Vấn đề và ứng dụng của hệ thống WDM
14 thg 6, 2017 | 15:13

Vấn đề và ứng dụng của hệ thống WDM


Trong những năm gần đây, sự phát triển của các dịch vụ thoại và phi thoại mà đặc biệt là Internet cũng như một số dịch vụ khác đã tạo ra một sự bùng nổ nhu cầu về dung lượng. Điều này đặt lên vai những nhà cung cấp dịch vụ đường trục những khó khăn và thách thức mới. Kĩ thuật ghép kênh theo miền thời gian TDM đã giải quyết phần nào các yêu cầu trên nhưng vẫn còn rất hạn chế. Trong thực tế, tốc độ của tín hiệu TDM thường nhỏ hơn hoặc bằng 10Gb/s. Do ảnh hưởng của hiện tượng tán sắc, hiệu ứng phi tuyến trong sợi quang và tốc độ của các thành phần điện tử nên khi tăng tốc độ bit của một kênh TDM lên quá giới hạn này, chất lượng hệ thống không đảm bảo. Để thích ứng với sự tăng trưởng không ngừng đó và thoả mãn yêu cầu tính linh hoạt của mạng, các công nghệ truyền dẫn khác nhau đã được nghiên cứu, triển khai thử nghiệm và đưa vào ứng dụng, trong số đó phải kể đến công nghệ WDM, OTDM, Soliton… Phương pháp ghép kênh theo bước sóng WDM(Wavelength Division Multiplexing) đã tận dụng hữu hiệu nguồn tài nguyên băng rộng trong khu vực tổn hao thấp của sợi quang đơn mode. Ghép kênh theo bước sóng WDM  nâng cao dung lượng truyền dẫn của hệ thống mà không cần phải tăng tốc độ của từng kênh trên mỗi bước sóng. Do đó, WDM chính là giải pháp tiên tiến trong kĩ thuật thông tin quang, đáp ứng được nhu cầu truyền dẫn và cả những yêu cầu về chất lượng truyền dẫn của hệ thống.


MỤC LỤC I
CHƯƠNG I 3
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG WDM 3
1.1 Giới thiệu chung 3
1.1.1 Khỏi quỏt về WDM 3
1.1.2 Nguyờn lý  hoạt động của hệ thống tỏch/ghộp kờnh quang 4
1.1.3 Đặc điểm của hệ thống WDM 6
1.1.3.1  Tận dụng tài nguyờn 6
1.1.3.2 Đồng thời truyền dẫn nhiều tín hiệu 6
1.1.3.3 Nhiều ứng dụng 7
1.1.3.4 Giảm yờu cầu siêu cao tốc đối với linh kiện 7
1.1.3.5 Kờnh truyền dẫn IP 7
1.2 Một số tham số kỹ thuật trong hệ thống WDM 7
1.2.1 Suy hao xen 7
1.2.2 Suy hao xuyờn kờnh 8
1.2.3 Độ rộng kênh và khoảng cách kênh 9
1.2.4 Số lượng kênh 10
1.3 Ứng dụng WDM 11
CHƯƠNG II: CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG WDM 14
Giới thiệu chung 14
2.1 Bộ phỏt quang 14
2.1.1 Yêu cầu đối với nguồn quang trong WDM 15
2.1.2 Nguyờn lớ Bragg 16
2.1.3  LASER hồi tiếp phõn bố (DFB) 17
2.1.4  LASER phõn bố phản xạ Bragg (DBR) 18
2.2 Bộ tỏch quang và bộ ghộp quang 19
2.2.1 Bộ lọc Mach-Zender 19
2.2.1.1 Cấu trỳc và nguyờn lý hoạt động của bộ lọc Mach-Zender 19
2.2.1.2 Một số đặc tính của bộ lọc quang Mach-Zender 21
2.2.1.3 Bộ lọc quang khả chỉnh 26
2.2.2Bộ lọc Fabry-Perot 28
2.2.2.1 Mở đầu 28
2.2.2.2 Một số tham số của bộ lọc Fabry-Perot 29
2.2.2.3 Bộ lọc Fabry-Perot khả chỉnh 32
2.2.2.4 Mắc nối tầng cỏc bộ lọc Fabry-Perot 35
2.2.3 Bộ tỏch kờnh trong miền khụng gian 37
2.2.3.1 Dùng lăng kính làm phần tử tán sắc góc 37
2.2.3.2 Cỏch tử nhiễu xạ 38
2.2.3.3 Cỏch tử phản xạ Bragg 44
a. Cỏch tử phản xạ Bragg sợi 44
b) Cỏc ứng dụng của bộ lọc phản xạ Bragg 46
2.3.3.4 Bộ lọc quang õm phản xạ Bragg 47
2.3 Bộ khuếch đại quang 48
2.3.1 Sự cần thiết sử dụng cỏc bộ khuếch đại quang 48
2.3.2 Bộ khuếch đại quang sợi EDFA 49
2.4 Bộ thu quang 52
2.5 Sợi quang 52
CHƯƠNG III 54
MỘT SỐ VẤN ĐỀ CÔNG NGHỆ THEN CHỐT 54
3.1  Ổn định bước sóng của nguồn quang 54
3.2 Ảnh hưởng của tán sắc sợi quang đối với truyền dẫn 55
3.2.1 Phương pháp bù tán sắc bằng điều chế tự dịch pha(SPM) 56
3.2.3 Phương pháp bù tán sắc PDC 58
3.2.4 Phương pháp bù tán sắc bằng Pre-chirp (dịch tần trước) 59
3.3 Ảnh hưởng của hiệu ứng phi tuyến đến truyền dẫn 59
3.3.1 Cỏc hiệu ứng phi tuyến trong hệ thống WDM 60
3.3.2 Giải phỏp  khắc phục hiệu ứng phi tuyến của sợi quang 63
3.4 Độ bằng phẳng của tăng ích bộ khuyếch đại quang sợi 64
3.5 Tích luỹ tạp âm khi dùng bộ khuyếch đại quang EDFA nhiều tầng 64
CHƯƠNG IV 65
ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG WDM 65
4.1 ứng dụng wdm trong mạng truyền dẫn 65
4.1.1 Tuyến truyền dẫn điểm - điểm dung lượng cao 65
4.1.2 Mạng quảng bỏ 68
4.2 Ứng dụng của WDM trong mạng đa truy nhập 71
4.2.1 Mở đầu 71
4.2.2 Mạng WDMA đơn chặng 73
4.2.3 Mạng WDMA đa chặng 75
4.3 Ứng dụng của WDM trong mạng chuyển mạch quang 78


