Đồ án Ảnh hưởng của XPM lên chất lượng hệ thống WDM

Mục lục Danh mục hình vẽ Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý ghép kênh theo bước sóng 1 Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống WDM sử dụng hait sợi 2 Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống WDM sử dụng một sợi 3 Hình 1.4 Tách kênh sử dụng lăng kính 7 Hình 1.5 Tách /ghép các bước sóng bằng cách tử nhiễu xạ 7 Hình 1.8 Bước sóng có tán sắc bằng không, λ0 và sườn tại tán sắc không, S0 17 Hình 1.9 Tán sắc thay đổi như một hàm theo bước sóng với một vật liệu cho trước 18 Hình 2.1 Minh hoạ một lá chắn Kerr. 32 Hình 2.2 Tp thay đổi theo hàm của góc phân cực đầu vào θ 36 Hình 2.3 Mức truyền của sợi lưỡng chiết có độ dài L=LB 38 Hình 2.4 Dạng xung và phổ của các xung bơm và dò 42 Hình 2.5 Nén xung do XPM trong vùng tán sắc thường 44 Hình 2.6 Kết nối sợi quang của mạng LEANET dùng trong thí nghiệm (a) và sơ đồ khối thí nghiệm (b) 46 Hình 2.7 Sự phụ thuộc của méo XPM vào khoảng cách kênh 48 Hình 2.8 Sơ đồ khối của thí nghiệm [4] 49 Hình 3.1 Méo xung do XPM 52 Hình 3.2 Sơ đồ thí nghiệm nghiên cứu XPM trong [5] 52 Hình 3.3 XPM và SPM với các kênh được điều chế tại 2,5 Gb/s, sợi DSF, có độ trễ ban đầu khác nhau 53 Hình 3.4 Méo XPM cho kênh dò (a)sợi DSF, (b) sợi SSMF 53 Hình 3.5. Công suất giảm sau các chặng thay đổi khi thay đổi số lượng chặng 55 Hình 3.6 Phổ của kênh 2 sau 12 chặng bù trước trong thí nghiệm (a) và mô phỏng (b) 56 Hình 3.7 Hệ số Q theo tán sắc dư 63 Hình 3.8 Sự phụ thuộc của WM vào số lượng kênh 63 Hình 3.9 Xuyên kênh theo băng tần điện thu 66 Hình 3.10. Xuyên kênh theo băng tần điện thu 66 Hình 3.11 Xuyên kênh XPM phụ thuộc vào tán sắc 67 Hình 3.12 Hàm truyền đạt của sợi SMF theo các sơ đồ bù tán sắc khác nhau 68 Hình 3.13 Méo XPM theo các tỉ lệ bù tán sắc khác nhau với sơ đồ bù trước 69 Hình 3.14 Méo XPM với các tỉ lệ bù tán sắc khác nhau với sơ đồ bù sau 69 Hình 3.15 Hai cấu hình bù tán sắc khác nhau cho kết quả khác nhau 70 Hình 3.16 Ảnh hưởng của XPM thay đổi theo số chặng m 70 Hình 3.17 Ảnh hưởng của tỉ lệ bù trong hệ thống năm chặng 70 Hình 3.18 Thí nghiệm với 10 kênh có và không có XS 71 Hình 3.19 Suy giảm độ nhạy cho kênh 6 73 Hình 3.20 So sánh suy giảm khi có và không có XS 73 Hình 3.21 Xuyên kênh thay đổi theo bù tán sắc 74 Hình 3.22 Hệ số mx tích luỹ sau các chặng 75 Hình 3.23 Hệ số mx tăng theo khoảng cách 76 Thuật ngữ viết tắt Thuật ngữ Tiếng Anh Tiếng Việt ADM Add/Drop Multiplexer Bộ ghép xen/rẽ APD Avalanche PhotoDetector Photodiode thác ASE Amplified Spontaneous Emission Phát xạ tự phát được khuếch đại AWG Arrayed Waveguide Grating Cách tử ống dẫn sóng dạng mảng CWDM Coarse WDM WDM mật độ thấp DBR Distributed Bragg Reflector laser Laser phản xạ Bragg phân tán DCF Dispersion Compensating Fiber Sợi quang bù tán sắc DFB Distributed FeedBack laser Laser phản hồi phân tán DGD Differential Group Delay