) :

Trong hệ thống WDM sử dụng các tần số góc ω1,…, ωn thì sự phụ thuộc của chiết suất vào cường độ (công suất) ánh sáng không chỉ gây ra sự dịch pha trong mỗi kênh mà còn sinh ra tần số mới như 2ωi-ωj và ωi+ωj-ωk Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng trộn bốn bước sóng FWM Trái với hai hiệu ứng SPM và XPM là chỉ ảnh hưởng đến các hệ thống có tốc độ bit cao, hiệu ứng trộn bốn bước sóng FWM không phụ thuộc vào tốc độ bit mà lại phụ thuộc vào khoảng cách kênh và tán sắc màu của sợi

Trong hiệu ứng này, các tín hiệu quang có cường độ mạnh sẽ tương tác với nhau và tạo ra các thành phần tần số mới Sự tương tác này có thể xảy ra giữa các bước sóng của tín hiệu trong hệ thống WDM, hoặc giữa các bước sóng tín hiệu với bức xạ tự phát được khuếch đại của các bộ khuếch đại quang, cũng như giữa mode chính và mode bên của một kênh tín hiệu Giả sử, có ba bước sóng với tần số ωi, ωj,

ωk tương tác với nhau thì sẽ có tần số mới tạo ra có bước sóng là ωijk với

ijk i j k

hợp khác nhau của các dấu “ ”, “-“ Tuy nhiên, trong thực tế, hầu hết sự kết hợp của chúng không xây dựng được yêu cầu thích ứng pha Sự kết hợp của

ijk i j k

sóng WDM, vì chúng có thể gần với pha được thích ứng khi bước sóng nằm ở vùng tán sắc bằng 0 Theo quan điểm của cơ lượng tử, FWM là hiệu ứng mà trong đó có

sự phá huỷ photon ở một số bước sóng và tạo ra một số photon ở một số bước sóng mới, sao cho vẫn bảo toàn về động lượng Gọi Pijk(L) là công suất của bước sóng

ωijk trong sợi quang thì Pijk(L) được tính bằng Công thức (3.25)

Seff là diện tích hiệu dụng vùng lõi

Pi, Pj, Pk là công suất tương ứng với các bước sóng λi, λj, λk χ3 là độ cảm phi tuyến bậc ba

Hiệu suất η của quá trình FWM phụ thuộc vào điều kiện phù hợp về pha Hiệu ứng này xảy ra mạnh khi điều kiện đó được thoả mãn (tức là động lượng của photon được bảo toàn) Vì trong sợi quang tồn tại tán sắc, nên điều kiện phù hợp về pha rất khó xảy ra Tuy nhiên, với môi trường là loại sợi có tán sắc rất nhỏ và các kênh có khoảng cách gần nhau thì điều kiện này có thể coi là xấp

bỏ ảnh hưởng của FWM

Sự suy giảm công suất làm giảm tỷ số S/N, dẫn đến làm tăng tỷ lệ lỗi bit BER của hệ thống Các hệ thống WDM đều làm việc ở vùng bước sóng 1550 nm, tán sắc của sợi quang đơn mode thông thường theo chuẩn G.652 tại cửa sổ này khoảng 18 ps/nm.km, còn tán sắc của sợi tán sắc dịch chuyển theo chuẩn G.653 thì nhỏ hơn 3 ps/nm.km Do đó, hệ thống WDM làm việc với sợi đơn mode chuẩn thông thường thì sẽ bị ảnh hưởng của hiệu ứng FWM ít hơn hệ thống WDM sử dụng sợi tán sắc dịch chuyển DSF (Dispersion Shifted Fiber)

Hình 1.16 Hiệu năng trộn FWM với khoảng cách kênh và tán sắc sợi khác nhau

FWM không ảnh hưởng đến hệ thống sóng ánh sáng đơn kênh, nhưng lại ảnh hưởng lớn đến hệ thống đa kênh mà tiêu biểu là hệ thống WDM Ảnh hưởng của hiệu ứng FWM càng lớn khi khoảng cách giữa các kênh trong hệ thống càng nhỏ và mức công suất của mỗi kênh càng lớn, nó làm suy hao công suất cho không chỉ một kênh riêng, mà còn dẫn đến xuyên âm giữa các kênh, làm giảm hiệu năng của hệ thống thông tin quang

1.3.7 P ơn p áp ả quyết ản ởn các u ứn p tuyến

Với xu thế phát triển công nghệ và linh kiện quang học, hệ thống WDM hiện nay đã tìm được một số phương pháp giải quyết hữu hiệu để khắc phục ảnh hưởng của những hiệu ứng trên đối với truyền dẫn, nhất là hệ thống WDM có số lượng kênh quang tương đối ít (nhỏ hơn 16 kênh), tổng công suất truy nhập sợi quang thường không lớn hơn 17 dBm, nhỏ hơn nhiều so với trị số ngưỡng gây ra hiệu ứng SRS, do đó, sẽ không có ảnh hưởng của SRS, sử dụng công nghệ điều chế ngoài của bộ kích quang và công nghệ dao động tần số thấp có thể khắc phục ảnh hưởng của hiệu ứng băng h p SBS Hiệu ứng trộn bốn bước sóng (FWM) có quan

hệ rất lớn đối với tán sắc của sợi quang, sử dụng sợi quang G.655 có thể khắc phục được hiệu ứng FWM, hơn nữa có thể giảm tán sắc của sợi quang, đây là lựa chọn tốt trong hệ thống WDM tốc độ cao Điều chế chéo pha (XPM) thường phát sinh trong hệ thống WDM có nhiều hơn 32 kênh tín hiệu, có thể khắc phục bằng phương pháp tăng tiết diện hiệu dụng vùng lõi của sợi quang G.652 Tự điều chế pha (SPM) sẽ làm h p độ rộng xung quang truyền dẫn, ngược lại với hiệu ứng dãn xung của tán sắc, ở mức độ nhất định, có thể lợi dụng SPM để bù sự dãn xung do tán sắc

1.4 Xu hướng nâng cao năng lực truyền dẫn trong các hệ thống DWDM

1.4.1 Hạn c ế về năn l c truyền d n

Có thể nói rằng hạn chế lớn nhất của các hệ thống DWDM hiện nay chính

là năng lực truyền dẫn Các hệ thống hiện nay chủ yếu vẫn đang khai thác công nghệ 10Gb/s trên một kênh bước sóng ở băng C và một phần của băng L Vài năm gần đây đã đưa vào khai thác công nghệ 40Gb/s, nhưng đó cũng là một giải pháp tạm thời trước khi có những bước đột phá để nâng tốc độ lên 100Gb/s và hơn thế nữa