Tài liệu Kỹ thuật đa truy nhập trong mạng quang và ứng dụng

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi -------------------------------------------- luËn v¨n th¹c sÜ khoa häc kü thuËt ®a truy nhËp trong m¹ng quang vµ øng dông ngµnh: xö lý th«ng tin vµ truyÒn th«ng M∙ sè: NguyÔn thÕ d−¬ng Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: PGS -TS. §Æng v¨n chuyÕt hµ néi 2006 -i- Lêi cam ®oan Em xin cam ®oan luËn v¨n nµy lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña b¶n th©n. C¸c nghiªn cøu trong luËn v¨n nµy dùa trªn nh÷ng tæng hîp lý thuyÕt vµ hiÓu biÕt thùc tÕ cña em, kh«ng sao chÐp. T¸c gi¶ luËn v¨n NguyÔn ThÕ D−¬ng -ii- Môc lôc Néi dung Trang Lêi Më ®Çu ............................................................................................. Ch−¬ng 1: c¸c phÇn tö sö dông trong m¹ng quang ®a truy nhËp 1.1 giíi thiÖu chung …………………….................................. 1 1.2 Bé ghÐp h×nh sao qu¶ng b¸ ………………………….... 2 1.3 bé ghÐp kªnh vµ t¸ch kªnh ........................................... 4 1.4 ®ièt laze ®iÒu chØnh ®−îc b−íc sãng. .................... 7 1.4.1 §iÒu chØnh nhiÖt. ........................................................................... 8 1.4.2 §ièt laze ®iÒu chØnh ®−îc b−íc sãng sö dông hèc ngoµi............... 8 1.4.3 ®ièt laze håi tiÕp ph©n bè (DFB) hai ®o¹n..................................... 10 1.4.4 §ièt laze ph¶n x¹ ph©n bè Bragg hai ®o¹n vµ ba ®o¹n. ................ 11 1.5 bé läc quang ®iÒu chØnh ®−îc …................................ 12 Ch−¬ng 2 : Kü thuËt ®a truy nhËp ph©n chia theo b−íc sãng - wdma 2.1 Tæng quan vÒ kü thuËt WDMA....................................... 14 2.2 M¹ng WDMA ®¬n b−íc ....................................................... 14 2.2.1 M¹ng WDMA “ qu¶ng b¸ vµ lùa chän ”........................................ 14 2.2.2 M¹ng WDMA “®Þnh tuyÕn theo b−íc sãng”................................. 2.2.3 C¸c vÊn ®Ò liªn quan ®Õn hiÖu suÊt vµ thiÕt kÕ m¹ng .................... 25 20 2.2.3.1 VÞ trÝ bé ®Öm trong m¹ng WDMA ®¬n b−íc ................................. 25 2.2.3.2 Xuyªn kªnh..................................................................................... 26 2.3 M¹ng WDMA ®a b−íc ......................................................... 29 2.3.1 Kh¸i niÖm chung vÒ m¹ng WDMA ®a b−íc ................................ 29 2.3.2 §Æc ®iÓm cña m¹ng WDMA ®a b−íc ……………....................... 31 -iii- 2.4 øng dông m¹ng kü thuËt ®a truy nhËp WDMA 36 2.4. 1 M¹ng WDMA ®¬n b−íc .............................................................. 36 2.4.1.1 M¹ng LAMBDANET...................................................................... 36 2.4.1.2 M¹ng RAINBOW............................................................................ 37 2.4.1.3 FOX –Bé kÕt nèi chÐo quang tèc ®é cao…………………………… 38 2.4.1.4 HYPASS (High performance packet switch system……………...... 39 2.4.1.5 M¹ng RINGGO............................................................................... 42 2.4.2 M¹ng WDMA ®a b−íc .................................................................. 43 2.4.2.1 M¹ng Starnet.................................................................................. 43 2.4.2.2 M¹ng HORNET.............................................................................. 44 Ch−¬ng 3 : kü thuËt ®a truy nhËp ph©n chia theo sãng mang phô – SCMA 3.1 Giíi thiÖu chung .................................................................. 49 3.2 HiÖu suÊt cña m¹ng scma ®¬n kªnh …..................... 51 3.2.1 NhiÔu l−îng tö Short noise ………………................................... 53 3.2.2 NhiÔu nhiÖt cña m¸y thu ............................................................... 54 3.2.3 NhiÔu c−êng ®é Laser ................................................................... 55 3.2.4 NhiÔu giao thoa quang .................................................................. 55 3.2.5 Tû sè tÝn hiÖu trªn t¹p ©m tæng....................................................... 58 3.2.6 øng dông cña c¸c hÖ thèng SCMA ®¬n kªnh ................................ 