Tiểu luận Thiết bị ghép kênh quang mật độ cao theo bước sóng 1626LM

Bước vào thiên niên kỷ mới, chúng ta đã chứng kiến nhiều sự thay đổi quan trọng trong nền công nghiệp viễn thông có ảnh hưởng to lớn đến cuộc sống của chúng ta. Trong đó sự tăng liên tục về dung lượng mạng do sự phát triển nhanh chóng của Internet, nhu cầu kinh doanh của các công ty đòi hỏi các mạng tốc độ cao để kết nối các văn phòng và việc phục vụ các yêu cầu của khách hàng, và nhu cầu truyền hình độ nét cao. Để đáp ứng nhu cầu truyền tải đa dịch vụ với tốc độ cao, băng thông rộng hệ thống thông tin quang được đưa vào khai thác vì những ưu thế vượt trội về tốc độ cũng như băng thông của hệ thống. Hệ thống thông tin quang (chính xác là hệ thống thông tin sợi quang) là hệ thống thông tin mà người ta sử dụng sóng điện từ trong dải sóng ánh sáng nhìn thấy và dải hồng ngoại, tử ngoại để truyền thông tin trên những khoảng cách xa. Có nghĩa là hệ thống thông tin quang hoạt động ở băng tần cỡ hàng trăm THz, cho nên (theo lý thuyết) có thể nói là băng tần của hệ thống thông tin quang là vô cùng lớn. Vì giới hạn thiết bị điện tử hiện nay chỉ đáp ứng được tần số hoạt động khoảng vài trăm GHz, vì vậy để khai thác tốt dung lượng của sợi quang người ta phải thực hiện việc ghép kênh theo bước sóng trong hệ thống thông tin quang. Bởi trong hệ thống ghép kênh theo bước sóng WDM việc tách và ghép kênh không cần phải thông qua quán trình biến đổi quang điện và ngược lại.

doc53 trang | Chia sẻ: tuandn | Lượt xem: 2581 | Lượt tải: 5download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tiểu luận Thiết bị ghép kênh quang mật độ cao theo bước sóng 1626LM, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG 1. LÝ THUYẾT CHUNG VỀ THÔNG TIN QUANG VÀ WDM 4 I. THÔNG TIN QUANG, SỢI QUANG VÀ CÁP QUANG 4 1. Giới thiệu chung về thông tin quang 4 2. Ưu nhược điểm của hệ thống thông tin quang 5 3. Cấu tạo và đặc điểm các loại sợi quang 6 4. Các loại cáp quang 8 5. Các cửa sổ quang 11 II. LÝ THUYẾT DWDM 12 1. Nguyên lý ghép kênh theo bước sóng WDM 12 a. Nguyên lý 12 b. Tham số cơ bản 14 2. Lý thuyết DWDM 16 a. Các hiệu ứng khi truyền ánh sáng trên sợi quang 16 b, Hệ thống DWDM 18 c, Phân bố bước sóng của ITU: 24 CHƯƠNG 2. THIẾT BỊ GHÉP BƯỚC SÓNG CỦA ALCATEL - LUCENT 26 I. THIẾT BỊ GHÉP BƯỚC SÓNG 1626LM CỦA ALCATEL-LUCENT 26 1. Cấu trúc hệ thống 26 a, Bộ phát đáp 26 b, Bộ ghép tách Mux/Demux 26 c, Các bộ khuếch đại quang 26 2. Các dạng cấu hình cơ bản 27 a, Cấu hình đầu cuối đường dây 27 b, Bộ lặp đường dây (Line Repeater) 28 c, R-OADM (Optical Reconfigurable Add&Drop Multiplexer) 28 d, T-OADM cấp 2 (Optical Tunable Add & Drop Multiplexer - Degree 2) 29 e, Cấu hình T-OADM Cấp 3 (Optical Tunable Add & Drop Multiplexer –Degree 3 or Y node) 30 f, Cấu hình OADM OR (Optical Add & Drop Multiplexer & repeater) 31 CHƯƠNG 3.CÁC THIẾT BỊ ĐO KIỂM TRA 33 I. MÁY ĐO WDM MTS8000 33 1. Thân máy 33 2. Phân tích phổ OSA 35 3. Đo tán sắc mode phân cực PMD 39 4. Đo tán sắc bước sóng CD 47 MỞ ĐẦU Bước vào thiên niên kỷ mới, chúng ta đã chứng kiến nhiều sự thay đổi quan trọng trong nền công nghiệp viễn thông có ảnh hưởng to lớn đến cuộc sống của chúng ta. Trong đó sự tăng liên tục về dung lượng mạng do sự phát triển nhanh chóng của Internet, nhu cầu kinh doanh của các công ty đòi hỏi các mạng tốc độ cao để kết nối các văn phòng và việc phục vụ các yêu cầu của khách hàng, và nhu cầu truyền hình độ nét cao. Để đáp ứng nhu cầu truyền tải đa dịch vụ với tốc độ cao, băng thông rộng hệ thống thông tin quang được đưa vào khai thác vì những ưu thế vượt trội về tốc độ cũng như băng thông của hệ thống. Hệ thống thông tin quang (chính xác là hệ thống thông tin sợi quang) là hệ thống thông tin mà người ta sử dụng sóng điện từ trong dải sóng ánh sáng nhìn thấy và dải hồng ngoại, tử ngoại để truyền thông tin trên những khoảng cách xa. Có nghĩa là hệ thống thông tin quang hoạt động ở băng tần cỡ hàng trăm THz, cho nên (theo lý thuyết) có thể nói là băng tần của hệ thống thông tin quang là vô cùng lớn. Vì giới hạn thiết bị điện tử hiện nay chỉ đáp ứng được tần số hoạt động khoảng vài trăm GHz, vì vậy để khai thác tốt dung lượng của sợi quang người ta phải thực hiện việc ghép kênh theo bước sóng trong hệ thống thông tin quang. Bởi trong hệ thống ghép kênh theo bước sóng WDM việc tách và ghép kênh không cần phải thông qua quán trình biến đổi quang điện và ngược lại. Trong tiểu luận này chúng tôi tập trung nghiên cứu về thiết bị ghép kênh theo bước sóng 1626LM của ALCALTEL là thiết bị đang được triển khai trong hệ thống thông tin QB của quân đội. CHƯƠNG 1. LÝ THUYẾT CHUNG VỀ THÔNG TIN QUANG VÀ WDM I. THÔNG TIN QUANG, SỢI QUANG VÀ CÁP QUANG 1. Giới thiệu chung về thông tin quang Hệ thống thông tin quang (chính xác phải gọi là hệ thống thông tin sợi quang) là hệ thống thông tin mà người ta sử dụng sóng điện từ trong dải sóng ánh sáng nhìn thấy và dải hồng ngoại, tử ngoại để truyền thông tin trên những khoảng cách xa. Có nghĩa là hệ thống thông tin quang hoạt động ở băng tần cỡ hàng trăm THz, cho nên (theo lý thuyết) có thể nói là băng tần của hệ thống thông tin quang gần như tới vô hạn. Trong khoảng 20 năm trở lại đây cùng với sự tiến bộ vượt bậc của công nghệ điện tử viễn thông , thì công nghệ quang sợi và thông tin quang cũng đã có nhiều bước tiến: Chế tạo được sợi quang có suy hao nhỏ (cỡ 0.154dB/Km ở bước sóng 1550nm), xuất hiện nguồn quang và bộ thu quang với những ưu điểm vượt trội… Các hệ thống thông tin sợi quang đã, đang dần chiếm lĩnh nhiều mặt trong lĩnh vực thông tin.Các thành phần chính của tuyến bao gồm có thiết bị phát quang còn gọi là bộ phát quang , cáp sợi quang, và thiết bị thu quang hay bộ thu quang. Thiết bị thu quang được cấu tạo từ nguồn phát quang và các mạch điều khiển liên kết với nhau. Cáp sợi quang được chế tạo từ thuỷ tinh và chất dẻo trong suốt, thường có suy hao nhỏ hoặc trung bình. Thiết bị thu quang được cấu tạo từ bộ tách sóng quang và các mạch khuyếch đại, tái tạo tín hiệu hợp thành. Ngoài các thành phần chủ yếu này, các tuyến thông tin quang còn có các bộ nối ghép quang (connector), các mối hàn, các bộ chia quang, các trạm lặp, có thể có thêm (với các hệ thống hiện đại, cự ly xa) các bộ khuyếch đại quang, thiết bị bù tán sắc, và các trạm xen rẽ kênh. Tóm lược sơ đồ các thành phần chính của tuyến truyền dẫn cáp sợi quang như sau:  Hình 1.10 Hệ thống thông tin quang 2. Ưu nhược điểm của hệ thống thông tin quang - Kích thước và trọng lượng nhỏ - Không bị nhiễu - Không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ (EMI) hay nhiễu vô tuyến (RFI) và nó không tạo ra bất kỳ nhiễu nội tại nào. Tính cách điện - Không chịu ảnh hưởng nhiễu do các dòng điện chạy vòng trong đất hay ảnh hưởng nguy hiểm do sấm sét thường thấy trên các đường truyền bằng kim loại trước đây. Tính bảo mật - Một sợi quang không thể bị trích để lấy trộm thông tin bằng các phương tiện điện thông thường (như sự dẫn điện trên bề mặt hay cảm ứng điện từ). Thậm chí nếu có trích vào được sợi quang đó thì cũng rất dễ bị phát hiện nhờ các phương tiện kiểm tra tại trạm đầu cuối. Độ tin cậy cao và dễ bảo dưỡng - Sợi quang là một phương tiện truyền dẫn đồng nhất và không gây ra hiện tượng pha đinh. Các tuyến cáp quang được thiết kế thích hợp có thể chịu đựng được những điều kiện khắc nghiệt về nhiệt độ, độ ẩm, thậm chí có thể hoạt động trong nước. - Sợi quang có tuổi thọ cao, ước tính trên 30 năm đối với một số cáp. Yêu cầu về bảo dưỡng cho một hệ thống cáp quang là ít hơn so với hệ thống thông thường do ít trạm trung gian. - Không chịu ảnh hưởng bởi hiện tượng ngắn mạch, sự tăng đột ngột của điện áp nguồn . Tính mềm dẻo - Các hệ thống thông tin quang đều rất thích hợp cho hầu hết các ứng dụng như truyền thoại, truyền số liệu hay truyền hình,… - Các hệ thống này đều tương thích với các chuẩn RS-232, RS-422, V-35, Ethernet, Arcnet, FDDI, T1, T2, T3, SONET, SDH. Tính mở - Các hệ thống sợi quang được thiết kế thích hợp có thể dễ dàng mở rộng khi cần thiết. Ít trạm trung gian - Công nghệ ngày nay cho phép thực hiện đường truyền cáp quang dài trên 70km trước khi cần tái sinh tín hiệu, khoảng cách này còn có thể tăng đến 150km nhờ sử dụng các bộ khuếch đại laser (trong hệ thống cáp đồng, thường vài kilomet lại phải có một trạm trung gian). Cần bộ biến đổi điện quang Đường truyền cần thẳng - Cáp quang cần có đường đi thẳng. Cáp có thể được chôn trực tiếp, đặt trong ống hoặc treo theo một đường thẳng (Trong trường hợp tuyến cáp quang phải lắp đặt cong, phải bảo đảm bán kính cong không nhỏ hơn bán kính cong cho phép: 20 lần đường kính ngoài sợi cáp khi thi công và 10 lần đường kính ngoài sợi cáp khi lắp đặt xong). Kỹ thuật lắp đặt đặc biệt - Do sợi quang thường làm bằng thuỷ tinh Silic nên không thể dùng các phương tiện thông thường giống như các phương tiện của cáp đồng. Các kỹ thuật viên phải qua đào tạo trớc khi tiếp xúc và làm việc trên hệ thống thông tin quang. Vấn đề sửa chữa - Không dễ dàng sửa chữa khi các đường cáp quang bị hỏng. - Các quy trình sửa chữa đòi hỏi cần có kỹ thuật viên có kỹ năng tốt cùng các thiết bị chuyên dùng thích hợp. 3. Cấu tạo và đặc điểm các loại sợi quang  Hình 1.11 Cấu tạo sợi quang a, Mode sợi quang - Sợi