Trong những năm gần đây, sự phát triển của các dịch vụ thoại và phi thoại mà đặc biệt là Internet cũng như một số dịch vụ khác đã tạo ra một sự bùng nổ nhu cầu về dung lượng. Điều này đặt lên vai những nhà cung cấp dịch vụ đường trục những khó khăn và thách thức mới. Kĩ thuật ghép kênh theo miền thời gian TDM đã giải quyết phần nào các yêu cầu trên nhưng vẫn còn rất hạn chế. Trong thực tế, tốc độ của tín hiệu TDM thường nhỏ hơn hoặc bằng 10Gb/s. Do ảnh hưởng của hiện tượng tán sắc, hiệu ứng phi tuyến trong sợi quang và tốc độ của các thành phần điện tử nên khi tăng tốc độ bit của một kênh TDM lên quá giới hạn này, chất lượng hệ thống không đảm bảo. Để thích ứng với sự tăng trưởng không ngừng đó và thoả mãn yêu cầu tính linh hoạt của mạng, các công nghệ truyền dẫn khác nhau đã được nghiên cứu, triển khai thử nghiệm và đưa vào ứng dụng, trong số đó phải kể đến công nghệ WDM, OTDM, Soliton… Phương pháp ghép kênh theo bước sóng WDM(Wavelength Division Multiplexing) đã tận dụng hữu hiệu nguồn tài nguyên băng rộng trong khu vực tổn hao thấp của sợi quang đơn mode. Ghép kênh theo bước sóng WDM  nâng cao dung lượng truyền dẫn của hệ thống mà không cần phải tăng tốc độ của từng kênh trên mỗi bước sóng. Do đó, WDM chính là giải pháp tiên tiến trong kĩ thuật thông tin quang, đáp ứng được nhu cầu truyền dẫn và cả những yêu cầu về chất lượng truyền dẫn của hệ thống.