55 3.3 §a truy nhËp sãng mang phô ®a kªnh .................... 3.3.1 Kh¸i niÖm vÒ hÖ thèng SCMA ®a kªnh ........................................ 61 3.3.2 §Æc ®iÓm cña hÖ thèng SCMA ®a kªnh ….................................... 62 3.3.3 Tû sè tÝn hiÖu trªn t¹p ©m tæng ...................................................... 64 3.3.4 øng dông cña c¸c hÖ thèng SCMA ®a kªnh .................................. 65 60 Ch−¬ng 4 : kü thuËt ®a truy nhËp ph©n chia theo thêi gian – TDMA 4.1 Giíi thiÖu chung .................................................................. 68 -iv- 4.2 C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n cña Kü thuËt TDMA ………. 68 4.3 øng dông m¹ng Kü thuËt ®a truy nhËp TDMA .... 71 4.3.1 ATM-PON (ATM dùa trªn m¹ng quang thô ®éng) ...................... 71 4.3.2 E- PON (Ethernet dùa trªn m¹ng quang thô ®éng) ....................... 74 Ch−¬ng 5 : kü thuËt ®a truy nhËp ph©n chia theo m∙ - cdma 5.1 Tæng quan kü thuËt ®a truy nhËp CDMA .............. 78 5.2 C¸c m¹ng sö dông kü thuËt CDMA ............................. 78 5.2.1 M¹ng sö dông kü thuËt CDMA t¸ch sãng trùc tiÕp ...................... 5.2.2 M¹ng CDMA quang kÕt hîp......................................................... 85 5.2.3 §Æc ®iÓm cña c¸c m¹ng sö dông kü thuËt CDMA quang.............. 87 78 Ch−¬ng 6 : ®Ò xuÊt m« h×nh øng dông m¹ng man T¹i b−u ®iÖn hµ néi 6.1 HiÖn tr¹ng m¹ng viÔn th«ng cña B§HN .................. 88 6.1.1 M¹ng truyÒn dÉn ........................................................................... 88 6.1.2 M¹ng tæng ®µi ............................................................................... 88 6.1.3 M¹ng DDN truyÒn thèng ……………………………………….. 6.1.4 M¹ng truyÒn sè liÖu ATM + IP ..................................................... 90 6.1.5 M¹ng truy nhËp b¨ng réng ADSL & SHDSL ................................ 91 6.2 §¸nh gi¸ øng dông truy nhËp quang cña b®hn 6.3 Dù b¸o nhu cÇu ph¸t triÓn ............................................ 96 6.4 Ph©n tÝch gi¶i ph¸p øng dông x©y dùng m¹ng .... 99 6.5 Lùa chän gi¶i ph¸p c«ng nghÖ truy nhËp .............. 103 6.6 Mét sè chØ tiªu c¬ b¶n khi x©y dùng m¹ng …….. 6.7 §Ò xuÊt cÊu h×nh øng dông m¹ng MAN .................... 107 90 94 105 KÕt luËn................................................................................................. 110 Tµi liÖu tham kh¶o ........................................................................... 111 -v- ThuËt ng÷ vµ ch÷ viÕt t¾t ADSL Asymmetric Digital Sub Line Thuª bao sè kh«ng ®èi xøng AON All –optical network M¹ng toµn quang ADM Add/ Drop Multiplexer Bé ghÐp kªnh xen rÏ APD Avalanche Photodiode §ièt t¸ch sãng th¸c AR Antireflection Coating Vá chèng ph¶n x¹ ASK Amplitude Shift Keying Kho¸ dÞch biªn ®é ATM Asynchronous Transfer Mode Mode chuyÓn giao kh«ng ®ång bé B-ISDN Broadband Integrated Digital network BPF BandPass Filter Bé läc b¨ng th«ng BRAS Broadband Access Server Server truy nhËp b¨ng réng CNR Carrier –to- Noise Ratio Tû sè sãng mang trªn nhiÔu COT Central Office terminal ThiÕt bÞ ®Çu cuèi tæng ®µi CT Central terminal ThiÕt bÞ ®Çu cuèi tËp trung DBR Distributed Bragg Reflecter Ph¶n x¹ ph©n bè Bragg DCN Digital Communication network M¹ng th«ng tin sè DCS Digital Cross -connect system Bé nèi chÐo sè Service M¹ng sè liªn kÕt ®a dÞch vô b¨ng réng DEMUX Demultiplexer Bé gi¶i ghÐp (t¸ch) kªnh DFB Distributed Feedback Håi tiÕp ph©n bè DLC Digital loop Carrier TruyÒn t¶i m¹ch vßng sè DR Distributed reflector Bé ph¶n x¹ ph©n bè DSL Digital sub line §−êng d©y thuª bao sè DSLAM DSL access Multiplexer Bé ghÐp ®−êng thuª bao sè FBG Fiber Bragg grating C¸ch tö quang Bragg FP-LD Fabry-Perot laser diode §i èt la-de Fabry-Perot FSK Frequency Shift Keying Kho¸ dÞch tÇn sè FTTB Fiber to the Building C¸p quang tíi toµ nhµ FTTC Fiber to the Curb C¸p quang tíi khu d©n c− -vi- FTTH Fiber to the home C¸p quang tíi nhµ FTTL Fiber to the loop M¹ch vßng c¸p quang FTTO Fiber to the office C¸p quang tíi c«ng së FWM Four –Wave Mixing Trén bèn sãng GGL Gain Guided laser Lade ®iÒu khiÓn khuyÕch ®¹i GI Graded Index ChØ sè Gradien GRIN Graded refractive Index ChØ sè chiÕt suÊt Gradien IF Intermediate frequency Trung tÇn IGL Index Guided laser Lade ®iÒu khiÓn chØ sè chiÕt suÊt IM Intensity Modulation §iÒu biÕn c−êng ®é IMD Intermodulation Distortion MÐo ®iÒu chÕ t−¬ng hç LD Laser diode §ièt lade LED Light Emitting Diode §ièt ph¸t quang LED LO Local Oscillator Dao ®éng néi LOC Large Optical Cavity Hèc céng h−ëng quang réng MAN Metropolitan Area Network M¹ng khu vùc néi thÞ MQW Multiple Quantum Well GiÕng l−îng tö MUX Multiplexer Bé ghÐp kªnh MZ Mach –Zehnder Bé ®iÒu chÕ Mach –Zehnder OA Optical amplifier Bé khuÕch ®¹i quang OADM Optical Add/Drop Multiplexer Bé ghÐp kªnh xen rÏ quang OFA Optical fiber amplifier Bé khuÕch ®¹i quang sîi ONI Optical Network interface Giao diÖn m¹ng quang ONNI Optical network – to – network Giao diÖn m¹ng –m¹ng interface quang ONU Optical network Unit ThiÕt bÞ m¹ng quang OTN Optical transport network M¹ng truyÒn t¶i quang OXC Optical Cross connect Nèi chÐo quang PDS Passive Distribute Service DÞch vô ph©n phèi thô ®éng -vii- PIN Positive Intrinsic Negative CÊu tróc PIN PON Passive optical network M¹ng quang thô ®éng PSK Phase shift keying Kho¸ dÞch pha RF Radio frequency TÇn sè v« tuyÕn RIN Relative Intensity Noise NhiÔu c−êng ®é t−¬ng ®èi RPR Resilient packet ring M¹ng vßng chuyÓn m¹ch gãi tù håi phôc SBS Stimulated Brillouin Scattering T¸n x¹ Brillouin kÝch thÝch SCM Subcarrier Multiplexing GhÐp kªnh sãng mang phô SDSL Symmetric digital sub line Thuª bao sè ®èi xøng SEL Surface Emitting laser La-de ph¸t mÆt SPM Self phase modulation Tù ®iÒu chÕ pha SRS Stimulated Raman Scattering T¸n x¹ raman kÝch thÝch TDM Time division Multiplexing GhÐp kªnh theo thêi gian TDMA Time division Multiple Access §a truy nhËp theo thêi gian TT Tunable transmitter Bé ph¸t ®iÒu chØnh ®−îc TR Tunable receiver Bé thu ®iÒu chØnh ®−îc FT Fixed – tuned transmitter Bé ph¸t cè ®Þnh RF Fixed – tuned receiver Bé thu cè ®Þnh VPN Virtual private network DÞch vô m¹ng riªng ¶o WDM Wavelength Division Multiplex GhÐp kªnh theo b−íc sãng WDMA Wavelength Division Multiple §a truy nhËp theo b−íc Access sãng WGR Wavelength Grating Router Bé ®Þnh tuyÕn c¸ch tö dÉn sãng WR Wavelength Router Bé ®Þnh tuyÕn b−íc sãng WRC Wavelength routing Controller Bé ®iÒu khiÓn ®Þnh tuyÕn b−íc sãng WT Wavelength terminal ThiÕt bÞ kÕt cuèi b−íc sãng XPM Cross Phase Modulation §iÒu chÕ ngang (chÐo) pha -viii- danh môc b¶ng B¶ng 2.1 Quan hÖ gi÷a sè nót m¹ng (N) vµ sè b−íc (h) xuÊt ph¸t tõ 33 mét nót nguån trong gi¶n ®å ShuffleNet (p,k) ....................... B¶ng 2.2 Mét sè th«ng sè ®¹i diÖn biÓu ®å ShuffleNet ....................... 34 B¶ng 2.3 C¸c tham sè thö nghiÖm m¹ng HORNET ............................. 45 B¶ng 6.1 Kü thuËt truyÒn dÉn tõ tæng ®µi ®Õn thuª bao ……………… 104 B¶ng 6.2 Kü thuËt truyÒn dÉn tõ thuª bao ®Õn tæng ®µi ……………… 104 Danh môc h×nh vÏ H×nh 1.1. H×nh 1.2. H×nh 1.3. H×nh 1.4. H×nh 1.5 H×nh 1.6 H×nh 1.7 H×nh 1.8 H×nh 1.9 H×nh 1.10 H×nh 1.11 H×nh 2.1 H×nh 2.2 Mét sè cÊu kiÖn quang thô ®éng ........................................... Bé ghÐp h×nh sao 8x8 t¹o ra b»ng 12 bé ghÐp sîi ®¬n mode . C¸c bé ghÐp h×nh sao ............................................................. S¬ ®å khèi hÖ thèng WDM .................................................... ThiÕt bÞ ghÐp –t¸ch kªnh hçn hîp (MUX-DEMUX) ............. Xuyªn kªnh ............................................................................ §ièt laze ®iÒu chØnh ®−îc sö dông hèc ngoµi ........................ Laser MAGIC ........................................................................ §ièt laze håi tiÕp ph©n bè hai ®o¹n ....................................... S¬ ®è cÊu tróc diode laze ph¶n x¹ ph©n bè Bragg ................ S¬ ®å khèi bé läc quang ®iÒu chØnh ®−îc .............................. M¹ng WDMA h×nh sao ®¬n b−íc “qu¶ng b¸ vµ lùa chän”.... S¬ ®å chuyÓn ®æi tr¹ng th¸i kÕt hîp víi sè b−íc sãng ®−îc sö dông .................................................................................. 2 2 4 4 5 9 9 9 10 11 12 15 17 H×nh 2.3 Quan hÖ sè b−íc sãng bËn -T¶i ρ vµ sè b−íc sãng cùc ®¹i ... 20 H×nh 2.4 Nguyªn lý ®Þnh tuyÕn b−íc sãng m¹ng WDMA ®¬n b−íc .. 220 H×nh 2.5 M¹ng ®Þnh tuyÕn theo b−íc sãng N = 3 21 nót ,sö dông phÇn tö WDM .................................................. H×nh 2.6 M¹ng ®Þnh tuyÕn theo b−íc sãng sö dông chuyÓn m¹ch kh«ng gian chän b−íc sãng ............... 23 -ix- H×nh 2.7 Nguyªn lý ho¹t ®éng m¹ng LLN …………………………... 24 H×nh 2.8 T¸i sö dông b−íc sãng trong m¹ng LLN ............................... 25 H×nh 2.9 Quan hÖ thêi gian ®îi vµ t¶i cho m¹ng ®Öm ®Çu ra ®Çu vµo 26 H×nh 2.10 Chän kªnh trong m¹ng WDMA thu kÕt hîp ......................... 27 H×nh 2.11 MÊt m¸t c«ng suÊt do xuyªn kªnh trong bé t¸ch sãng quang 28 H×nh 2.12 Quan hÖ gi÷a c«ng suÊt cùc ®¹i trªn kªnh vµ sè kªnh cho 29 4 ¶nh h−ëng phi tuyÕn trong m¹ng WDMA ……………….. H×nh 2.13 CÊu tróc m¹ng ®a chÆng WDMA h×nh sao 8 nót ................... 30 H×nh 2.14 BiÓu ®å kÕt nèi trùc tiÕp Shufflenet m¹ng ®a chÆng 32 h×nh sao 8 nót.......................................................................... H×nh 2.15 BiÓu diÔn th«ng l−îng trªn mét nót, sè nót N 35 cho m¹ng WDMA shuffleNet ................................................ H×nh 2.16 CÊu tróc m¹ng Lambdanet WDMA ....................................... 36 H×nh 2.17 CÊu tróc c¬ b¶n cña m¹ng FOX ............................................. 38 H×nh 2.18 CÊu tróc m¹ng WDMA –Hypass ........................................... 39 H×nh 2.19 Minh ho¹ thuËt to¸n th¨m dß h×nh c©y trong tr−êng hîp 40 cã 4 gãi d÷ liÖu ®ång thêi ®Õn cïng mét ®Ých ....................... H×nh 2.20 Quan hÖ gi÷a thêi gian trÔ trung b×nh 41 vµ t¶i ρ trong m¹ng Hypass ................................................... H×nh 2.21 M¹ng metro WDM ringo ................................................... 42 H×nh 2.22 CÊu tróc nót RINGO ............................................................. H×nh 2.23 CÊu tróc chuyÓn m¹ch Starnet ............................................... 43 H×nh 2.24 CÊu tróc m¹ng HORNET....................................................... H×nh 2.25 S¬ ®å cÊu tróc nót truy nhËp (AN) trong m¹ng HORNET .... 46 H×nh 2.26 Nguyªn lý ho¹t ®éng giao thøc CSMA/CA 43 46 47 trong m¹ng HORNET ……………………………………… H×nh 3.1 Nguyªn lý kü thuËt ®iÒu chÕ SCM …………………………. 49 H×nh 3.2 M¹ng SCMA cÊu tróc h×nh sao .............................................. 51 H×nh 3.2 (a) Phæ c«ng suÊt quang cña hai Laser ®¬n mode däc 53 -x- cã ®é lÖch tÇn sè trung t©m b»ng δv ..................................... H×nh 3.2(b) Phæ c«ng suÊt ®iÖn cña thµnh phÇn nhiÔu khi δv ≠0 .............. 57 H×nh 3.2 (c) Phæ c«ng suÊt ®iÖn cña thµnh phÇn nhiÔu khi δv = 0 ............ 57 H×nh 3.3 59 Tû sè (SNRtot) tæng vµ 4 lo¹i nhiÔu trong hÖ thèng SCMA ®¬n kªnh ..................................................... H×nh 3.4 H−íng lªn hÖ thèng FITL dùa trªn SCMA –PON ................ 60 H×nh 3.5 M¹ng SCMA ®a kªnh , N b−íc sãng vµ M nót m¹ng 61 trªn mét b−íc sãng ............................................................... H×nh 3.6 G¸n kªnh tÇn trong m¹ng SCMA ®a kªnh ............................. 62 H×nh 3.7 CÊu tróc chuyÓn m¹ch gãi tèc ®é cao dùa trªn 66 SCMA ®a kªnh øng dông cho MAN ……………………….. H×nh 4.1 M¹ng quang thô ®éng dùa trªn cÊu tróc Bus ......................... 69 H×nh 4.2 CÊu tróc cña ATM-PON......................................................... 72 H×nh 4.3 Khung thêi gian ATM-PON ®èi xøng 155 Mbps .................. 74 H×nh 4.4 S¬ ®å øng dông E-PON ......................................................... H×nh 4.5 Khe thêi gian h−íng lªn vµ h−íng xuèng E-PON ................. 76 H×nh 5.1 M¹ng CDMA quang .............................................................. 79 H×nh 5.2 M· ho¸ bÝt nguån tin ‘1’ víi chuçi chÝp CDMA. 75 79 Sè c¸c chÝp, F=25. Sè c¸c chip 1, K=5 .................................. H×nh 5.3 (a) Bé m· ho¸ quang vµ (b) bé gi¶i m· quang sö dông 82 c¸c ®−êng d©y trÔ quang song song........................................ H×nh 5.4 Hai m· quang trùc giao A vµ B .............................................. 84 H×nh 5.5 M· ho¸ vµ gi¶i m· phæ c¸c xung ¸nh s¸ng cùc ng¾n 86 trong c¸c m¹ng CDMA quang kÕt hîp .................................. H×nh 6.1 S¬ ®å ®Êu nèi c¸c tr¹m tæng ®µi - m¹ng B−u ®iÖn Hµ Néi .... 89 H×nh 6.2 CÊu tróc m¹ng truyÒn sè liÖu ATM + IP ............................... 91 H×nh 6.3 S¬ ®å cÊu tróc m¹ng truy nhËp ADSL & SHDSL .................. 92 H×nh 6.4 S¬ ®å m¹ng truy nhËp ADSL vµ SHDSL – B−u ®iÖn Hµ Néi 93 H×nh 6.5 S¬ ®å triÓn khai MAN øng dông c«ng nghÖ 108 HORNET trªn m¹ng Hµ Néi ................................................. -xi- Lêi më ®Çu Ngµy nay, thÕ giíi ®ang b−íc sang kû nguyªn cña th«ng tin, trong ®ã c«ng nghÖ th«ng tin vµ truyÒn th«ng lµ ®éng lùc thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña x· héi. Do ®ã, nhu cÇu truyÒn th«ng ngµy cµng lín víi nhiÒu dÞch vô míi b¨ng réng vµ ®a ph−¬ng tiÖn trong ®êi sèng kinh tÕ – x· héi cña tõng quèc gia còng nh− kÕt nèi toµn cÇu. §Ó ®¸p øng ®−îc vai trß ®éng lùc thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña kû nguyªn th«ng tin, m¹ng truyÒn th«ng cÇn ph¶i cã kh¶ n¨ng truyÒn dÉn tèc ®é cao, b¨ng th«ng réng, dung l−îng lín. Mét trong gi¶i ph¸p ®Ó t¹o ra m¹ng truyÒn th«ng cã kh¶ n¨ng truyÒn dÉn ®ã lµ m¹ng th«ng tin quang tèc ®é cao. MÆc dï cã sù ph¸t triÓn nhanh vÒ c«ng nghÖ, cÊu tróc m¹ng vµ cÊu h×nh c¸c hÖ thèng truyÒn dÉn quang trong c¸c øng dông thùc tÕ, song vÒ c¬ b¶n m¹ng th«ng tin quang cã thÓ chia lµm hai phÇn lµ m¹ng truy nhËp vµ m¹ng truyÒn t¶i. M¹ng truyÒn t¶i víi môc tiªu truyÒn c¸c l−u l−îng lín víi b¨ng tÇn réng nh»m tho¶ m·n nhu cÇu truyÒn t¶i trong cÊu tróc m¹ng hiÖn ®¹i. Trªn c¬ së ®ã, vÊn ®Ò th«ng suèt l−u l−îng ®−îc ®Æt ra nh− lµ mét nÒn t¶ng cho viÖc tho¶ m·n nhu cÇu b¨ng tÇn réng cña kh¸ch hµng mµ kh«ng cÇn quan t©m tíi néi dung cña luång tÝn hiÖu. §©y còng lµ néi dung yªu cÇu tiÕn ®Õn m¹ng toµn quang thÕ hÖ sau (all optical network). M¹ng truy nhËp quang ë nhiÒu n¬i ®· ®−îc khai th¸c cã hiÖu qu¶ vµ ®· ®¸p øng ®−îc nhiÒu lo¹i h×nh dÞch vô. Tuy nhiªn, nhu cÇu th«ng tin ngµy mét ph¸t triÓn m¹nh, c¸c yªu cÇu vÒ c¸c hÖ thèng truy nhËp quang cho m¹ng néi h¹t cã b¨ng tÇn réng ®· ®−îc ®Æt ra nh»m tho¶ m·n sù ph¸t triÓn cña m¹ng vµ c¸c lo¹i h×nh dÞch vô cã b¨ng tÇn vµ chÊt l−îng cao. §Ó thùc hiÖn c¸c môc ®Ých trªn ng−êi ta ®· vµ ®ang nghiªn cøu rÊt nhiÒu c¸c gi¶i ph¸p kü thuËt, mét trong sè ®ã lµ kü thuËt ®a truy nhËp quang nh»m t¹o ra c¸c së cø khoa häc cho viÖc thiÕt kÕ vµ øng dông c¸c m¹ng quang ®a truy nhËp, néi dung luËn v¨n bao gåm: Ch−¬ng 1 giíi thiÖu mét sè phÇn tö sö dông trong m¹ng quang ®a truy nhËp. Nghiªn cøu chøc n¨ng, nguyªn lý ho¹t ®éng vµ ®Æc tÝnh kü thuËt cña mét sè cÊu kiÖn quang thô ®éng vµ c¸c phÇn tö ®iÒu chØnh ®−îc øng dông trong m¹ng quang ®a truy nhËp (Bé ph¸t thay ®æi, bé thu thay ®æi vµ bé läc thay ®æi ®−îc). -xii- Ch−¬ng 2 sÏ tr×nh bµy vÒ kü thuËt ®a truy nhËp ph©n chia theo b−íc sãng WDMA trong ®ã ®−a ra tæng quan vÒ c«ng nghÖ WDMA, c¸c kh¸i niÖm vÒ m¹ng WDMA ®¬n b−íc vµ ®a b−íc ®ång thêi ph©n tÝch cÊu tróc, ®Æc tÝnh kü thuËt cña c¸c m¹ng WDMA ®¬n b−íc vµ ®a b−íc vµ nghiªn cøu mét sè cÊu tróc vµ giao thøc m¹ng øng dông kü thuËt WDMA. Ch−¬ng 3 nghiªn cøu vÒ kü thuËt ®a truy nhËp ph©n chia theo sãng mang phô SCMA t×m hiÓu c¸c ®Æc ®iÓm vÒ kü thuËt ®a truy nhËp sãng mang phô ®¬n kªnh, kü thuËt ®a truy nhËp sãng mang phô ®a kªnh, ®−a ra c¸c ph©n tÝch ¶nh h−ëng vÒ nhiÔu g©y ra liªn quan ®Õn hiÖu suÊt cña m¹ng vµ nªu øng dông cña kü thuËt SCMA. Ch−¬ng 4 m« t¶ kü thuËt ®a truy nhËp theo thêi gian TDMA víi hai ph−¬ng thøc xö lý ghÐp dßng tÝn hiÖu d−íi d¹ng chÌn bÝt vµ d¹ng khèi. Tr×nh bµy c¸c m¹ng øng dông: M¹ng A-PON (ATM dùa trªn m¹ng quang thô ®éng) vµ M¹ng E-PON (Ethernet dùa trªn m¹ng quang thô ®éng). Ch−¬ng 5 nghiªn cøu ®Æc ®iÓm cña kü thuËt ph©n chia theo m· CDMA liªn quan ®Õn c¸c kü thuËt CDMA t¸ch sãng trùc tiÕp vµ m¹ng CDMA quang kÕt hîp vµ ®Æc ®iÓm cña c¸c m¹ng sö dông kü thuËt CDMA quang. Ch−¬ng 6 ®Ò xuÊt kh¶ n¨ng øng dông m« h×nh øng dông MAN trªn m¹ng cña B−u ®iÖn Hµ néi ®Ó chuyÓn t¶i l−u l−îng cho c¸c m¹ng b¨ng réng vµ tõng b−íc cã thÓ thay thÕ c¸c m¹ng truyÒn dÉn kªnh truyÒn thèng. ViÖc triÓn khai øng dông m¹ng MAN nhê kü thuËt WDMA còng nh− øng dông cña kü thuËt WDMA trong c¸c m¹ng ®−êng trôc vµ m¹ng diÖn réng ®−îc m« t¶ cho thÊy møc ®é vµ tÝnh kh¶ thi khi ¸p dông cÊu tróc MAN cho viÖc truyÒn t¶i d÷ liÖu chuyÓn m¹ch gãi rÊt phï hîp cho c¸c øng dông cña m¹ng thÕ hÖ sau NGN vµo thùc tÕ nh− thÕ nµo. -1- Ch−¬ng 1 tæng quan vÒ c¸c phÇn tö sö dông trong m¹ng quang ®a truy nhËp 1.1 giíi thiÖu chung. Trong kü thuËt ®a truy nhËp quang, vÒ mÆt b−íc sãng ta cã kü thuËt ghÐp kªnh theo b−íc sãng WDM t−¬ng øng lµ kü thuËt truy nhËp WDMA, ghÐp kªnh nhiÒu sãng mang SCM t−¬ng øng lµ kü thuËt truy nhËp SCMA, vÒ mÆt thêi gian ta cã kü thuËt truy nhËp theo thêi gian TDMA vµ truy nhËp ph©n chia theo m· CDMA. Trong c¸c m¹ng truy nhËp quang dßng bÝt d÷ liÖu h−íng ®i tõ ng−êi sö dông ®Õn tæng ®µi cã l−u l−îng nhá vµ h−íng vÒ tõ tæng ®µi ®Õn ng−êi sö dông cã l−u l−îng lín h¬n rÊt nhiÒu, v× vËy, kü thuËt truy nhËp cho c¸c h−íng còng kh¸c nhau. §Ó thùc hiÖn ®−îc m¹ng quang ®a truy nhËp cÇn ph¶i cã mét sè cÊu kiÖn quang, th«ng th−êng ®−îc gäi lµ c¸c thiÕt bÞ quang thô ®éng. Tuú theo c¸c chøc n¨ng thùc hiÖn mµ chóng ®−îc chia ra c¸c lo¹i nh− sau : • Bé chia quang: Bé nµy thùc hiÖn chia c«ng suÊt quang tõ mét ®Çu vµo duy nhÊt tíi mét sè ®Çu ra. • Bé tæng hîp quang: Bé nµy thùc hiÖn chøc n¨ng ng−îc l¹i cña bé chia, nã tæng hîp mét sè tÝn hiÖu quang ë c¸c ®−êng vµo vµ ®−a tíi mét ®Çu ra duy nhÊt. • Bé ghÐp h×nh sao qu¶ng b¸: ThiÕt bÞ nµy thùc hiÖn viÖc kÕt hîp c¸c tÝn hiÖu quang tõ c¸c cæng vµo vµ chia ®Òu nã cho c¸c cæng ra. • ThiÕt bÞ ghÐp kªnh theo b−íc sãng : ThiÕt bÞ nµy tæng hîp c¸c kªnh cã b−íc sãng kh¸c nhau t¹i c¸c ®Çu vµo vµ ®−a ra mét ®Çu ra duy nhÊt. • ThiÕt bÞ t¸ch kªnh theo b−íc sãng : ThiÕt bÞ nµy chia ®a kªnh quang tõ mét ®Çu vµo thµnh c¸c ®Çu ra kh¸c nhau tuú thuéc vµo b−íc sãng cña chóng. • C¸c bé c¸c ly quang: Cã nhiÖm vô b¶o vÖ bé ph¸t hoÆc bÊt cø thiÕt bÞ liªn quan ®Õn ®é nh¹y tõ nh÷ng tÝn hiÖu ph¶n x¹ kh«ng mong muèn. • Bé läc quang : ThiÕt bÞ nµy thùc hiÖn chän läc mét kªnh trong sè c¸c kªnh ®Õn ®Çu vµo, vµ ®−a kªnh ®−îc chän nµy ®Õn ®Çu ra. Ngoµi ra trong mét sè m¹ng quang ®a truy nhËp yªu cÇu mét vµi phÇn tö ®iÒu chØnh ®−îc, vÝ dô nh− bé ph¸t thay ®æi ®−îc (Tx- Tunable), bé thu -2- thay ®æi ®−îc (Rx- Tunable) vµ c¸c bé läc quang thay ®æi ®−îc. §©y lµ c¸c phÇn tö tÝch cùc, nã cã vÞ trÝ ®Æc biÖt quan träng trong c¸c m¹ng quang sö dông kü thuËt ®a truy nhËp theo b−íc sãng (WDMA). N a λ1 λn λ1 ...... λn b c λ1 λ1 ...... λn e d M λn f H×nh 1.1 CÊu kiÖn quang thô ®éng. a. Bé chia quang. d. Bé ghÐp kªnh theo b−íc sãng. b. Bé tæng hîp quang. e. Bé t¸ch kªnh theo b−íc sãng. c. Bé ghÐp h×nh sao qu¶ng b¸. f. Bé c¸ch ly quang. 1.2 Bé ghÐp h×nh sao qu¶ng b¸. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 H×nh 1.2 Bé ghÐp h×nh sao 8x8 t¹o ra b»ng 12 bé ghÐp sîi ®¬n mode. Vai trß cña mét bé ghÐp h×nh sao lµ kÕt hîp c¸c tÝn hiÖu quang tõ c¸c cæng ®Çu vµo vµ chia ®Òu nã trªn c¸c cæng ®Çu ra nh− chØ ra trªn h×nh 1.2. Kh«ng nh− c¸c bé t¸ch kªnh, c¸c bé ghÐp h×nh sao kh«ng chøa c¸c phÇn tö -3- lùa chän b−íc sãng. V× vËy chóng kh«ng cã kh¶ n¨ng t¸ch c¸c kªnh riªng rÏ. Trong tr−êng hîp tæng qu¸t sè c¸c cæng ®Çu vµo vµ c¸c cæng ®Çu ra kh«ng cÇn ph¶i b»ng nhau vµ ký hiÖu lµ (NxM), trong ®ã N lµ sè cæng ®Çu vµo vµ M lµ sè cæng ®Çu ra. Cã mét sè kiÓu bé ghÐp h×nh sao ®· ®−îc ph¸t triÓn. Lo¹i bé ghÐp ®Çu tiªn sö dông c¸c bé ghÐp sîi 3dB. Mçi bé ghÐp sîi cã kh¶ n¨ng ghÐp hai tÝn hiÖu ®Çu vµo vµ ph©n chia ®Òu trªn hai cæng ®Çu ra, còng cã nghÜa lµ bé ghÐp h×nh sao 2x2. C¸c h×nh sao bËc cao h¬n NxN cã thÓ ®−îc t¹o ra b»ng c¸ch gép mét sè bé ghÐp 2x2 víi nhau trong ®ã N lµ béi sè lÇn cña 2. H×nh 1.2 m« t¶ s¬ ®å nh− vËy cho cÊu tróc h×nh sao 8x8 t¹o thµnh tõ 12 bé ghÐp 2x2. §Ó t¹o ra ®−îc bé coupler h×nh sao NxN th× sè bé coupler 3 dB cÇn thiÕt ®−îc tÝnh theo biÓu thøc sau: N N C = log 2 N 1.1 2 NÕu gäi β lµ suy hao cña tÝn hiÖu khi ®i qua coupler 3dB th× hÖ sè nµy ®−îc x¸c ®Þnh b»ng tæng sè c«ng suÊt ®Çu ra trªn tæng c«ng suÊt ®Çu vµo, th«ng th−êng gi¸ trÞ nµy ®−îc biÓu diÔn theo ®¬n vÞ deciBel. Suy hao tæng cña tÝn hiÖu khi ®i qua bé ghÐp h×nh sao NxN ®−îc tÝnh nh− biÓu thøc (1.2). Nh− vËy khi sè cæng t¨ng lªn th× suy hao tÝn hiÖu qua bé ghÐp còng t¨ng lªn. ⎧ β log 2 N ⎫ Loss [ dB ] = − 10 log 10 ⎨ ⎬ ≅ 10 (1 − 3 .3 log 10 β ). log 10 N 1.2 N ⎩ ⎭ Cã mét gi¶i ph¸p kh¸c ®−îc ®−a ra lµ sö dông c¸c bé ghÐp biconicaltaper (th¾t lµm hai h×nh chãp nãng ch¶y) ®Ó t¹o ra c¸c bé ghÐp h×nh sao v÷ng vµng, ch¾c ch¾n. H×nh 1.3 m« t¶ s¬ ®å sao truyÒn dÉn vµ sao ph¶n x¹ ®−îc t¹o ra b»ng c«ng nghÖ nµy. Kü thuËt nµy lµm nãng ch¶y mét sè l−îng lín c¸c sîi l¹i víi nhau vµ kÐo dµi phÇn nãng ch¶y thµnh d¹ng cÊu tróc th¾t hai phÇn. ë phÇn cã d¹ng h×nh nªm, tÝn hiÖu tõ mçi sîi ®−îc ghÐp l¹i víi nhau vµ chia ®Òu ra trªn c¸c cæng ®Çu ra. CÊu tróc nh− vËy ho¹t ®éng t−¬ng ®èi tèt víi sîi ®a mode. Cßn trong tr−êng hîp sîi ®¬n mode th× nã bÞ h¹n chÕ do chØ cã thÓ lµm nãng ch¶y ®−îc vµi sîi. C¸c bé ghÐp nãng ch¶y 2x2 sö dông sîi ®¬n mode ®−îc chÕ t¹o tõ kh¸ sím. Chóng cã thÓ ®−îc thiÕt kÕ ®Ó ho¹t ®éng trªn mét ph¹m vi b−íc sãng réng. -4- (a) (b) a, Bé ghÐp sao truyÒn dÉn ; b, Bé ghÐp sao ph¶n x¹ H×nh 1.3 C¸c bé ghÐp h×nh sao. 1.3 bé ghÐp kªnh (MUX) vµ t¸ch kªnh (DE-MUX). 1.3.1 Nguyªn lý c¬ b¶n ghÐp kªnh theo b−íc sãng quang. i1(λ1) O1(λ1) MUX in(λn) o(λ1 .....λn) DE-MUX i(λ1 .....λn) On(λn) H×nh 1.4 S¬ ®å khèi hÖ thèng WDM Nguyªn lý c¬ b¶n cña ghÐp kªnh theo b−íc sãng quang ®−îc minh ho¹ ë h×nh 1.4. Cã hai ph−¬ng ¸n thiÕt lËp hÖ thèng truyÒn dÉn sö dông ghÐp b−íc sãng quang WDM ®ã lµ: Ph−¬ng ¸n truyÒn dÉn ghÐp b−íc sãng quang theo mét h−íng, lµ sù kÕt hîp c¸c tÝn hiÖu cã b−íc sãng kh¸c nhau vµo sîi quang t¹i mét ®Çu vµ thùc hiÖn t¸ch chóng ®Ó chuyÓn tíi c¸c bé t¸ch sãng quang ë ®Çu kia. Th«ng th−êng cÇn ph¶i sö dông hai sîi quang ®Ó thùc hiÖn truyÒn tÝn hiÖu th«ng tin cho chiÒu ®i vµ chiÒu vÒ. Ph−¬ng ¸n truyÒn dÉn hai h−íng th× kh«ng qui ®Þnh ph¸t ë mét ®Çu vµ thu ë mét ®Çu; ®iÒu nµy tøc lµ cã thÓ truyÒn th«ng tin theo mét h−íng t¹i c¸c b−íc sãng λ1, λ2 , λ3, .......λj ......λn vµ ®ång thêi còng truyÒn th«ng tin kh¸c theo h−íng ng−îc l¹i t¹i c¸c b−íc sãng λ1’, λ2’, λ3’, .......λj’......λn’. Ph−¬ng ¸n nµy chØ cÇn sö dông mét sîi còng cã thÓ thiÕt lËp ®−îc mét hÖ thèng truyÒn dÉn cho c¶ chiÒu ®i vµ chiÒu vÒ. §Ó thùc hiÖn mét hÖ thèng WDM theo mét h−íng, th× cÇn ph¶i cã bé ghÐp kªnh b−íc sãng MUX ë ®Çu ph¸t ®Ó kÕt hîp c¸c tÝn hiÖu quang tõ c¸c nguån ph¸t quang kh¸c nhau ®−a vµo mét sîi quang chung. T¹i ®Çu thu, cÇn ph¶i cã mét bé t¸ch kªnh DEMUX ®Ó thùc hiÖn t¸ch c¸c kªnh quang t−¬ng øng. Nh×n chung, c¸c -5- laze ®¬n mode th−êng kh«ng ph¸t mét l−îng c«ng suÊt ®¸ng kÓ nµo ë ngoµi ®é réng phæ kªnh ®· ®Þnh tr−íc cña chóng, cho nªn kh«ng cÇn ph¶i ®Ó ý ®Õn vÊn ®Ò xuyªn kªnh ë ®Çu ph¸t. VÊn ®Ò ®¸ng quan t©m ë ®©y lµ bé ghÐp kªnh cÇn cã suy hao thÊp ®Ó sao cho tÝn hiÖu tõ nguån quang tíi ®Çu ra bé ghÐp Ýt bÞ suy hao. §èi víi bé t¸ch kªnh, v× c¸c bé t¸ch sãng quang th−êng nh¹y c¶m trªn c¶ mét vïng réng c¸c b−íc sãng cho nªn nã cã thÓ thu ®−îc toµn bé c¸c b−íc sãng ®· ®−îc ph¸t ®i tõ phÝa thiÕt bÞ ph¸t. Nh− vËy, ®Ó ng¨n chÆn c¸c tÝn hiÖu kh«ng mong muèn mét c¸ch cã hiÖu qu¶, ph¶i cã biÖn ph¸p c¸ch ly tèt c¸c kªnh quang. §Ó thùc hiÖn ®iÒu nµy, cÇn thiÕt kÕ c¸c bé t¸ch kªnh chÝnh x¸c hoÆc sö dông c¸c bé läc quang rÊt æn ®Þnh vµ cã b−íc sãng c¾t chÝnh x¸c. VÒ nguyªn lý, bÊt kú mét bé ghÐp kªnh nµo còng cã thÓ ®−îc dïng lµm bé t¸ch kªnh. Nh− vËy hiÓu ®¬n gi¶n, tõ “bé ghÐp-Multiplexer” trong tr−êng hîp nµy th−êng ®−îc sö dông ë d¹ng chung ®Ó t−¬ng thÝch cho c¶ bé ghÐp vµ bé t¸ch kªnh, ngo¹i trõ tr−êng hîp cÇn thiÕt ph¶i ph©n biÖt hai thiÕt bÞ hoÆc hai chøc n¨ng. Ng−êi ta chia thiÕt bÞ ghÐp sãng quang thµnh ba lo¹i : Bé ghÐp kªnh (MUX ), bé t¸ch kªnh (DEMUX) vµ c¸c bé ghÐp vµ t¸ch hçn hîp (MUXDEMUX). C¸c bé MUX vµ DEMUX ®−îc dïng cho ph−¬ng ¸n truyÒn dÉn theo mét h−íng, cßn lo¹i thø ba (MUX-DEMUX) ®−îc sö dông cho ph−¬ng ¸n truyÒn dÉn hai h−íng trªn mét sîi. H×nh 1.5 m« t¶ cÊu tróc thiÕt bÞ ghÐp – t¸ch kªnh hçn hîp. ViÖc ph©n tÝch chÝnh x¸c thiÕt bÞ ghÐp ph¶i dùa trªn ma trËn chuyÓn ®æi víi c¸c phÇn tö cña ma trËn lµ Aij(x). C¸c phÇn tö nµy lµ c¸c hÖ sè phô thuéc vµo b−íc sãng, nã biÓu thÞ c¸c tÝn hiÖu quang ®i vµo cöa thø i vµ ra cöa ra thø j. TÝn hiÖu ghÐp kªnh Ik(λk) O(λk) I(λi) H×n Oi(λi) Sîi quang TÝn hiÖu t¸ch kªnh H×nh 1.5. ThiÕt bÞ ghÐp –t¸ch kªnh hçn hîp (MUX-DEMUX) -6- 1.3.2 C¸c tham sè c¬ b¶n cña bé ghÐp kªnh vµ t¸ch kªnh. C¸c tham sè c¬ b¶n ®Ó miªu t¶ ®Æc tÝnh cña c¸c bé ghÐp – t¸ch kªnh hçn hîp lµ suy hao xen, xuyªn kªnh, ®é réng kªnh. §Ó ®¬n gi¶n, ta h·y ph©n biÖt ra thµnh thiÕt bÞ mét h−íng ë h×nh 1.4 vµ thiÕt bÞ hai h−íng nh− ë h×nh 1.5. C¸c ký hiÖu I(λi) vµ O(λk) t−¬ng øng lµ c¸c tÝn hiÖu cã b−íc sãng λi , λk ë ®−êng chung. Ký hiÖu Ik(λk) lµ tÝn hiÖu ®Çu vµo ®−îc ghÐp vµo cöa thø k, tÝn hiÖu nµy ®−îc ph¸t tõ nguån ph¸t quang thø k. Ký hiÖu Oi(λi) lµ tÝn hiÖu cã b−íc sãng λi ®· ®−îc t¸ch vµ ®i ra tõ cöa thø i. B©y giê ta xem xÐt ba tham sè c¬ b¶n lµ suy hao xen, xuyªn kªnh, vµ ®é réng kªnh nh− sau : Suy hao xen : §−îc x¸c ®Þnh lµ l−îng c«ng suÊt tæn hao sinh ra trong tuyÕn truyÒn dÉn quang do tuyÕn cã thªm c¸c thiÕt bÞ ghÐp b−íc sãng quang WDM. Suy hao nµy bao gåm suy hao do c¸c ®iÓm ghÐp nèi c¸c thiÕt bÞ WDM víi sîi vµ suy hao b¶n th©n c¸c thiÕt bÞ ghÐp g©y ra. Suy hao xen ®−îc diÔn gi¶i t−¬ng tù nh− suy hao ®èi víi c¸c bé ghÐp coupler chung, nh−ng cã ®iÓm kh¸c lµ ë WDM chØ xÐt cho mét b−íc sãng ®Æc tr−ng: L i = − 10 log O (λ i ) I i (λ i ) ®èi víi thiÕt bÞ MUX L i = − 10 log O i (λ i ) I (λ i ) ®èi víi thiÕt bÞ DEMUX 1.3 1.4 Víi Li lµ suy hao t¹i b−íc sãng λi khi thiÕt bÞ ®−îc ghÐp xen vµo tuyÕn. Xuyªn kªnh : Lµ hiÖn t−îng mét l−îng nhá tÝn hiÖu tõ kªnh nµy bÞ rß sang kªnh kh¸c. C¸c møc xuyªn kªnh cho phÐp n»m ë d¶i rÊt réng tuú thuéc vµo tr−êng hîp ¸p dông, nh−ng nh×n chung ph¶i ®¶m b¶o nhá h¬n –30 dB trong mäi tr−êng hîp. Trong mét bé t¸ch kªnh lý t−ëng sÏ kh«ng cã sù rß c«ng suÊt tÝn hiÖu tõ kªnh thø i cã b−íc sãng λi sang c¸c kªnh kh¸c cã b−íc sãng kh¸c víi λi . Nh−ng trong thùc tÕ lu«n tån t¹i mét møc xuyªn kªnh nhÊt ®Þnh ®iÒu ®ã lµm gi¶m chÊt l−îng truyÒn dÉn cña hÖ thèng. Kh¶ n¨ng t¸ch c¸c kªnh kh¸c nhau ®−îc diÔn gi¶i b»ng suy hao xuyªn kªnh vµ ®−îc tÝnh b»ng dB : U (λ ) Di (λk ) = −10log[ i k ] 1.5 I (λk ) -7- Tõ h×nh 1.6 (a) ta thÊy Ui(λk) lµ l−îng tÝn hiÖu kh«ng mong muèn ë b−íc sãng λk do cã sù rß tÝn hiÖu trªn cöa ra thø i, mµ ®óng ra th× chØ cã tÝn hiÖu ë b−íc sãng λi. Trong thiÕt bÞ ghÐp –t¸ch kªnh hçn hîp nh− ë h×nh 1.6 (b), viÖc x¸c ®Þnh suy hao xuyªn kªnh còng ®−îc ¸p dông nh− bé t¸ch kªnh. Trong tr−êng hîp nµy, ph¶i xem xÐt c¶ hai lo¹i xuyªn kªnh “xuyªn kªnh ®Çu xa” lµ do c¸c kªnh kh¸c ®−îc ghÐp ®i vµo ®−êng truyÒn g©y ra, vÝ dô nh− I(λk) sinh ra Ui(λk). “ xuyªn kªnh ®Çu gÇn” lµ do c¸c kªnh kh¸c ë ®Çu vµo sinh ra, nã ®−îc ghÐp ë bªn trong thiÕt bÞ, nh− Ui (λj). Khi t¹o ra c¸c s¶n phÈm, c¸c nhµ chÕ t¹o ph¶i cho biÕt suy hao kªnh ®èi víi tõng kªnh cña thiÕt bÞ. Ij(λj) Sîi quang Oi(λi) + Ui(λk) DEMUX O(λj) λj λk I(λi)..... I(λk) (a) Oi(λ i) + Ui(λk) + Ui(λj) I(λi)... I(λk) (b) a) Bé t¸ch kªnh vµ b) Bé ghÐp –t¸ch kªnh hçn hîp. H×nh 1.6 Xuyªn kªnh §é réng kªnh : Lµ d¶i b−íc sãng dµnh cho mçi kªnh mµ nã ®Þnh ra do nguån ph¸t quang. NÕu nguån ph¸t quang lµ c¸c ®ièt laze th× c¸c ®é réng kªnh ®−îc yªu cÇu vµo kho¶ng mét vµi ®Õn hµng chôc nano mÐt ®Ó ®¶m b¶o kh«ng bÞ nhiÔu gi÷a c¸c kªnh do sù bÊt æn ®Þnh cña c¸c nguån ph¸t g©y ra, vÝ dô nh− khi nhiÖt ®é lµm viÖc thay ®æi sÏ lµm tr«i b−íc sãng. §èi víi nguån ph¸t quang lµ ®ièt ph¸t quang LED, yªu cÇu ®é réng kªnh ph¶i lín h¬n 10 ®Õn 20 lÇn. Nh− vËy, ®é réng kªnh ph¶i ®¶m b¶o ®ñ lín ®Ó tr¸nh nhiÔu gi÷a c¸c kªnh, v× thÕ nã ®−îc x¸c ®Þnh tuú theo tõng lo¹i nguån ph¸t. 1.4 ®ièt laze ®iÒu chØnh ®−îc b−íc sãng. §èi víi viÖc thiÕt kÕ hÖ thèng th× ®ièt laze lý t−ëng lµ lo¹i ph¸t x¹ ®¬n mode däc víi ®é réng phæ rÊt hÑp vµ tèc ®é ®iÒu chØnh b−íc sãng cì nano gi©y trªn kho¶ng b−íc sãng cì 100 nm quanh b−íc sãng 1.3 hoÆc 1.5 µm . §· cã nhiÒu kü thuËt ®−îc ph¸t triÓn cho øng dông ®iÒu chØnh b−íc sãng. Tuy nhiªn cho ®Õn nay c¸c kü thuËt nµy vÉn ch−a hoµn thiÖn vµ ®¸p øng ®−îc tÊt c¶ c¸c yªu cÇu øng dông mét c¸ch ®ång thêi. Do ®ã cã nh÷ng tho¶ hiÖp nhÊt