nhoc_buon0412
New Member
Download miễn phí Chuyên đề Kỹ thuật điều khiển tán sắc
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ. 2
DANH MỤC TỪVIẾT TẮT . 3
ĐIỀU KHIỂN TÁN SẮC . 6
1. CẦN THIẾT PHẢI ĐIỀU KHIỂN TÁN SẮC . 6
2. MÔ HÌNH BÙ TRƯỚC (PRECOMPENSATION) . 9
2.1 Kỹthuật Prechirp . 9
2.2 Kỹthuật mã hóa Novel: . 12
2.3 Kỹthuật Prechirp phi tuyến: . 14
3. KỸTHUẬT BÙ SAU . 16
4. SỢI QUANG BÙ TÁN SẮC . 17
5. BỘLỌC QUANG . 19
6. CÁCH TỬSỢI QUANG BRAGG (Fiber Bragg Gratings). 22
6.1 Chu kỳcách tử đồng nhất (Uniform-Period Gratings) . 23
6.2 Chirped Fiber Gratings: (Cách tửsợi quang Chirped) . 26
6.3 Bộghép mode Chirped (chirped mode couplers) . 29
7. LIÊN HỢP PHA QUANG OPC . 30
7.1 Nguyên lý hoạt động: . 30
7.2 Bù tán sắc bằng tự điều chếpha (Compensation of Self-Phase Modulation ) . 31
7.3 Tín hiệu liên hợp pha (Phase-conjugated Signal): . 33
8. HỆTHỐNG QUANG ĐƯỜNG DÀI: . 37
8.1 Lý thuyết cơsở: . 39
8.2 Hiệu ứng tương tác phi tuyến đồng kênh (Intrachannel Nonlinear Effects):. 41
9. HỆTHỐNG QUANG DUNG LƯỢNG CAO . 43
9.1 Bù tán sắc băng rộng : . 43
9.2 Bù tán sắc điều khiển được (Tunable Dispersion Compensation) . 46
9.3 Điều khiển tán sắc bằng thành phần tán sắc bậc cao : . 48
9.4 Bù tán sắc phân cực mode PMD . 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 54
ĐIỀU KHIỂN TÁN SẮC
Suy hao quang không còn là giới hạn lớn nhất trong các hệ thống thông tin quang, thay vào đó trong các hệ thống thông tin quang hiện đại giới hạn thường gặp nhất là do tán sắc
và các hiệu ứng phi tuyến gây nên. Suy hao quang được giải quyết một cách dễ dàng bằng các bộ khuyếch đại quang tuy nhiên đi kèm với nó lại làm gia tăng tán sắc, trái ngược với các bộ tái tạo (Regenerator) điện tử, một bộ khuyếch đại quang không khôi phục lại tín hiệu được khuyếch đại thành tín hiệu gốc ban đầu. Kết quả là, tán sắc tích lũy qua các bộ khuyếch đại làm giảm khả năng truyền tín hiệu. Chính vì lý do này, đã có nhiều mô hình điều khiển tán sắc được nghiên cứu suốt thập niên 1990 để hạn chế tác động của tán sắc trong các hệ thống thông tin quang. Trong bài báo cáo này sẽ giới thiệu một số kỹ thuật đặc biệt dựa vào lý tính của hiện tượng truyền dẫn quang để cải thiện tán sắc trong thực tế.
Ở mục 1 giải thích sự cần thiết phải điều khiển tán sắc. Mục 2 và 3 dành toàn bộ cho các cách được dùng ở đầu phát và đầu thu để điều khiển tán sắc. Ở mục 1.4 đến mục
1.6 giới thiệu phương pháp sử dụng các phần tử quang tán sắc cao trên đường cáp quang.
Kỹ thuật sử dụng tín hiệu quang pha kết hợp hay còn được gọi là kỹ thuật đảo khoảng giữa phổ (midspan spectral inversion) sẽ được giới thiệu ở mục 7. Mục 8 giới thiệu về điều khiển tán sắc trong các hệ thống đường dài. Mục 9 tập trung vào các hệ thống dung lượng cao như các hệ thống băng rộng. Kỹ thuật bù tán sắc phân cực mốt (PMD) cũng sẽ được
đề cập trong mục này.
1. CẦN THIẾT PHẢI ĐIỀU KHIỂN TÁN SẮC
Tán sắc làm giãn bề rộng xung ánh sáng truyền trong sợi quang làm giới hạn hoạt động của hệ thống truyền dẫn quang. Như ta đã biết hiệu ứng tán sắc vận tốc nhóm (GVD) có
thể được tối thiểu hóa bằng la-de có độ rộng phổ hẹp (xem hình 1.1 quan hệ giữa tốc độ truyền theo chiều dài sợi quang tương ứng với bề rộng phổ của nguồn đi-ốt phát quang bằng 0, 1 nm và 5 nm) và không bị tán sắc ở bước sóng tán sắc không λZD . Tuy nhiên, trong thực tế, hệ thống truyền dẫn quang thường hoạt động ở bước sóng λ khác với bước sóng tán sắc không λZD . Một ví dụ trong thực tế là hệ thống thông tin quang trên bộ hoạt
động ở bước sóng 1,55 µm sử dụng la-de phát DFB, các hệ thống này sử dụng cáp sợi
quang đơn mốt “tiêu chuẩn” với bước sóng tán sắc không λZD là 1,31 µm hệ thống này
được xây dựng trong suốt thập niên 1980 ở Hoa Kỳ và có chiều dài khoảng 50 triệu km.
Do có tán sắc tại vùng bước sóng 1,55 µm, nên tán sắc GVD hạn chế hoạt động của hệ thống ở tốc độ 2Gbps.
Hình 1.1: Đồ thị quan hệ tốc độ truyền theo chiều dài sợi quang tương ứng với bề rộng phổ của nguồn đi-ốt phát quang bằng 0, 1 và 5 nm
Đối với la-de phát DFB điều chế trực tiếp, chúng ta có thể sử dụng phương trình 1.1 để ước lượng khoảng cách truyền tối đa
(0.1)
Với s là giá trị căn trung bình bình phương (RMS) bề rộng của phổ xung bị mở rộng do
tần số chirp (sự thay đổi tần số theo thời gian). Hế thống có hệ số tán sắc D=16 ps/(km-
nm) và s = 0,15nm hoạt động ở tốc độ B = 2,5 Gbps theo công thức 1.1 ta có thể tính ra được L= 42 km. Vì thế, đối với các hệ thống sử dụng thiết bị tái tạo tín hiệu bằng điện tử, khoảng cách giữa các bộ tái tạo tín hiệu vào khoảng 40km. Hơn nữa việc sử dụng các bộ
tái tạo tín hiệu làm hạn chế khả năng tăng tốc độ truyền dẫn của hệ thống, bởi nếu muốn tăng tốc độ truyền phải thu nhỏ khoảng cách giữa các bộ tái tạo tín hiệu dẫn đến chi phí đầu tư sẽ tăng cao.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ. 2
DANH MỤC TỪVIẾT TẮT . 3
ĐIỀU KHIỂN TÁN SẮC . 6
1. CẦN THIẾT PHẢI ĐIỀU KHIỂN TÁN SẮC . 6
2. MÔ HÌNH BÙ TRƯỚC (PRECOMPENSATION) . 9
2.1 Kỹthuật Prechirp . 9
2.2 Kỹthuật mã hóa Novel: . 12
2.3 Kỹthuật Prechirp phi tuyến: . 14
3. KỸTHUẬT BÙ SAU . 16
4. SỢI QUANG BÙ TÁN SẮC . 17
5. BỘLỌC QUANG . 19
6. CÁCH TỬSỢI QUANG BRAGG (Fiber Bragg Gratings). 22
6.1 Chu kỳcách tử đồng nhất (Uniform-Period Gratings) . 23
6.2 Chirped Fiber Gratings: (Cách tửsợi quang Chirped) . 26
6.3 Bộghép mode Chirped (chirped mode couplers) . 29
7. LIÊN HỢP PHA QUANG OPC . 30
7.1 Nguyên lý hoạt động: . 30
7.2 Bù tán sắc bằng tự điều chếpha (Compensation of Self-Phase Modulation ) . 31
7.3 Tín hiệu liên hợp pha (Phase-conjugated Signal): . 33
8. HỆTHỐNG QUANG ĐƯỜNG DÀI: . 37
8.1 Lý thuyết cơsở: . 39
8.2 Hiệu ứng tương tác phi tuyến đồng kênh (Intrachannel Nonlinear Effects):. 41
9. HỆTHỐNG QUANG DUNG LƯỢNG CAO . 43
9.1 Bù tán sắc băng rộng : . 43
9.2 Bù tán sắc điều khiển được (Tunable Dispersion Compensation) . 46
9.3 Điều khiển tán sắc bằng thành phần tán sắc bậc cao : . 48
9.4 Bù tán sắc phân cực mode PMD . 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 54
ĐIỀU KHIỂN TÁN SẮC
Suy hao quang không còn là giới hạn lớn nhất trong các hệ thống thông tin quang, thay vào đó trong các hệ thống thông tin quang hiện đại giới hạn thường gặp nhất là do tán sắc
và các hiệu ứng phi tuyến gây nên. Suy hao quang được giải quyết một cách dễ dàng bằng các bộ khuyếch đại quang tuy nhiên đi kèm với nó lại làm gia tăng tán sắc, trái ngược với các bộ tái tạo (Regenerator) điện tử, một bộ khuyếch đại quang không khôi phục lại tín hiệu được khuyếch đại thành tín hiệu gốc ban đầu. Kết quả là, tán sắc tích lũy qua các bộ khuyếch đại làm giảm khả năng truyền tín hiệu. Chính vì lý do này, đã có nhiều mô hình điều khiển tán sắc được nghiên cứu suốt thập niên 1990 để hạn chế tác động của tán sắc trong các hệ thống thông tin quang. Trong bài báo cáo này sẽ giới thiệu một số kỹ thuật đặc biệt dựa vào lý tính của hiện tượng truyền dẫn quang để cải thiện tán sắc trong thực tế.
Ở mục 1 giải thích sự cần thiết phải điều khiển tán sắc. Mục 2 và 3 dành toàn bộ cho các cách được dùng ở đầu phát và đầu thu để điều khiển tán sắc. Ở mục 1.4 đến mục
1.6 giới thiệu phương pháp sử dụng các phần tử quang tán sắc cao trên đường cáp quang.
Kỹ thuật sử dụng tín hiệu quang pha kết hợp hay còn được gọi là kỹ thuật đảo khoảng giữa phổ (midspan spectral inversion) sẽ được giới thiệu ở mục 7. Mục 8 giới thiệu về điều khiển tán sắc trong các hệ thống đường dài. Mục 9 tập trung vào các hệ thống dung lượng cao như các hệ thống băng rộng. Kỹ thuật bù tán sắc phân cực mốt (PMD) cũng sẽ được
đề cập trong mục này.
1. CẦN THIẾT PHẢI ĐIỀU KHIỂN TÁN SẮC
Tán sắc làm giãn bề rộng xung ánh sáng truyền trong sợi quang làm giới hạn hoạt động của hệ thống truyền dẫn quang. Như ta đã biết hiệu ứng tán sắc vận tốc nhóm (GVD) có
thể được tối thiểu hóa bằng la-de có độ rộng phổ hẹp (xem hình 1.1 quan hệ giữa tốc độ truyền theo chiều dài sợi quang tương ứng với bề rộng phổ của nguồn đi-ốt phát quang bằng 0, 1 nm và 5 nm) và không bị tán sắc ở bước sóng tán sắc không λZD . Tuy nhiên, trong thực tế, hệ thống truyền dẫn quang thường hoạt động ở bước sóng λ khác với bước sóng tán sắc không λZD . Một ví dụ trong thực tế là hệ thống thông tin quang trên bộ hoạt
động ở bước sóng 1,55 µm sử dụng la-de phát DFB, các hệ thống này sử dụng cáp sợi
quang đơn mốt “tiêu chuẩn” với bước sóng tán sắc không λZD là 1,31 µm hệ thống này
được xây dựng trong suốt thập niên 1980 ở Hoa Kỳ và có chiều dài khoảng 50 triệu km.
Do có tán sắc tại vùng bước sóng 1,55 µm, nên tán sắc GVD hạn chế hoạt động của hệ thống ở tốc độ 2Gbps.
Hình 1.1: Đồ thị quan hệ tốc độ truyền theo chiều dài sợi quang tương ứng với bề rộng phổ của nguồn đi-ốt phát quang bằng 0, 1 và 5 nm
Đối với la-de phát DFB điều chế trực tiếp, chúng ta có thể sử dụng phương trình 1.1 để ước lượng khoảng cách truyền tối đa
(0.1)
Với s là giá trị căn trung bình bình phương (RMS) bề rộng của phổ xung bị mở rộng do
tần số chirp (sự thay đổi tần số theo thời gian). Hế thống có hệ số tán sắc D=16 ps/(km-
nm) và s = 0,15nm hoạt động ở tốc độ B = 2,5 Gbps theo công thức 1.1 ta có thể tính ra được L= 42 km. Vì thế, đối với các hệ thống sử dụng thiết bị tái tạo tín hiệu bằng điện tử, khoảng cách giữa các bộ tái tạo tín hiệu vào khoảng 40km. Hơn nữa việc sử dụng các bộ
tái tạo tín hiệu làm hạn chế khả năng tăng tốc độ truyền dẫn của hệ thống, bởi nếu muốn tăng tốc độ truyền phải thu nhỏ khoảng cách giữa các bộ tái tạo tín hiệu dẫn đến chi phí đầu tư sẽ tăng cao.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links