Đề tài Bù tán sắc trong hệ thống thông tin quang tốc độ cao

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG I ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài BÙ TÁN SẮC TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG TỐC ĐỘ CAO Sinh viên : Quách Bá Lâm Lớp : Đ2004VT1 GVHD : Lê Thanh Thủy NỘI DUNG ĐỒ ÁN Tổng quan về công nghệ WDM. Một số tham số ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống WDM. Các phương pháp bù tán sắc và ứng dụng bù tán sắc trong hệ thống WDM. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WDM Giới thiệu về WDM Sự phát triển của công nghệ WDM Các chức năng chính của hệ thống WDM Cấu hình mạng WDM Cấu hình điểm – điểm Cấu hình vòng Ring Cấu hình Mesh MỘT SỐ THAM SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG WDM Tán sắc Tán sắc vật liệu Tán sắc dẫn sóng Tán sắc bậc cao Tán sắc mode phân cực PMD Các hiệu ứng phi tuyến Hiệu ứng tự điều chế pha SPM Hiệu ứng điều chế xuyên pha XPM Hiệu ứng trộn bốn sóng FWM Hiệu ứng tán xạ Raman SRS Hiệu ứng tán xạ Brillouin SBS CÁC PHƯƠNG PHÁP BÙ TÁN SẮC VÀ ỨNG DỤNG BÙ TÁN SẮC TRONG HỆ THỐNG WDM Mô hình bù trước Kỹ thuật bù sau Sợi bù tán sắc Bộ lọc quang Cách tử Bragg sợi Kết hợp pha quang Bù tán sắc ở các hệ thống sóng ánh sáng đường dài Bù tán sắc ở các hệ thống dung lượng lớn BÙ TÁN SẮC SỬ DỤNG CÁC MÔ HÌNH BÙ TRƯỚC Kỹ thuật dịch tần trước. Các kỹ thuật mã hóa mới: Phương pháp truyền dẫn hỗ trợ tán sắc. Phương pháp mã hóa nhị phân kép. BÙ TÁN SẮC SỬ DỤNG CÁC MÔ HÌNH BÙ TRƯỚC Các kỹ thuật dịch tần trước phi tuyến Sử dụng bộ khuếch đại SOA. Sử dụng môi trường phi tuyến. BÙ TÁN SẮC SỬ DỤNG CÁC KỸ THUẬT BÙ SAU Áp dụng các kỹ thuật điện để bù GVD trong máy thu nếu sợi đóng vai trò là một hệ tuyến tính. Sử dụng máy thu Heterođin để tách tín hiệu. Ứng dụng bù tán sắc trong các hệ thống sóng ánh sáng Coherent. Sử dụng bộ cân bằng tán sắc điện cho máy thu tách sóng trực tiếp áp dụng các kỹ thuật cân bằng phi tuyến để phục hồi các tín hiệu bị suy yếu. Sử dụng kỹ thuật cân bằng quang điện dựa trên cơ chế lọc ngang. BÙ TÁN SẮC SỬ DỤNG CÁC SỢI BÙ TÁN SẮC Sợi bù tán sắc DCF hỗ trợ thực hiện các hệ thống mạng toàn quang. Có hai cách thức cơ bản để thiết kế các DCF: DCF hỗ trợ một mode đơn DCF hỗ trợ hai mode. BÙ TÁN SẮC SỬ DỤNG CÁC BỘ LỌC QUANG Các bộ giao thoa được ứng dụng như một bộ lọc quang. Bộ giao thoa Gires–Tournois. Bộ giao thoa Mach–Zehnder. BÙ TÁN SẮC SỬ DỤNG CÁC CÁCH TỬ SỢI Cách tử chu kỳ đều chỉ có một bước sóng phản xạ (bước sóng Bragg): λB = 2ňΛ. BÙ TÁN SẮC SỬ DỤNG CÁC CÁCH TỬ SỢI Cách tử sợi dịch tần có bước sóng Bragg: λB = 2ňΛ biến thiên theo chiều dài cách tử và có tán sắc: Dg = 2ň/c(Δλ). Bộ nối mode dịch tần được thiết kế theo nguyên lý ghép cộng hưởng phân bố dịch tần. Bộ ghép hai mode dịch tần. Sợi hai nõi. BÙ TÁN SẮC SỬ DỤNG KẾT HỢP PHA QUANG Nguyên lý: tạo sự kết hợp pha ở tâm điểm đường truyền sợi trong đó miền kết hợp pha lan truyền với tham số β2 có dấu đối xứng. Kỹ thuật kết hợp pha quang OPC có thể bù đồng thời cả GVD và SPM nếu sợi không bị suy hao. Kỹ thuật OPC sử dụng FWM để tạo ra tín hiệu kết hợp pha bằng cách bơm tần số ωp có độ lệch không đáng kể so với tần số tín hiệu ωs. BÙ TÁN SẮC Ở CÁC HỆ THỐNG SÓNG ÁNH SÁNG ĐƯỜNG DÀI Sử dụng kỹ thuật quản lý tán sắc theo chu kỳ. Tán sắc trung bình: Ď = (D1L1 +D2L2)/Lm. BÙ TÁN SẮC Ở CÁC HỆ THỐNG DUNG LƯỢNG LỚN Bù tán sắc băng rộng Sử dụng các cách tử sợi quang. Sử dụng bộ lọc Fabry–Perot. Sử dụng DCF có hệ số góc tán sắc âm. Bù tán sắc điều hướng BÙ TÁN SẮC Ở CÁC HỆ THỐNG DUNG LƯỢNG LỚN Quản lý tán sắc bậc cao Sử dụng DCF có hệ số góc tán sắc âm. Sử dụng bộ lọc quang. Sử dụng cách tử sợi dịch tần. Bù tán sắc mode phân cực PMD Sử dụng cách tử sợi dịch tần lưỡng chiết. Sử dụng bộ bù PMD điện. Sử dụng bộ bù PMD quang. KẾT LUẬN Qua quá trình nghiên cứu, đồ án đã đi sâu tìm hiểu được những nội dung chính sau: Giới thiệu tổng quan về công nghệ WDM và quá trình phát triển của công nghệ WDM. Trình bày hai tham số chính ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống WDM đó là tán sắc và các hiệu ứng phi tuyến. Đưa ra và phân tích các phương pháp bù tán sắc và ứng dụng bù tán sắc trong các hệ thống sóng ánh sáng đường dài và các hệ thống dung lượng lớn. EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN !