Các bộ chuyển đổi bước sóng

∗ Tại các node nối chéo quang trong mạng quang điện, chuyển đổi bước sóng có thể làm giảm các khối kênh và làm nó có thể sử dụng lại bước sóng.. ∗ Sự chuyển đổi bước sóng quang đặc biệt

Các bộ chuyển đổi bước sóng (wavelength converters)

GVHD: TS Bùi Việt Khôi Học viên:

Đinh Thùy Hương Trần Quang Hào Đặng Thị Phượng

Lê Cao Nam

Tô Thị Ánh Tuyết

∗ Chuyển đổi bước sóng là công nghệ chìa khoá để điều khiển các bước sóng một cách linh hoạt trong mạng quang

∗ Tại các node nối chéo quang trong mạng quang điện, chuyển đổi bước sóng có thể làm giảm các khối kênh và làm nó có thể

sử dụng lại bước sóng

∗ Hiệu quả sử dụng các nguồn sóng trong các mạng này sẽ tốt

và nhanh hơn trong các mạng truyền thống

∗ Sự chuyển đổi bước sóng quang đặc biệt thu hút bởi vì nó không cần các thiết bị quang điện hoặc điện quang và nó độc lập với dạng tín hiệu và tốc độ bit

Kĩ thuật chuyển đổi bước sóng

Mạng định tuyến bước sóng toàn

quang

∗ Để thiết lập đường quang, thường yêu cầu bước sóng giống nhau được chỉ định tất cả các liên kết trên

tuyến Yêu cầu này được biết đến như ràng buộc liên tục bước sóng và các mạng định tuyến bước sóng với ràng buộc này được gọi là mạng liên tục bước sóng

Mạng không có chuyển đổi bước sóng

Mạng có chuyển đổi bước sóng

• Chuyển đổi bước sóng có thể cải thiện hiệu suất chuyển đổi trong

mạng bằng cách giải quyết các tranh chấp bước sóng của đường

quang.

∗ Trong suốt về tốc độ bit và khuôn dạng tín hiệu.

∗ Thiết lập nhanh thời gian của bước sóng đầu ra.

∗ Chuyển đổi cả bước sóng ngắn và bước sóng dài.

∗ Mức công suất vào vừa phải.

∗ Bước sóng vào có thể giống bước sóng ra (không chuyển đổi)

∗ Độ nhạy của tín hiệu vào phân cực.

∗ Tín hiệu đi ra di tần thấp với hệ số tắt cao và tỉ số tín hiệu trên

nhiễu lớn.

∗ Thực hiện đơn giản.

Tính chất của bộ chuyển đổi bước sóng

lý tưởng

∗ Một trạm truy nhập được cung cấp 1 bộ chuyển đổi quang điện (O/E) tới một giao diện mạng quang với thiết bị điện qui ước.

∗ Quá trình xử lý của chuyển đổi O/E có ảnh hưởng bất lợi đối với tính trong suốt của tín hiệu Tất cả các

thông tin về dạng pha, tần số, biên độ tín hiệu tương

tự của tín hiệu quang đều bị mất trong quá trình

chuyển đổi

Bộ chuyển đổi bước sóng O/E

∗ Không có chuyển đổi quang điện Tín hiệu quang cho phép giữ nguyên trong suốt quá trình chuyển đổi

∗ Chuyển đổi bước sóng sử dụng trộn bước sóng: Trộn bước

sóng giữ thông tin về cả pha và biên độ tín hiệu, độ trong suốt tăng tuyệt đối

∗ Chuyển đổi bước sóng sử dụng điều biến chéo: Kĩ thuật này sử dụng dụng cụ quang bán dẫn tích cực như bộ khuyếch đại

quang bán dẫn SOA và laser

– Điều biến độ khuyếch đại chéo (XGM) tại SOA

– Điều biến pha chéo (XPM) tại SOA

Chuyển đổi bước sóng toàn quang

∗ Biến điệu chéo pha và giao thoa kế (Cross Phase

CW

λ c

λ s

λ c

Cấu trúc và nguyên lí hoạt động

Thiết kế và chế tạo

Các đặc tính của thiết bị

∗ Các bộ chuyển đổi bước sóng sử dụng QPM-LN có

nhiều ưu điểm:

– Có thể chuyển đổi tốc độ tín hiệu cao ở 1THz hoặc hơn,

– Không sinh ra tỉ số tín hiệu trên nhiễu,

– Không phụ thuộc vào các bộ điều biến,

– Có thể chuyển đổi băng tần bước sóng trực tiếp thành nhiều kênh.

Bộ chuyển đổi bước sóng sử dụng QPM

LiNbO3

∗ Cấu trúc QPM có thể hình thành từ nhiều vật liệu gồm

có ferit oxit như: LiNbO3 và LiTaO3 và vật liệu bán dẫn như AlGaAs nhưng vật liệu có nhiều triển vọng nhất là LiNbO3

∗ Sử dụng LiNbO3 có những thuận lợi:

– Độ trong suốt trong băng tần 0.6-0.8 µ m mà bước sóng ánh sáng nhảy để chuyển đổi bước sóng trong băng tần sóng truyền dẫn;

– LiNbO3 có hệ số phi tuyến lớn.

Cấu trúc QPM

∗ Có 2 phương pháp chế tạo ống dẫn sóng

– Phương pháp APE (Annealed Proton Exchange).

– Phương pháp LPE từ LiNbO3

Công nghệ chế tạo ống dẫn sóng

QPM-LN

∗ Phổ cho chuyển đổi đa bước sóng

Bộ chuyển đổi bước sóng sử dụng APE

∗ Các thông số chuyển đổi bước sóng đối với tín hiệu 40 Gbit/s

Bộ chuyển đổi bước sóng sử dụng APE

∗ Thí nghiệm thiết lập để đo lường tổn thất quang

Bộ chuyển đổi bước sóng sử dụng APE

∗ Thay đổi trong bước sóng QPM do độ thiệt hại quang

Bộ chuyển đổi bước sóng sử dụng APE

∗ Các tham số khuyếch đại với chuỗi xung bơm

Thay đổi trong bước sóng QPM do độ

thiệt hại quang

TRÂN TRỌNG CẢM ƠN!