MỤC LỤC I
CHƯƠNG I 3
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG WDM 3
1.1 Giới thiệu chung 3
1.1.1 Khỏi quỏt về WDM 3
1.1.2 Nguyờn lý  hoạt động của hệ thống tỏch/ghộp kờnh quang 4
1.1.3 Đặc điểm của hệ thống WDM 6
1.1.3.1  Tận dụng tài nguyờn 6
1.1.3.2 Đồng thời truyền dẫn nhiều tín hiệu 6
1.1.3.3 Nhiều ứng dụng 7
1.1.3.4 Giảm yờu cầu siêu cao tốc đối với linh kiện 7
1.1.3.5 Kờnh truyền dẫn IP 7
1.2 Một số tham số kỹ thuật trong hệ thống WDM 7
1.2.1 Suy hao xen 7
1.2.2 Suy hao xuyờn kờnh 8
1.2.3 Độ rộng kênh và khoảng cách kênh 9
1.2.4 Số lượng kênh 10
1.3 Ứng dụng WDM 11
CHƯƠNG II: CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG WDM 14
Giới thiệu chung 14
2.1 Bộ phỏt quang 14
2.1.1 Yêu cầu đối với nguồn quang trong WDM 15
2.1.2 Nguyờn lớ Bragg 16
2.1.3  LASER hồi tiếp phõn bố (DFB) 17
2.1.4  LASER phõn bố phản xạ Bragg (DBR) 18
2.2 Bộ tỏch quang và bộ ghộp quang 19
2.2.1 Bộ lọc Mach-Zender 19
2.2.1.1 Cấu trỳc và nguyờn lý hoạt động của bộ lọc Mach-Zender 19
2.2.1.2 Một số đặc tính của bộ lọc quang Mach-Zender 21
2.2.1.3 Bộ lọc quang khả chỉnh 26
2.2.2Bộ lọc Fabry-Perot 28
2.2.2.1 Mở đầu 28
2.2.2.2 Một số tham số của bộ lọc Fabry-Perot 29
2.2.2.3 Bộ lọc Fabry-Perot khả chỉnh 32
2.2.2.4 Mắc nối tầng cỏc bộ lọc Fabry-Perot 35
2.2.3 Bộ tỏch kờnh trong miền khụng gian 37
2.2.3.1 Dùng lăng kính làm phần tử tán sắc góc 37
2.2.3.2 Cỏch tử nhiễu xạ 38
2.2.3.3 Cỏch tử phản xạ Bragg 44
a. Cỏch tử phản xạ Bragg sợi 44
b) Cỏc ứng dụng của bộ lọc phản xạ Bragg 46
2.3.3.4 Bộ lọc quang õm phản xạ Bragg 47
2.3 Bộ khuếch đại quang 48
2.3.1 Sự cần thiết sử dụng cỏc bộ khuếch đại quang 48
2.3.2 Bộ khuếch đại quang sợi EDFA 49
2.4 Bộ thu quang 52
2.5 Sợi quang 52
CHƯƠNG III 54
MỘT SỐ VẤN ĐỀ CÔNG NGHỆ THEN CHỐT 54
3.1  Ổn định bước sóng của nguồn quang 54
3.2 Ảnh hưởng của tán sắc sợi quang đối với truyền dẫn 55
3.2.1 Phương pháp bù tán sắc bằng điều chế tự dịch pha(SPM) 56
3.2.3 Phương pháp bù tán sắc PDC 58
3.2.4 Phương pháp bù tán sắc bằng Pre-chirp (dịch tần trước) 59
3.3 Ảnh hưởng của hiệu ứng phi tuyến đến truyền dẫn 59
3.3.1 Cỏc hiệu ứng phi tuyến trong hệ thống WDM 60
3.3.2 Giải phỏp  khắc phục hiệu ứng phi tuyến của sợi quang 63
3.4 Độ bằng phẳng của tăng ích bộ khuyếch đại quang sợi 64
3.5 Tích luỹ tạp âm khi dùng bộ khuyếch đại quang EDFA nhiều tầng 64
CHƯƠNG IV 65
ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG WDM 65
4.1 ứng dụng wdm trong mạng truyền dẫn 65
4.1.1 Tuyến truyền dẫn điểm - điểm dung lượng cao 65
4.1.2 Mạng quảng bỏ 68
4.2 Ứng dụng của WDM trong mạng đa truy nhập 71
4.2.1 Mở đầu 71
4.2.2 Mạng WDMA đơn chặng 73
4.2.3 Mạng WDMA đa chặng 75
4.3 Ứng dụng của WDM trong mạng chuyển mạch quang 78

M_tả
M_tả

Chuyên mục:

Không có nhận xét nào: