Chuyển mạch gói trong mạng quang WDM

Đồ án tốt nghiệp đại học Giới thiệu chung về WDM
quang thật tốt với các bước sóng bằng cách thiết kế các bộ giải ghép kênh thật
chính xác, các bộ lọc quang nếu được sử dụng phải có bước sóng cắt chính xác, dải
làm việc thật ổn định.
Có 2 phương án thiết lập hệ thống truyền dẫn sử dụng kỹ thuật ghép bước sóng
quang là thiết lập hệ thống ghép kênh theo bước sóng quang một hướng và thiết lập
hệ thống ghép kênh bước sóng quang theo hai hướng. Hình vẽ 1.1 chỉ ra một hệ
thống ghép kênh theo bước sóng quang theo hai hướng, trong đó tại các đầu cuối có
các thiết bị tách ghép kênh hỗn hợp. Trong hệ thống này λ
1
, λ
2
, , λ
N
và λ’
1
, λ’
2
, ,
λ’
n
nằm trên một cửa sổ truyền dẫn nhưng thuộc hai giải tần số khác nhau. Còn
trong trường hợp thiết lập hệ thống ghép kênh theo bước sóng quang một hướng thì
tại các đầu cuối chỉ thực hiện một nhiệm vụ là ghép hoặc tách kênh.
Trong hệ thống thông tin quang WDM có kỹ thuật ghép kênh bước sóng lỏng và kỹ
thuật ghép kênh bước sóng chặt hay mật độ cao.
CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) là kỹ thuật ghép kênh quang
phân chia theo bước sóng lỏng trong đó khoảng cách giữa các bước sóng quang kề
nhau lớn hơn 20 nm và tương ứng với nó là độ rộng phổ của một kênh là 2500
GHz. Bước sóng của laser thay đổi theo nhiệt độ nhưng đối với kỹ thuật này không
cần bộ làm mát vì khoảng cách giữa các bước sóng kề nhau lớn. Kỹ thuật CWDM
mang lại hiệu quả kinh tế cao đối với hệ thống yêu cầu ghép ít bước sóng.
Khi dung lượng của hệ thống tăng lên thì số kênh ghép trong sợi quang tăng
lên. Điều này đã làm cho kỹ thuật ghép kênh CWDM khó có thể đáp ứng được nhu
cầu và kỹ thuật ghép kênh DWDM ra đời. DWDM (Dense Wavelength Division
Multiplexing) là kỹ thuật ghép kênh quang phân chia theo bước sóng chặt trong đó
khoảng cách giữa các bước sóng kề nhau được truyền trên sợi quang là 0,8 nm. Với
khoảng cách này tại vùng tần số 1550 nm độ rộng phổ của mỗi kênh tương ứng vào
khoảng 100 GHz. Khi độ rộng phổ của bước sóng giảm xuống thì rất nhiều các yêu
cầu đưa ra cần được giải quyết như: Nhiệt độ của laser phát phải ổn định, các thiết
bị tách ghép phải hoạt động chính xác hơn… Những yêu cầu này đã làm cho giá
thành của các phần tử trong mạng tăng lên và giá thành của hệ thống DWDM tăng
lên rất nhiều so với hệ thống thông tin quang CWDM.
Bảng 1.1 So sánh CWDM và DWDM
Danh mục CWDM DWDM
Khoảng cách bước sóng ~20 nm ~0,8 nm
Ngô Đức Tiến, D2000VT 5
Đồ án tốt nghiệp đại học Giới thiệu chung về WDM
Khoảng cách kênh 2500 GHz 100GHz
Điều khiển môi trường Không Có
Nguồn laser DFB (không làm mát) DFB (làm mát)
Tốc độ dữ liệu/kênh 2,5 Gbit/s 10 Gbit/s
Tốc độ bit tập trung 40 Gbit/s 320 Gbit/s
Giá thành/kênh Thấp Cao
1.2Ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến trong hệ thống WDM
Trong hệ thống thông tin quang, các hiệu ứng phi tuyến sẽ xảy ra khi công suất
của tín hiệu trong sợi quang vượt quá một mức nào đó. Đối với các hệ thống WDM
thì mức công suất này cao hơn nhiều so với các hệ thống đơn kênh. Việc nảy sinh
các hiệu ứng phi tuyến sẽ gây ra một số hiện tượng như: Xuyên âm giữa các kênh,
suy giảm mức công suất tín hiệu của từng kênh dẫn đến suy giảm tỷ số S/N Các
hiệu ứng phi tuyến ảnh hưởng đến chất lượng của hệ thống WDM chủ yếu gồm:
Hiệu ứng SPM, XPM, FWM, SBS và SBR. Các hiệu ứng này có thể chia thành hai
loại:
Hiệu ứng tán xạ: Bao gồm các hiệu ứng SBS và SBR.
Các hiệu ứng liên quan đến hiệu ứng Kerr: Bao gồm hiệu ứng SPM, XPM và
FWM.
1.2.1 Hiệu ứng tán xạ
a. Hiệu ứng SBR
Hiệu ứng Raman là kết quả của quá trình tán xạ không đàn hồi mà trong đó
photon ánh sáng tới chuyển một phần năng lượng của mình cho dao động cơ học
của các phân tử cấu thành môi trường truyền dẫn và phần năng lượng còn lại được
phát xạ thành ánh sáng có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng tới (ánh sáng
với bước sóng mới này được gọi là ánh sáng Stoke). Khi ánh sáng tín hiệu truyền
trong sợi quang có cường độ lớn, quá trình này trở thành quá trình kích thích (được
gọi là SRS) mà trong đó ánh sáng tín hiệu đóng vai trò sóng bơm (gọi là bơm
Raman) làm cho phần lớn năng lượng của tín hiệu được chuyển tới bước sóng
Stoke.
Nếu gọi P
s
(L) là công suất của bước sóng Stoke trong sợi quang thì:
P
s
(L)= P
0
exp (g
r
P
0
L/K.S
eff
) (1.5)
Trong đó: P
0
là công suất đưa vào sợi tại bước sóng tín hiệu.
Ngô Đức Tiến, D2000VT 6
Đồ án tốt nghiệp đại học Giới thiệu chung về WDM
g
r
là hệ số khuếch đại Raman.
K là hệ số đặc trưng cho mối quan hệ về phân cực giữa tín hiệu,
bước sóng Stoke và phân cực của sợi. Đối với sợi thông thường thì K≈2.
Công thức trên có thể dùng để tính toán mức công suất P
0
mà tại đó hiệu ứng
SBR ảnh hưởng lớn đến hệ thống, được gọi là ngưỡng Raman (P
0
th
) (P
0
th
là công
suất của tín hiệu đầu vào mà ứng với nó, công suất của bước sóng Stoke và của
bước sóng tín hiệu tại đầu ra là bằng nhau).
P
0
th
≈ 32 S
eff
.(L.g
r
) (1.6)
Từ công thức 1.6 người ta tính toán được rằng, đối với hệ thống đơn kênh để
hiệu ứng SRR có thể ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống thì mức công suất P
0
phải
lớn hơn 1W (nếu như hệ thống không sử dụng khuếch đại quang trên đường
truyền). Tuy nhiên trong hệ thống WDM thì mức công suất này sẽ thấp hơn nhiều
vì có hiện tượng khuếch đại đối với các bước sóng lớn, trong khi đó công suất của
các kênh có bước sóng ngắn hơn lại bị giảm đi (do đã chuyển một phần năng lượng
cho các bước sóng lớn) làm suy giảm hệ số S/N, ảnh hưởng đến chất lượng hệ
thống. Để đảm bảo suy giảm S/N không nhỏ hơn 0,5 dB thì mức công suất của từng
kênh phải thoả mãn (theo lý thuyết của Chraplyvy).
Với N là số kênh bước sóng.
∆f là khoảng cách giữa các kênh bước sóng.
Như vậy, trong hệ thống WDM hiệu ứng này cũng hạn chế số kênh bước sóng,
khoảng cách giữa các kênh, công suất của từng kênh và tổng chiều dài của hệ
thống. Hơn nữa, nếu như bước sóng mới tạo ra lại trùng với kênh tín hiệu thì hiệu
ứng này cũng gây xuyên âm giữa các kênh.
b. Hiệu ứng SBS
Hiệu ứng SBS là hiệu ứng tương tự như hiệu ứng SRR, tức là có sự tạo thành
của bước sóng Stoke có bước sóng dài hơn bước sóng tới. Điểm khác nhau chính
của hai hiệu ứng này là: Hiệu ứng SBR liên quan đến các photon âm học còn hiệu
ứng SBS liên quan đến các photon quang. Chính do sự khác biệt này mà hai hiệu
Ngô Đức Tiến, D2000VT 7
fLNN
P
eff
∆−
×
<
.)1(
1028,10
21
12
(1.7)
Đồ án tốt nghiệp đại học Giới thiệu chung về WDM
ứng có những ảnh hưởng khác nhau đến hệ thống WDM. Trong hiệu ứng này, một
phần ánh sáng bị tán xạ do các photon âm học và làm cho phần ánh sáng bị tán xạ
này dịch tới bước sóng dài hơn (tương đương với độ dịch tần là khoảng 11 GHz tại
bước sóng 1550 nm). Tuy nhiên chỉ có phần ánh sáng bị tán xạ theo chiều ngược
trở lại (tức là ngược chiều với chiều truyền tín hiệu) mới có thể truyền đi ở trong
sợi quang, vì vậy trong hệ thống WDM khi tất cả các kênh đều cùng truyền theo
một hướng thì hiệu ứng SBS không gây xuyên âm giữa các kênh.
Trong tất cả các hiệu ứng phi tuyến thì ngưỡng công suất để xảy ra hiệu ứng
SBS là thấp nhất, chỉ khoảng vài mW. Tuy nhiên hiệu ứng SBS với ∆V
B
/∆V
laser
(∆V
b
là băng tần khuếch đại Brillouin, ∆V
laser
là độ rộng phổ của laser) và băng tần
khuếch đại Brillouin là rất hẹp (chỉ khoảng 10-100 MHz) nên hiệu ứng này cũng
khó xảy ra. Chỉ các hệ thống với nguồn phát có độ rộng phổ rất hẹp thì mới có thể
ảnh hưởng bởi hiệu ứng SBS. Người ta tính toán được mức công suất ngưỡng đối
với hiệu ứng SBS như sau:
Beff
pueff
VgL
VVKA
P
∆×
∆+∆
<
)(
21
(1.8)
Trong đó: g là hệ số khuếch đại Brillouin.
A
eff
là vùng lõi hiệu dụng.
K đặc trưng cho mối quan hệ về phân cực giữa tín hiệu, bước sóng
Stoke và phân cực của sợi. Đối với sợi thông thường thì K≈2.
∆V
B
là băng tần khuếch đại Brillouin.
∆V
P
là độ rộng phổ của tín hiệu.
Như vậy hiệu ứng SBS sẽ ảnh hưởng đến mức công suất của từng kênh và
khoảng cách giữa các kênh trong hệ thống WDM. Hiệu ứng này không phụ thuộc
vào số kênh của hệ thống.
1.2.2 Hiệu ứng Kerr quang
Kerr là hiệu ứng trong đó chiết suất của môi trường truyền dẫn thay đổi theo
cường độ ánh sáng truyền.
Ngô Đức Tiến, D2000VT 8
Đồ án tốt nghiệp đại học Giới thiệu chung về WDM
a. Hiệu ứng SPM
Hiệu ứng SPM thuộc loại hiệu ứng Kerr, tức là hiệu ứng trong đó chiết suất của
môi trường truyền dẫn thay đổi theo cường độ ánh sáng truyền. Hiện tượng này tạo
nên sự dịch pha phi tuyến φ
NL
của trường quang khi lan truyền trong sợi quang. Giả
sử bỏ qua suy hao quang thì sau khoảng cách L, pha của trường quang sẽ là:
Đối với trường quang có cường độ không đổi hiệu ứng SPM chỉ làm quay pha
của trường quang, do đó ít ảnh hưởng đến chất lượng của hệ thống. Tuy nhiên đối
với các trường quang có cường độ thay đổi thì pha phi tuyến φ
NL
sẽ thay đổi theo
thời gian. Sự thay đổi theo thời gian này cũng có nghĩa là trong xung tín hiệu sẽ tồn
tại nhiều tần số quang khác với tần số trung tâm v
0
một giá trị là δv
NL
:
δv
NL
=(1/2π)(δφ
NL
/δt) (1.10)
Hiện tượng này còn gọi là hiện tượng dịch tần phi tuyến làm cho sườn sau của
xung dịch đến tần số v<v
0
và sườn trước của xung dịch đến tần số v>v
0
. Điều này
cũng có nghĩa là phổ của tín hiệu đã bị dãn trong quá trình truyền. Trong hệ thống
WDM, đặc biệt khi khoảng cách giữa các kênh gần nhau, hiện tượng dãn phổ do
SPM có thể dẫn đến giao thoa gây nhiễu giữa các kênh.
b. Hiệu ứng XPM
Đối với hệ thống WDM, hệ số chiết suất tại một bước sóng nào đó không chỉ
phụ thuộc vào cường độ của sóng đó mà còn phụ thuộc vào cường độ của các bước
sóng khác lan truyền trong sợi. Trong trường hợp này chiết suất phi tuyến ứng với
bước sóng thứ i sẽ là:
∆n
NL
=n
2
{|E
i
|
2
+ 2Σ|E
j
|
2
} (1.11)
Với: N là tổng số kênh quang.
E
i
là cường độ trường quang của bước sóng thứ i.
Số hạng thứ nhất trong công thức (1.11) ứng với hiệu ứng SPM, số hạng
thứ hai tương ứng với hiệu ứng XPM. Nếu giả sử công suất của các kênh là
như nhau thì ảnh hưởng của hiệu ứng XPM sẽ gấp 2N lần hiệu ứng SPM.
Ngô Đức Tiến, D2000VT 9
NL
const
EnnL
nL
φ
λ
π
λ
π
φ
+=
+
==
)(2
2
2
20
(1.9)
Đồ án tốt nghiệp đại học Giới thiệu chung về WDM
c. Hiệu ứng FWM
Hiện tượng chiết suất phi tuyến còn gây ra một hiệu ứng khác trong sợi đơn
mode, đó là hiệu ứng FWM. Trong hiệu ứng này, hai hoặc ba sóng quang với các
tần số khác nhau sẽ tương tác với nhau tạo ra các thành phần tần số mới. Tương tác
này có thể xuất hiện giữa các bước sóng của tín hiệu trong hệ thống DWDM, hoặc
giữa các bước sóng tín hiệu với tạp âm của các bộ khuếch đại quang. Giả sử có ba
bước sóng với tần số ω
i
, ω
J
, ω
k
thì tổ hợp tần số mới tạo ra sẽ là những tần số ω
ijk
thoả mãn:
ω
ij k
=ω
i
+ ω
J
- ω
k
(1.12)
Theo quan điểm cơ lượng tử, thì hiệu ứng FWM là hiệu ứng mà trong đó có sự
phá huỷ photon ở một số bước sóng và tạo ra một số photon ở các bước sóng mới
sao cho vẫn bảo toàn về năng lượng.
Hiệu suất của quá trình FWM phụ thuộc vào điều kiện phù hợp về pha. Hiệu
ứng FWM xảy ra mạnh chỉ khi điều kiện này được thoả mãn (tức là động lượng của
photon được bảo toàn). Về mặt toán học thì điều kiện này có thể được biểu thị như
sau:
β(ω
ijk
)= β(ω
i
) + β(ω
j
) - β(ω
k
) (1.13)
Vì trong sợi quang tồn tại tán sắc nên điều kiện phù hợp về pha rất khó xảy ra.
Tuy nhiên, với môi trường truyền dẫn là loại sợi có tán sắc thấp và khoảng cách
truyền dẫn là tương đối lớn và các kênh gần nhau thì điều kiện này có thể coi là xấp
xỉ đạt được.
Do việc tạo ra các tần số mới là tổ hợp của các tần số tín hiệu nên hiệu ứng
FWM sẽ làm giảm công suất của các kênh tín hiệu trong hệ thống WDM. Hơn nữa,
nếu khoảng cách giữa các kênh là bằng nhau thì những tần số mới được tạo ra có
thể rơi vào các kênh tín hiệu với xác suất rất lớn, gây xuyên âm giữa các kênh, làm
suy giảm chất lượng của hệ thống.
Sự suy giảm công suất sẽ làm cho dạng hình cắt của tín hiệu ở đầu thu bị thu
hẹp lại do đó làm giảm chất lượng của hệ thống. Vì các hệ thống WDM chủ yếu
làm việc ở cửa sổ bước sóng 1550 nm và do tán sắc của sợi quang đơn mode thông
thường (sợi G.652) tại cửa sổ này là khoảng 18 ps/nm.km, còn tán sắc của sợi tán
sắc dịch chuyển (sợi G. 653) là ≈0 (<3ps/nm.km) nên hệ thống WDM làm việc trên
Ngô Đức Tiến, D2000VT 10
Đồ án tốt nghiệp đại học Giới thiệu chung về WDM
sợi đơn mode thông thường sẽ ít bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng FWM hơn hệ thống
WDM làm việc trên sợi tán sắc dịch chuyển.
Ảnh hưởng của hiệu ứng FWM càng lớn nếu như khoảng cách giữa các kênh
trong hệ thống WDM càng nhỏ cũng như khoảng cách truyền dẫn và mức công suất
của mỗi kênh lớn. Vì vậy hiệu ứng FWM sẽ hạn chế dung lượng và cự ly truyền
dẫn của hệ thống WDM.
1.3 Các cấu hình mạng WDM
Các mạng ghép kênh bước sóng quang có bốn cấu hình cơ bản: WDM điểm-
điểm có hoặc không có các bộ tách ghép, cấu hình mạng sao, cấu hình mạng Ring
với các node OADM và hub, cấu hình hỗn hợp, nó có thể bao gồm cấu hình sao,
cấu hình vòng Ring với các kết nối điểm-điểm. Với mỗi cấu hình sẽ có các yêu cầu
riêng và nó cũng phù hợp đối với từng ứng dụng cụ thể.
1.3.1 Cấu hình điểm-điểm
Cấu hình điểm-điểm là cấu hình hay được sử dụng cho truyền dẫn đường dài
với tốc độ rất cao (có thể lên đến vài Tertabits/s), tín hiệu được truyền đi toàn vẹn,
độ tin cậy cao và khả năng phục hồi lại đường truyền nhanh. Khoảng giữa máy phát
và máy thu có thể lên đến vài trăm km và có một số bộ khuếch đại giữa các đầu
cuối và thông thường số lượng bộ khuếch đại nhỏ hơn 10 (phụ thuộc vào suy hao
công suất và méo tín hiệu). Cấu hình điểm-điểm với bộ tách ghép cho phép hệ
thống tách và ghép dọc theo đường truyền. Số lượng các kênh, khoảng cách giữa
các kênh, loại sợi quang, phương pháp điều chế tín hiệu và loại thiết bị được lựa
chọn sử dụng trên mạng là các thông số quan trọng trong việc tính toán quỹ công
suất của hệ thống.
Trong WDM mỗi kênh được mang trên một bước sóng xác định và cũng được
gọi là kênh quang. Các kênh khác nhau có thể mang các loại dữ liệu khác nhau như
thoại, số liệu, video, các gói số liệu với các tốc độ khác nhau. Các liên kết giữa máy
thu và máy phát có thể có vài thiết bị quang cũng như một hay một số sợi quang,
các bộ khuếch đại quang, các bộ tách ghép quang, các bộ lọc quang, coupler…
Ngô Đức Tiến, D2000VT 11
Đồ án tốt nghiệp đại học Giới thiệu chung về WDM
Hình 1.2. Cấu hình điểm-điểm truyền đơn hướng
1.3.2 Cấu hình vòng
Một mạng Ring bao gồm một sợi quang nối liền giữa các node, một số hệ
thống có hai sợi quang cho chức năng bảo vệ mạng (dự phòng). Một mạng Ring có
thể bao một vùng nhỏ hoặc vùng thành phố lớn với chiều dài vài chục Km. Mạng
Ring có thể gồm 4 hoặc nhiều kênh và có thể có nhiều node. Tốc độ của các kênh
có thể là 622,08 Mb/s hoặc thấp hơn hoặc 1,25 Gb/s và cao hơn. Một node trong số
các node của mạng Ring là trạm hub nơi mà các bước sóng được quản lý, kết nối
với các mạng khác. Tại mỗi node đều có các bộ tách và ghép kênh quang để lấy ra
hoặc ghép vào một hoặc một số kênh.
Hình 1.3. Cấu hình mạng Ring
Ngô Đức Tiến, D2000VT 12
LD
Re
A
LD
LD
Re
Re
CH 1 λ
1
CH 2 λ
2
CH N λ
N
λ
1
CH 1
.
.
.
.
.
.
Fiber
Fiber
Fiber
λ
1
,λ
2
,λ
N
1
λ
1
,λ
2
,λ
N
1
λ
k
MUX
DeMUX
LD: Diode Laser
Re: Bộ thu quang
A: Bộ khuyếch đại quang
OADM
A
λ
2
CH 2
λ
N
CH N
Fiber: Sợi quang
OADM
OADM
OADM
OADM
O/E
IP
λ
i
λ
i
λ
j
λ
j
Mux
λ
1
,λ
2
,λ
N
1
λ
1
,λ
2
,λ
N
1
λ
1
,λ
2
,λ
N
1
λ
1
,λ
2
,λ
N
1
λ
k
λ
k
STM
λ
N
λ
N
Đồ án tốt nghiệp đại học Giới thiệu chung về WDM
Trong mạng Ring WDM trạm hub có thể kết cuối một số loại lưu lượng như
module truyền tải đồng bộ (STM: Synchronous Transport Module), IP, video. Trạm
hub quản lý tất cả các kênh liên kết với một đường truyền quang giữa các node với
loại lưu lượng trên kênh đó. Tại một node OADM một hoặc nhiều tần số quang
được tách ra và xen vào trong khi số còn lại được truyền xuyên qua. Mặc dù vậy
khi số lượng node OADM tăng lên thì tín hiệu không thể tránh khỏi tổn hao và vì
vậy sẽ yêu cầu thêm các bộ khuếch đại. Số lượng node trong mạng Ring thông
thường nhỏ hơn số lượng bước sóng được ghép trong sợi quang.
Trong mạng Ring, trạm hub quản lý định thời kênh với một kết nối đầy đủ của
mạng với node OADM. Node hub có thể cung cấp các kết nối với các mạng khác.
Thêm vào đó một node OADM có thể kết nối với một bộ tách kênh hay ghép kênh
nơi một số nguồn dữ liệu được ghép. Một mạng Ring đơn giản với một hub và hai
node A và B thông tin với nhau qua bước sóng λ
k
như trong hình 1.4 node A chỉ
ghép một số nguồn số liệu. Tất cả các nguồn số liệu được kết thúc và trả lời bởi
node B, mặc dù vậy tất cả các tín hiệu này được truyền trên cùng một kênh (và dĩ
nhiên là cùng một bước sóng).
Hình vẽ 1.4. Cấu hình mạng Ring có các kênh được quản lý bởi trạm hub
Ngô Đức Tiến, D2000VT 13
λ
1
,λ
2
,λ
N
1
OADM
A
OADM
B
Router
Fiber Ring
Data N
Data 1
Data 2
1
2
: Biến đổi điện quang
: Biến đổi quang điện
1
2
Data 1
Data 2
Data N
Đồ án tốt nghiệp đại học Các phần tử trong hệ thống WDM
CHƯƠNG 2
CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG WDM
Chương 1 của cuốn đồ án này đã trình bày tổng quan về quá trình hình thành,
phát triển của kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng quang và một số khái niệm liên
quan. Tuy nhiên việc thực hiện ý tưởng ghép kênh quang vào thời điểm đó là
không hề dễ dàng do những khó khăn về công nghệ. Trong những năm gần đây
công nghệ vật liệu phát triển rất nhanh, đã có rất nhiều vật liệu mới được tìm thấy,
phát triển và ứng dụng vào các mạng thông tin quang. Điều này đã tạo ra một cuộc
cách mạng thực sự trong quá trình phát triển của công nghệ truyền dẫn quang.
Chương 2 sẽ trình bày về các phần tử sử dụng trong mạng thông tin quang WDM
và các kỹ thuật sử dụng trong các thiết bị đó.
2.1 Các bộ lọc quang
Có 2 loại bộ lọc quang, đó là bộ lọc có bước sóng cố định, hay còn gọi là bộ
chọn bước sóng và bộ lọc có bước sóng hoặc dải bước sóng thay đổi được hay còn
gọi là bộ lọc điều chỉnh được.
2.1.1 Bộ chọn bước sóng
Yêu cầu đặt ra là phải tạo ra một trường chuyển mạch chuẩn, trong đó khoảng
cách giữa các bước sóng là cố định, đồng thời các bước sóng phải được ổn định tại
máy phát. Chính vì vậy mà yêu cầu bộ chọn bước sóng. Chức năng này có thể được
thực hiện nhờ kết hợp bộ tách ghép bước sóng và các cổng quang (SOA).
Mặc dù thiết bị có thể được sản xuất khi sử dụng các phần tử riêng biệt, nhưng
giải pháp này không giải quyết được giảm giá thành và kích thước. Người ta đang
cố gắng nghiên cứu phương án tích hợp các phần tử.
Các ống dẫn sóng có cấu trúc vòm mái để không nhạy cảm phân cực và suy
hao thấp, đồng thời tạo ra bán kính uốn cong nhỏ nhất cho phép thoả mãn yêu cầu
liên kết chặt của thiết bị. Sử dụng giải pháp này có thể chế tạo bộ tách bốn kênh
trên diện tích 1,5 mm
2
, thiết bị có suy hao xuyên kênh khoảng -25dB, suy hao của
chíp khoảng vài dB và độ nhạy cảm phân cực thấp hơn 0,05 nm (đối với khoảng
cách kênh 2 nm). Các phần tử tách/ghép bước sóng tích hợp với các SOA tạo ra bộ
chọn bước sóng suy hao zero, tái cấu hình nhanh và không nhạy cảm phân cực.
a. Phương pháp lọc điện môi đa lớp sử dụng trong WDM
Bộ lọc màng mỏng có khoang cộng hưởng (TFF) thuộc loại bộ lọc có bước
sóng cố định. Cấu trúc gồm bộ giao thoa Fabry-Perot, trong đó các gương tại hai
Ngô Đức Tiến, D2000VT 14

Xem chi tiết: Chuyển mạch gói trong mạng quang WDM