Trễ nhóm vi sai DR Distributed Reflector Phản xạ phân tán DSF Dispersion Shifted Fiber Sợi quang dịch tán sắc DUT Device Under Test Thiết bị kiểm tra đo thử DWDM Dense WDM WDM mật độ cao EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier Bộ khuếch đại sợi quang pha tạp Erbium FWM Four Wave Mixing Trộn bốn sóng GVD Group Velocity Dispersion Tán sắc vận tốc nhóm HDSF Half - Dispersion Shifted Fiber Sợi quang nửa tán sắc đã dịch ICI Inter-Channel Interference Nhiễu kênh lân cận IFBG In-Fiber Bragg Grating Cách tử Bragg trong sợi quang IL Insertion Loss Suy hao xen ITU International Telecommunications Union Liên minh Viễn thông quốc tế MFD Mode Field Diameter Đường kính trường mode MPI MultiPath Interference Giao thoa đa đường NF Noise Figure Hệ số tạp âm NZ-DSF Non-Zero Dispersion Shifted Fiber Sợi quang tán sắc đã dịch không về không OADM Optical Add/Drop Multiplexer Bộ ghép xen/rẽ quang ODMUX Optical DeMultiplexer Bộ tách kênh quang OMUX Optical Multiplexer Bộ ghép kênh quang PDL Polarization Dependent Loss Suy hao phụ thuộc phân cực PMD Polarization Mode Dispersion Tán sắc mode phân cực PRBS Pseudo-Random Bit Sequence Chuỗi bit giả ngẫu nhiên RIN Relatively Intensity Noise Nhiễu cường độ tương đối SBS Stimulated Brillouin Scaterring Tán xạ Brillouin kích thích SEL Surface Emitting Laser Laser phát xạ mặt SNR Signal to Noise Ratio Tỉ số tín hiệu trên tạp âm SONET Synchronous Optical NETwork Mạng quang đồng bộ SPM Self Phase Modulation Tự điều chế pha SRS Stimulated Raman Scaterring Tán xạ Raman kích thích SSMF Standard Single Mode Fiber Sợi quang đơn mode tiêu chuẩn WDM Wavelength Division Multiplex Ghép kênh phân chia theo bước sóng XPM Cross Phase Modulation Điều chế pha chéo XS XPM Suppressor Bộ triệt XPM Lời nói đầu Sự phát triển mạnh mẽ của kinh tế kéo theo xu hướng toàn cầu hóa. Thế giới đang bước vào kỉ nguyên thông tin. Nhu cầu trao đổi thông tin giữa người với người, giữa quốc gia vùng lãnh thổ này với các quốc gia vùng lãnh thổ khác… bức thiết hơn lúc nào khác. Vì thế những cách thức trao đổi thông tin cũ kĩ và lạc hậu dần chìm vào quá khứ. Thế giới luôn luôn chuyển động, phát triển và nghành viễn thông, công nghệ thông tin cũng vậy. Trước nhu cầu ngày càng tăng về tính đa dạng và chất lượng dịch vụ của người dùng, mạng thế hệ sau NGN đang là xu hướng phát triển của viễn thông trên thế giới. Trong cấu trúc NGN, mạng truyền tải lưu lượng là khâu quan trọng nhất có nhiệm vụ truyền thông suốt lưu lượng lớn trên mạng, trong đó mạng truyền dẫn được xem là huyết mạch chính. Mạng truyền tải quang với công nghệ ghép kênh quang WDM có những ưu điểm vượt trội được xem là ứng cử quan trọng nhất làm nền tảng cho mạng NGN. Trên thực tế, công nghệ ghép kênh quang WDM được đánh giá là một công nghệ đã chín muồi và có nhiều tiến bộ trong thiết kế mạng viễn thông. Công nghệ WDM đã và đang cung cấp cho mạng lưới khả năng truyền dẫn cao trên băng tần lớn sợi đơn mode, nhiều kênh quang truyền đồng thời trên một sợi, trong đó mỗi kênh tương đương một hệ thống truyền dẫn độc lập với tốc độ cao nhiều Gb/s. Để đáp ứng nhu cầu dung lượng ngày càng tăng hiện nay, xu hướng của các hệ thống thông tin quang là hướng tới tốc độ và khoảng cách không lặp lớn hơn, cũng như tăng số lượng kênh bước sóng trên một sợi quang. Tuy nhiên khi tiến đến các giới hạn lớn về tốc độ như vậy thì một số đặc tính của môi trường truyền dẫn trở nên càng quan trọng. Hạn chế do suy hao gây ra không còn là vấn đề với các hệ thống truyền dẫn WDM với sự xuất hiện của các bộ khuếch đại EDFA nhưng các hiệu ứng phi tuyến trong môi trường sợi quang vẫn là một vấn đề lớn thách thức các nhà thiết kế. Trong đó, điều chế pha chéo XPM là hiệu ứng phi tuyến có ảnh hưởng lớn nhất đến chất lượng hệ thống WDM. Đồ án tốt nghiệp của em tập trung tìm hiểu về những hạn chế mà XPM gây ra đối với một hệ thống truyền dẫn WDM tổng quát, bao gồm ba chương chính: Chương I. Tổng quan về hệ thống truyền dẫn WDM Chương II. Điều chế pha chéo XPM Chương III. Ảnh hưởng của XPM lên chất lượng hệ thống WDM Do thời gian làm đồ án có hạn và kiến thức còn hạn hẹp nên chắc chắn đồ án còn nhiều thiếu sót và cần bổ sung. Do vậy em rất mong các thầy cô chỉ bảo và bổ sung thêm, các bạn đọc quan tâm đến vấn đề này đóng góp ý kiến để báo cáo này hoàn thiện hơn. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô giáo hướng dẫn – Ths. Nguyễn Thị Thu Nga, người đã hết sức tận tình chỉ bảo, bổ sung kiến thức cho em, giúp em hoàn thành tốt đồ án theo. Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn thông tin quang, các thầy cô trong Khoa Viến thông I đã hết sức tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian làm đồ án. Hà Nội, ngày 12 tháng 11 năm 2008 Sinh viên Lê Bật Thắng CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN WDM 1.1 Nguyên lý cơ bản về WDM 1.1.1 WDM là gì? WDM là từ viết tắt của Wavelength Division Multiplexing – ghép kênh phân chia theo bước sóng. Theo lý thuyết thì sợi quang có độ rộng băng tần cực lớn (khoảng 25 THz) trong dải tần suy hao thấp 1550 nm; băng tần này rộng gấp 1000 lần so với độ rộng của băng tần radio trên trái đất. Tuy nhiên tốc độ dữ liệu đạt được mới chỉ đến hàng chục Gb/s vì tốc độ truy cập mạng của một thiết bị đầu cuối còn bị giới hạn bởi tốc độ đáp ứng của mạch điện tử. Sự chênh lệch giữa băng tần điện và băng tần quang gây ra hiện tượng nút cổ chai, do đó không thể tận dụng hết băng tần khổng lồ này . Các bước đột phá mới đây (dung lượng cỡ Tb/s) là kết quả của sự kết hợp giữa WDM và EDFA. Khái niệm về WDM cũng tương tự như FDM, các tín hiệu mang tin khác nhau điều chế các tín hiệu quang tại các bước sóng khác nhau và kết hợp rồi truyền đi trên một sợi quang. Lăng kính và cách tử nhiễu xạ được dùng để kết hợp (ghép) hoặc phân chia (tách) các tín hiệu có màu (bước sóng ) khác nhau. Nguyên lý ghép WDM như sau: Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý ghép kênh theo bước sóng Các tín hiệu quang được phát trên các bước sóng khác nhau l1, l2, ..., lN sẽ được ghép vào cùng một sợi dẫn quang nhờ bộ ghép (MUX – Multiplexer). Các bộ ghép phải đảm bảo có suy hao nhỏ. Tín hiệu sau khi ghép được truyền trên sợi quang tới đầu thu. Phía thu thực hiện tách các luồng tín hiệu qua bộ giải ghép DEMUX sau đó các bộ tách sóng quang sẽ nhận lại các luồng tín hiệu từ các bước sóng riêng rẽ. 1.1.2 Sơ đồ tổng quát hệ thống WDM Ta xem xét hai sơ đồ truyền dẫn WDM: hệ thống truyền dẫn quang ghép bước sóng đơn hướng và hệ thống truyền dẫn quang ghép bước sóng song hướng. Sơ đồ hệ thống hai sợi thể hiện trong hình 1.2. Tại mỗi bộ phát, tín hiệu điện của từng kênh được điều biến với một sóng mang quang có độ rộng phổ rất hẹp. Bộ ghép OMUX thực hiện ghép các tín hiệu này rồi truyền trên một sợi quang duy nhất đến đầu thu. Tín hiệu trên đường truyền được khuếch đại nhờ bộ khuếch đại quang. Bộ ghép phải có suy hao nhỏ để đảm bảo tín hiệu đến đầu ra còn đủ lớn. Giữa các kênh có khoảng bảo vệ để tránh xuyên nhiễu. Tại phía thu, ODMUX thực hiện tách các tín hiệu có bước sóng khác nhau thành các kênh riêng rẽ rồi đưa đến một máy thu. Trên mỗi sợi quang, tín hiệu phát tại một đầu và thu tại một đầu, mang tính đơn hướng. Ngoài hệ thống truyền dẫn ghép bước sóng sử dụng hai sợi còn có sơ đồ ghép sử dụng một sợi như trong hình 1.3. Các sóng mang có bước sóng l1…lN được điều biến bởi các tín hiệu điện từ N kênh và phát theo một hướng. Các sóng mang có bước sóng lN+1…l2N cũng được điều biến bởi tín hiệu điện từ N kênh và phát theo hướng ngược lại. Phương pháp này đòi hỏi các bộ khuếch đại quang phải có khả năng khuếch đại trên cả hai chiều và yêu cầu nghiêm ngặt về độ rộng phổ của từng kênh và chất lượng của bộ tách kênh. Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống WDM sử dụng hai sợi Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống WDM sử dụng một sợi 1.1.3 WDM và DWDM Các hệ thống WDM được chia thành hai loại: WDM thông thường và DWDM (Dense WDM – ghép mật độ cao). Các hệ thống có trên 8 bước sóng tích cực trên một sợi quang thường được coi là DWDM còn các hệ thống có ít hơn 8 bước sóng tích cực trên một sợi quang được coi là WDM thông thường. WDM theo chuẩn của ITU về thuật ngữ có nghĩa là hai (hoặc nhiều hơn) tín hiệu ghép trên cùng một sợi quang, trong đó một tín hiệu trong dải 1550 nm và một tín hiệu trong dải 1310 nm. Mới đây, ITU đã chuẩn hoá hệ thống có khoảng cách kênh 20 nm để sử dụng cho WDM, dùng các bước sóng giữa 1310 nm và 1610 nm. Nhiều bước sóng WDM dưới 1470 nm được coi là không thể sử dụng với sợi quang theo khuyến nghị G.652 do có suy hao lớn trong dải 1310-1470 nm. Những sợi quang mới theo các khuyến nghị G.652. C và G.652.D đã gần như loại bỏ được một số đỉnh suy hao và cho phép hoạt động trên toàn bộ 20 kênh WDM của ITU trong các mạng nội thị. Đặc điểm chính của WDM theo chuẩn ITU là các tín hiệu chưa có khoảng cách thích hợp cho khuếch đại bằng EDFA. Nguyên nhân là do khoảng cách truyền hạn chế của WDM, chỉ khoảng 60 km với tín hiệu 2,5 Gb/s, chỉ đủ cho các ứng dụng mạng nội thị. Việc giảm các yêu cầu về mặt quang đã kéo theo việc giảm chi phí cho các linh kiện WDM, xấp xỉ chi phí cho các linh kiện không WDM. WDM cũng được sử dụng cho các mạng cáp TV, tại đó các bước sóng khác nhau được sử dụng cho các tín hiệu luồng lên và xuống. Trong các hệ thống này, các bước sóng thường được phân chia rộng, chẳng hạn tín hiệu luồng xuống tại 1310 nm trong khi tín hiệu luồng lên tại 1550 nm. DWDM – WDM mật độ cao, chỉ những tín hiệu quang được ghép trong dải 1550 nm, tận dụng được khả năng khuếch đại của EDFA (hiệu quả lớn nhất với các bước sóng từ 1530 – 1560 nm). Một hệ thống DWDM cơ bản có những thành phần chủ yếu như sau: một bộ ghép kênh đầu cuối, bộ khuếch đại EDFA có thể tích hợp vào trong bộ ghép này hoặc tách riêng, một thiết bị đầu cuối quang trung gian, còn gọi là bộ ghép quang xen/rẽ, một bộ tách kênh đầu cuối, kênh giám sát quang. Các bước sóng WDM được đặt trong hệ thống có khoảng cách kênh chính xác là 100GHz (khoảng 0,8 nm), với tần số tham khảo cố định khoảng 190,10 THz (1552,52 nm). Hệ thống chính được đặt bên trong băng tần khuếch đại sợi quang nhưng có thể mở rộng cho các băng tần rộng hơn. Các hệ thống DWDM ngày nay sử dụng khoảng cách kênh 50 GHz hoặc thậm chí là 25 GHz và có thể có đến 160 kênh. Các hệ thống DWDM đắt hơn rất nhiều so với WDM vì các bộ phát laser cần phải ổn định hơn so với WDM thông thường. Các hệ thống DWDM yêu cầu điều khiển nhiệt độ chính xác trong các laser phát để tránh sự “kéo trôi” bước sóng trung tâm rất hẹp. Thêm vào đó, DWDM có xu hướng sử dụng trong các mức cao của hệ thống truyền thông, chẳng hạn như đường trục Internet và do đó được kết hợp với các tốc độ điều chế cao, tuy nhiên thị trường cho các thiết bị DWDM cũng có mức hiệu năng cao, tương ứng với giá thành cao. Nói cách khác, các thiết bị DWDM chỉ cần với số lượng nhỏ. Những đổi mới gần đây trong các hệ thống truyền tải DWDM bao gồm các module thu phát có khả năng điều chỉnh phần mềm, hoạt động với 40 hoặc 80 kênh. 1.2 Các thành phần cơ bản trong hệ thống WDM Ta xét các thành phần cơ bản trong hệ thống truyền dẫn WDM: bộ phát quang, bộ thu quang, bộ lọc quang, các bộ tách/ghép kênh quang, bộ khuếch đại quang và sợi quang. 1.2.1 Bộ phát quang Bộ phát quang là thiết bị tích cực phía phát. Các bộ phát quang hiện nay thường sử dụng nguồn quang là laser phản hồi phân tán DFB (Distributed Feedback laser) và laser phản xạ Bragg phân bố (Distributed Bragg Reflector Laser). Laser sợi quang pha tạp chất hiếm cũng đang được nghiên cứu, ưu điểm của nguồn loại này là phổ hẹp và ổn định tần số cao. Nhìn chung các nguồn quang phải đảm bảo một số yêu cầu như sau: độ chính xác của bước sóng phát, độ rộng đường phổ hẹp, dòng ngưỡng thấp, có khả năng điều chỉnh được bước sóng, tính tuyến tính và nhiễu thấp. Các yêu cầu trên đối với nguồn quang đều nhằm tránh các loại nhiễu, đảm bảo tính ổn định, giảm ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến, tỉ lệ lỗi BER thấp và đảm bảo chất lượng truyền dẫn của hệ thống. Để đáp ứng các yêu cầu trên, nguồn quang sử dụng trong các bộ phát thường là các laser đơn mode. Laser loại này có laser phát mặt (SEL – Surface Emitting Laser) và các cấu trúc có hốc cộng hưởng lựa chọn tần số. Ở cấu trúc laser phát mặt, độ dày vùng tích cực nhỏ hơn 10m và giống như một hốc thẳng đứng ngắn. Bức xạ quang được hướng về phía mặt nhờ các gương 450 hoặc các bộ phản xạ Bragg cấp hai[14]. Bộ phản xạ lựa chọn tần số là các cách tử nhăn, chính là lớp ống dẫn sóng thụ động nằm kề vùng tích cực. Sóng quang lan truyền song song với cách tử. Hoạt động của các laser dựa trên nguyên lý bộ phản xạ cách tử Bragg phân tán. Các laser loại này thể hiện hoạt động mode dọc đơn khá tốt, ít nhạy cảm với nhiệt độ và dòng điều khiển. Trong loại laser phản hồi phân tán, cách tử để chọn bước sóng bao phủ toàn bộ vùng tích cực. Tại một bước sóng cụ thể, các mode phát của laser đặt đối xứng nhau qua bước sóng phản xạ Bragg. Biên độ của các mode phát laser cấp cao hơn giảm một cách đáng kể so với biên độ bậc 0. Mode cấp 1 thường có biên độ giảm hơn 30 dB so với biên độ của mode cấp 0. Cách tử của laser DFB được khắc vào một trong các lớp để tạo ra chiết suất thay đổi theo chu kỳ. Thường tránh khắc cách tử trực tiếp vào lớp tích cực vì nó có thể làm tăng mức độ tái hợp không bức xạ. Về mặt lý thuyết, laser DFB có lớp chống phản xạ ở hai đầu. Hai mode bậc 0 ở hai bên bước sóng Bragg có hệ số khuếch đại giống nhau và nếu cấu trúc hoàn toàn đối xứng thì hai đỉnh này đồng thời được phát. Như vậy để laser làm việc ở chế độ đơn mode, đặc tính cộng hưởng là không đối xứng. Muốn vậy có thể dịch cách tử đi khoảng 1/4 hoặc đơn giản là sử dụng lớp vỏ phản xạ có hệ số phản xạ cao ở một đầu và đầu kia là lớp chống phản xạ. Đối với laser phản xạ Bragg phân tán, các cách tử được đặt ở các đầu của các lớp tích cực của laser để thay thế cho các gương được dùng trong hốc cộng hưởng Fabry-Perot. Trong laser phản xạ phân tán (DR – Distributed Reflector) gồm có các bộ phản xạ phân tán tích cực và thụ động. Cấu trúc này cải thiện được các đặc tính phát laser của laser DFB và DBR thông thường, hoạt động có hiệu quả cao, công suất đầu ra lớn. Các loại laser này có độ rộng phổ rất hẹp (0,1 – 0,3 nm) và hoạt động rất ổn định. Chúng thường được ổn định nhiệt độ bằng các bộ làm lạnh Peltier có điều khiển. Tuy nhiên cần lưu ý là trong laser DFB phải có ống dẫn sóng suy hao thấp để đạt được độ phản xạ cao, tính chọn lọc mode tốt. Hiệu suất ghép công suất giữa vùng tích cực và thụ động là yếu tố chủ yếu quyết định đến chất lượng của laser. Nhìn chung, trong laser DFB không có yêu cầu ghép công suất giữa vùng tích cực và thụ động nên vật liệu chế tạo dễ dàng hơn laser DBR. Do cấu trúc DFB và DBR khác nhau nên chúng có một số đặc tính khác nhau. Điểm khác biệt quan trọng giữa hai loại laser này là đặc tính phụ thuộc nhiệt độ: khi nhiệt độ tăng trong laser DBR có sự chuyển đổi từ mode này sang mode khác, còn DFB thể hiện đặc tính ổn định trong một dải nhiệt độ rộng. Một bộ phát của một kênh (một bước sóng) thường gồm một laser DFB, sau đó là một bộ điều chế, thường ở bên ngoài máy phát laser, đặc biệt là khi tốc độ điều chế cao. Sự phát triển của các mạch quang tích hợp gần đây đã giảm giá thành của các máy phát, trong đó chip laser, bộ khuếch đại quang được tích hợp trong một gói. Các gói này có thể cho công suất đầu ra là 40 dBm cho dòng kích thích khoảng 40 mA. Ánh sáng từ nguồn quang phải được điều chế với dòng bit mang thông tin cần truyền bằng phương pháp điều biến cường độ. Quá trình điều biến phải có độ tuyến tính cao để tránh sự phát sinh các hài không cần thiết và sự méo dạng tín hiệu do điều biến qua lại, gây nhiễu cho quá trình giải điều chế ở phía thu. Các gói DFB kết hợp với các bộ điều chế trên một chip làm cho cả khối có độ di tần thấp, tốc độ điều chế cao. Tuy nhiên chúng cũng có một số hạn chế như độ rộng phổ hẹp làm cho chúng dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu do sự phản hồi từ các liên kết. 1.2.2 Bộ tách/ghép kênh quang Chức năng bộ tách kênh quang là nhận tín hiệu từ sợi quang – một tia sáng bao gồm nhiều tần số sóng quang khác nhau. Bộ tách kênh quang có nhiệm vụ tách tín hiệu nhận được thành các tín hiệu tại tần số khác nhau. Nhiệm vụ của bộ ghép kênh quang thì ngược lại: nó nhận tín hiệu từ nhiều nguồn khác nhau và kết hợp chúng vào trong một tia sáng để truyền vào sợi quang. Có hai loại thiết bị tách/ghép kênh là thiết bị tách/ghép kênh thụ động và thiết bị tách/ghép kênh tích cực. Thiết bị tách/ghép kênh thụ động hoạt động dựa trên nguyên lý của lăng kính, cách tử nhiễu xạ và các bộ lọc. Các thiết bị tách/ghép kênh tích cực hoạt động dựa trên nguyên tắc kết hợp các thiết bị thụ động với các bộ lọc điều hưởng trong đó mỗi bộ lọc cộng hưởng với một tần số nhất định. Trong phần này ta xem xét một số kỹ thuật tách/ghép kênh quang[1] và các bộ ghép xen/rẽ quang. Một kỹ thuật đơn giản để tách/ghép ánh sáng là sử dụng một lăng kính (hình 1.4). Đặt chùm tia sáng gồm nhiều bước sóng ra khỏi sợi quang tại tiêu điểm một thấu kính hội tụ. Ra khỏi thấu kính sẽ là một chùm sáng trắng song song chiếu vào bề mặt một lăng kính, mỗi bước sóng thành phần khúc xạ theo một góc khác nhau do chiết suất lăng kính phụ thuộc vào bước sóng. Đặt tiếp một thấu kính sau lăng kính, các tia cùng màu khi ra khỏi lăng kính song song với nhau sẽ