đa mode MM (multi modes) - Sợi truyền đợc nhiều hơn một mode ánh sáng. - Sợi đa mode thương đợc sử dụng trong trờng hợp truyền dẫn ở cự ly ngắn (nhỏ hơn vài km). - Có hai loại sợi đa mode: sợi chiết suất bậc SI (step-index) và sợi chiết suất biến đổi đều GI (graded-index). Chúng khác nhau về tương quan chiết suất giữa lõi và lớp vỏ. Sợi đơn mode SM - Là sợi quang chỉ truyền lan một mode ánh sáng. - Lõi của sợi đơn mode thờng có đờng kính 8 - 10(m. - Đường kính lõi sợi quang trên đờng 500KV Bắc-Nam là 9(m.  Bảng 1.7 Những tính chất của 5 loại sợi quang  b, Tiêu hao sợi quang Tiêu hao do bị uốn cong - Tiêu hao uốn cong xảy ra tại tất cả các đoạn cong của sợi quang do sự thay đổi góc tới tại mặt phân cách giữa vỏ và lõi sợi quang. - Tiêu hao này được gọi là tiêu hao vi cong (micro-bending loss), nó có thể được tích luỹ thành một lượng đáng kể khi truyền dẫn ở cự ly lớn. Tiêu hao do mối hàn - Xảy ra tại tất cả các mối hàn, những mối hàn cơ khí luôn có tiêu hao lớn nhất (thường từ 0,2 đến trên 1,0dB tuỳ loại) - Các mối hàn nóng chảy có tiêu hao nhỏ hơn (thờng nhỏ hơn 0,2dB, với thiết bị hàn tốt có thể đạt đến 0,07dB) Tiêu hao do mối nối - Tiêu hao do các bộ nối sợi quang thường từ 0,3 đến trên 1,5dB và phụ thuộc rất nhiều vào kiểu bộ nối sử dụng Tiêu hao cố hữu của sợi quang - Trong sợi quang không tinh khiết của thuỷ tinh và sự hấp thụ ánh sáng ở mức phân tử và không thể loại trừ được trong quá trình sản xuất. Tiêu hao do sản xuất - Những bất thường trong quá trình sản xuất sợi quang có thể dẫn đến tiêu hao quang. - Nếu đường kính lõi bị thay đổi 0,1% thì có thể làm tiêu hao của sợi tăng đến 10dB/km. Tiêu hao do phản xạ fresnel - Xảy ra tại mặt phân cách giữa hai môi trường có chiết suất khác nhau làm cho một phần tia sáng tới bị phản xạ trở lại môi trường thứ nhất. Các bộ nối với ký hiệu "PC" (Physical Contact) được thiết kế để tối thiểu hoá sự phản xạ này. 4. Các loại cáp quang Cấu tạo cáp quang - Lớp vỏ, dùng các loại vật liệu sau: - Polyethylen (PE) - Polyvinyl chloride (PVC) - Polyurethane - Polyflorinated hydrocarbons (fluoropolymers) - Lớp áo thép - Dây bóc cáp - Thành phần gia cường trung tâm - Chất nhồi khe  Hình 1.12 Cấu tạo cáp sợi quang Cáp ống lỏng - Gồm một số ống chứa các sợi quang bao quanh thành phần gia cường ở tâm cáp và lớp áo bảo vệ bọc toàn bộ bên ngoài. - Mỗi ống trong cáp đều có màu hoặc được đánh số, đồng thời mỗi sợi quang trong ống cũng có màu để dễ phân biệt.  Hình 1.13 Cáp ống lỏng Cáp đệm chặt - Cáp đệm chặt chứa một số sợi quang, từng sợi được đệm chặt và đặt xung quanh thành phần gia cường đặt tại tâm cáp, toàn bộ bên ngoài có một lớp áo bảo vệ. - Phần đệm sợi quang là một vỏ nhựa có đường kính 900(m bao quanh lớp vỏ bọc bảo vệ sợi quang có đường kính 250(m.  Hình 1.14 Cáp đệm chặt Cáp treo - Cáp treo là cáp ống lỏng được gắn thêm một dây treo (dây rường). Dây treo bằng thép có khả năng chịu kéo tốt và có đờng kính khoảng 1/4 đến 5/8 inch (1 inch = 2,54 cm).  Hình 1.15 Cáp treo Cáp bọc thép - Cáp bọc thép có một lớp bọc bằng thép đặt bên trong lớp áo polyethylen. Nó bảo vệ cáp chống lại lực nén và ăn mòn, thờng được sử dụng cho các tuyến cáp được chôn trực tiếp dưới đất hoặc trong các môi trường khắc nghiệt.  Hình 1.16 Cáp bọc thép Các loại cáp khác Cáp treo tự đỡ - Thuộc loại cáp treo nhưng không cần dây đỡ. Những chiếc kẹp đặc biệt dùng để gĩư cáp trực tiếp vào các cột. Cáp thả nước - Cáp thả nước thường là cáp biển, dùng trong các hệ thống thông tin xuyên đại dương, từ nước này sang nước khác hoặc từ đất liền ra các đảo xa, ra giàn khoan. Cáp quang dây đất (OPGW) - Cáp dây đất có các sợi quang đợc đặt trong một ống tại tâm cáp. Những sợi quang này được bảo vệ hoàn toàn và được bao quanh bằng các dây đất loại lớn. Cáp loại này dành riêng cho ngành điện lực sử dụng để thông tin trên các đường dây cao thế. Cáp lai - Cáp lai là loại cáp chứa cả sợi quang và cả dây dẫn kim loại. 5. Các cửa sổ quang Trước hết cơ thể nhận thấy một điều là thực tế thì sợi quang không phải hoàn toàn “trong suốt”, và vì vậy không phù hợp để truyền dẫn ở tất cả các bước sóng mà chỉ thích hợp trong một vài cửa sổ nào đó. Để đưa ra được các cửa sổ này người ta căn cứ vào một số các hiệu ứng: - Thứ nhất là hiện tượng suy hao sóng ánh sáng trong sợi quang. - Thứ hai là hiện tượng tán sắc ánh sáng. - Thứ ba là các hiệu ứng phi tuyến. Do đó chúng ta cần tìm một cửa sổ truyền tối ưu, với sự suy hao là nhỏ nhất cho từng dạng vật chất thường sản xuất sợi quang. Ngoài ra những kỹ thuật đã sử dụng có thể làm cho sợi quang có những bước sóng mà có suy hao lớn , ví dụ như ở bước sóng 1400nm, còn được gọi là đỉnh nước, do có sự xuất hiện của Ion OH- do sự có mặt của nước do công nghệ chế tạo sợi quang. Về phương diện lịch sử thì cửa sổ đã được sử dụng sớm nhất để truyền dẫn là ở khoảng 850nm, nhưng ngày nay chỉ sử dụng cho cáp mạng LAN do có suy hao quá lớn nhưng giá thành lại khá rẻ. Ngày nay thì người ta thường sử dụng cửa sổ thứ hai (xung quanh 1310nm), thứ ba (từ 1530 tới 1565 – còn gọi là băng thông thường, C_Band), cửa sổ thứ tư (từ 1565 đến 1620nm – băng dài hay L_Band). Gần đây do các công nghệ chế tạo sợi quang có những tiến bộ vượt bậc, nên ngay cả ở bước sóng nằm giữa 1485 đến 1525nm (S_Band) đang dần dần được đưa vào sử dụng. Hiện nay thì kỹ thuật DWDM chỉ giới hạn sử dụng ở cửa sổ thứ ba, và thứ tư.  Hình 1.17 Các cửa sổ quang và giá trị suy hao trung bình II. LÝ THUYẾT DWDM 1. Nguyên lý ghép kênh theo bước sóng WDM a. Nguyên lý Đặc điểm nổi bật của hệ thống ghép kênh theo bước sóng quang (WDM) là tận dụng hữu hiệu nguồn tài nguyên băng rộng trong khu vực tổn hao thấp của sợi quang đơn mode, nâng cao rõ rệt dung lượng truyền dẫn của hệ thống đồng thời hạ giá thành của kênh dịch vụ xuống mức thấp nhất. ở đây việc thực hiện ghép kênh sẽ không có quá trình biến đổi điện nào. Mục tiêu của ghép kênh quang là nhằm để tăng dung lượng truyền dẫn. Ngoài ý nghĩa đó việc ghép kênh quang còn tạo ra khả năng xây dựng các tuyến thông tin quang có tốc độ rất cao. Khi tốc độ đường truyền đạt tới một mức độ nào đó người ta đã thấy được những hạn chế của các mạch điện trong việc nâng cao tốc độ truyền dẫn. Khi tốc độ đạt tới hàng trăm Gbit/s, bản thân các mạch điện tử sẽ không thể đảm bảo đáp ứng được xung tín hiệu cực kỳ hẹp; thêm vào đó, chi phí cho các giải pháp trở nên tốn kém và cơ cấu hoạt động quá phức tạp đòi hỏi công nghệ rất cao. Kỹ thuật ghép kênh quang theo bước sóng ra đời đã khắc phục được những hạn chế trên. Hệ thống WDM dựa trên cơ sở tiềm năng băng tần của sợi quang để mang đi nhiều bước sóng ánh sáng khác nhau, điều thiết yếu là việc truyền đồng thời nhiều bước sóng cùng một lúc này không gây nhiễu lẫn nhau. Mỗi bước sóng đại diện cho một kênh quang trong sợi quang. Công nghệ WDM phát triển theo xu hướng mà sự riêng rẽ bước sóng của kênh có thể là một phần rất nhỏ của 1 nm hay 10-9 m, điều này dẫn đến các hệ thống ghép kênh theo bước sóng mật độ cao (DWDM). Các thành phần thiết bị trước kia chỉ có khả năng xử lý từ 4 đến 16 kênh, mỗi kênh hỗ trợ luồng dữ liệu đồng bộ tốc độ 2,5 Gbit/s cho tín hiệu mạng quang phân cấp số đồng bộ (SDH/SONET). Các nhà cung cấp DWDM đã sớm phát triển các thiết bị nhằm hỗ trợ cho việc truyền nhiều hơn các kênh quang. Các hệ thống với hàng trăm kênh giờ đây đã sẵn sàng được đưa vào sử dụng, cung cấp một tốc độ dữ liệu kết hợp hàng trăm Gbit/s và tiến tới đạt tốc độ Tbit/s truyền trên một sợi đơn. Có hai hình thức cấu thành hệ thống WDM đó là: Truyền dẫn hai chiều trên hai sợi: Hệ thống WDM truyền dẫn hai chiều trên hai sợi là: tất cả kênh quang cùng trên một sợi quang truyền dẫn theo cùng một chiều (như hình 1.3), ở đầu phát các tín hiệu có bước sóng quang khác nhau và đã được điều chế λ1, λ2, ....,λn, thông qua bộ ghép kênh tổ hợp lại với nhau, và truyền dẫn một chiều trên một sợi quang. Vì các tín hiệu được mang thông qua các bước sóng khác nhau, do đó sẽ không lẫn lộn. ở đầu thu, bộ tách kênh quang tách các tín hiệu có bước sóng khác nhau, hoàn thành truyền dẫn tín hiệu quang nhiều kênh. ở chiều ngược lại truyền dẫn qua một sợi quang khác, nguyên lý giống như trên.  Hình 1.18 Sơ đồ truyền dẫn hai chiều trên hai sợi quang Truyền dẫn hai chiều trên một sợi: Hệ thống WDM truyền dẫn hai chiều trên một sợi là: ở hướng đi, các kênh quang tương ứng với các bước sóng (1, (2, ..., (n qua bộ ghép/tách kênh được tổ hợp lại với nhau truyền dẫn trên một sợi. Cũng sợi quang đó, ở hướng về các bước sóng (n+1, (n+2,..., (2n được truyền dẫn theo chiều ngược lại (xem hình 1.4). Nói cách khác ta dùng các bước sóng tách rời để thông tin hai chiều (song công).  Hình 1.19 Sơ đồ truyền dẫn hai chiều trên cùng một sợi quang Hệ thống WDM hai chiều trên hai sợi được ứng dụng và phát triển tương đối rộng rãi. Hệ thống WDM hai chiều trên một sợi thì yêu cầu phát triển và ứng dụng cao hơn, đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cực kỳ nghiêm ngặt. ở phía phát, các thiết bị ghép kênh phải có suy hao nhỏ từ mỗi nguồn quang tới đầu ra của bộ ghép kênh. ở phía thu, các bộ tách sóng quang phải nhạy với dải rộng của các bước sóng quang. Khi thực hiện tách kênh cần phải cách ly kênh quang thật tốt với các bước sóng khác bằng cách thiết kế các bộ tách kênh thật chính xác, các bộ lọc quang nếu được sử dụng phải có bước sóng cắt chính xác, dải làm việc ổn định. Hệ thống WDM được thiết kế phải giảm tối đa các hiệu ứng có thể gây ra suy hao truyền dẫn. Ngoài việc đảm bảo suy hao xen của các thiết bị thấp, cần phải tối thiểu hoá thành phần công suất có thể gây ra phản xạ tại các phần tử ghép, hoặc tại các điểm ghép nối các module, các mối hàn...., bởi chúng có thể làm gia tăng vấn đề xuyên kênh giữa các bước sóng, dẫn đến làm suy giảm nghiêm trọng tỉ số S/N của hệ thống. Các hiệu ứng trên đặc biệt nghiêm trọng đối với hệ thống WDM truyền dẫn hai chiều trên một sợi, do đó hệ thống này có khả năng ít được lựa chọn khi thiết kế tuyến. Ở một mức độ nào đó, để đơn giản ta có thể xem xét bộ tách bước sóng như bộ ghép bước sóng chỉ bằng cách đổi chiều tín hiệu ánh sáng. Như vậy hiểu đơn giản, từ “bộ ghép - multiplexer” trong trường hợp này thường được sử dụng ở dạng chung để xét cho cả bộ ghép và bộ tách; loại trừ trường hợp cần thiết phải phân biệt hai thiết bị hoặc hai chức năng. Người ta chia loại thiết bị OWDM làm ba loại: Các bộ ghép (MUX), các bộ tách (DEMUX) và các bộ ghép/tách hỗn hợp (MUX-DEMUX). Các bộ MUX và DEMUX được sử dụng trong các phương án truyền dẫn theo một hướng, còn loại thứ ba MUX-DEMUX được sử dụng cho các phương án truyền dẫn theo hai hướng. Hình 1.5 mô tả thiết bị ghép/tách hỗn hợp.  Hình 1.20 Mô tả thiết bị ghép/tách hỗn hợp (MUX-DEMUX) b. Tham số cơ bản Các tham số cơ bản để mô tả đặc tính của các bộ ghép/tách hỗn hợp là suy hao xen, suy hao xuyên kênh và độ rộng kênh. Để đơn giản, ta hãy phân biệt ra thành thiết bị một hướng (gồm các bộ ghép kênh và tách kênh độc lập) và thiết bị hai hướng (bộ ghép/tách hỗn hợp). Các ký hiệu I((i) và O((k) tương ứng là các tín hiệu được ghép đang có mặt ở đường chung. Ký hiệu Ik((k) là tín hiệu đầu vào được ghép vào cửa thứ k, tín hiệu này được phát từ nguồn phát quang thứ k. Ký hiệu Oi((i) là tín hiệu có bước sóng (i đã được tách và đi ra cửa thứ i. Nhìn chung, các tín hiệu quang không phát một lượng công suất đáng kể nào ở ngoài độ rộng phổ kênh đã định trước của chúng, cho nên vấn đề xuyên kênh là không đáng lưu tâm ở đầu phát. Bây giờ ta xem xét các thông số: - Suy hao xen: được xác định là lượng công suất tổn hao sinh ra trong tuyến truyền dẫn quang do tuyến có thêm các thiết bị truyền dẫn quang WDM. Suy hao này bao gồm suy hao do các điểm ghép nối các thiết bị WDM với sợi và suy hao do bản thân thiết bị ghép gây ra. Suy hao xen được diễn giải tương tự như suy hao đối với các bộ ghép coupler chung, nhưng cần lưu ý là ở WDM là xét cho một bước sóng đặc trưng: Li(MUX) = -10log (1.1) Li(DEMUX) = -10log (1.2) Với Li là suy hao tại bước sóng (i khi thiết bị được ghép xen vào tuyến truyền dẫn. Các tham số này luôn phải được các nhà chế tạo cho biết đối với từng kênh quang của thiết bị.  Hình 1.21 Xuyên kênh ở bộ tách kênh (a)và ở bộ ghép - tách hỗn hợp (b) - Suy hao xuyên kênh: mô tả một lượng tín hiệu từ kênh này được ghép
Luận văn liên quan