Wavelength converters

TOPIC11: WAVELENGTH CONVERTER
BỘ CHUYỂN ĐỔI BƯỚC SÓNG
1
LỚP D5-DTVT1
NHÓM 11:
1. Nguyễn Thị Hương
2. Trần Thị Tú Oanh
3. Nguyễn Bá Quỳnh
4. Nguyễn Đồng Tùng
Giảng viên HD:
Th.s: Vũ Ngọc Châm
I. TỔNG
QUAN
II. KHÁI
NIỆM
III. PHƯƠNG
PHÁP CHẾ
TẠO
IV. ỨNG
DỤNG
2
3
Hình 1 : Mạng định tuyến bước sóng toàn quang
I. TỔNG QUAN

Mạng quang sử dụng WC:
WC: wavelength converters
WDM: wavelength devision multiplexing
4
I. TỔNG QUAN
Hình 2

WC: wavelength converters
WDM: wavelength devision multiplexing

Vị trí của bộ chuyển đổi bước sóng trong mạng quang WDM:
5
Hình 3. Vị trí của bộ chuyển đổi bước sóng
I. TỔNG QUAN(T)
WC: wavelength converters
WDM: wavelength devision
multiplexing

Truyền tín hiệu SDH có bước sóng 1310 nm trên hệ thống WDM nhờ các bộ
chuyển đổi bước sóng đặt ở biên giới giữa mạng WDM và SDH
6

Bộ chuyển đổi bước sóng là thiết bị chuyển đổi bước sóng này ở đầu
vào ra thành tín hiệu có bước sóng khác ở đầu ra.
WC: wavelength converters
WDM: wavelength devision
multiplexing
II. KHÁI NIỆM
Hình 4: Khái niệm WC
7
WC: wavelength converters
WDM: wavelength devision multiplexing
II. KHÁI NIỆM
Hình 5: ảnh thực về bộ chuyển đổi bước sóng toàn quang

Các yêu cầu để một bộ chuyển đổi bước sóng là lí tưởng:
•

Trong suốt về tốc độ bit và khuôn dạng tín hiệu
•
Thiết lập nhanh thời gian của bước sóng đầu ra
•
Chuyển đổi cả bước sóng ngắn và bước sóng dài
•
Mức công suất vào vừa phải
•
Độ nhạy của tín hiệu vào phân cực
•
Tín hiệu đi ra với dải tần thấp với hệ số tắt cao và tỉ số tín hiệu trên nhiễu lớn
•
Thực hiện đơn giản
8WC: wavelength converters
WDM: wavelength devision multiplexing
II. KHÁI NIỆM
9
WC: wavelength converters
WDM: wavelength devision
multiplexing
II. KHÁI NIỆM

Có 4 phương pháp chế tạo bộ chuyển đổi bước sóng:
•
Phương pháp quang điện (OE)
•
Phương pháp cửa quang (XGM)
•
Phương pháp giao thoa (XPM)
•

Phương pháp trộn bước sóng (FWM)
Trong đó 3 phương pháp cuối là dựa trên hiệu ứng phi tuyến của bộ khuếch đại
quang bán dẫn SOA
10WC: wavelength converters
WDM: wavelength devision multiplexing
III. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO WC
•
Phương pháp truyền thống : Tín hiệu đầu vào được chuyển sang tín hiệu
điện, tái tạo lại (regeneration) và sau đó được một bộ phát laser phát bước
sóng khác.
•
Sử dụng cho các bộ chuyển đổi có đầu vào biến đổi- đầu ra cố định.
•
Tính trong suốt của bộ chuyển đổi tùy thuộc vào kiểu tái tạo 1R, 2R, 3R.
11
1. Phương pháp quang điện (Optoelectronic)
WC: wavelength converters
WDM: wavelength devision
multiplexing
III. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO WC

Tái tạo 1R
Đầu thu đơn giản chỉ chuyển đổi tín hiệu đầu vào từ các hạt photon ánh sáng
sang các hạt điện tử sau đó thì khuếch đại bởi một bộ khuếch đại tương tự RF
và phát tia laser bước sóng thích hợp
12
Hình 7. Chuyển đổi bước sóng quang điện 1R
WC: wavelength converters
WDM: wavelength devision
multiplexing

III. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO WC
1. Phương pháp quang điện

Tái tạo 2R
Áp dụng được khi tín hiệu đầu vào là số. Tín hiệu sửa dạng xung nhờ đi qua cổng logic,
không thực hiện đồng bộ tín hiệu nên phương pháp này chế tạo này dễ làm nảy sinh hiện
tượng Jitter (rung pha - pha bị biến đổi ngẫu nhiên quanh vị trí chuẩn với tần số ).
13
Hình 8. Bộ chuyển đổi bước sóng 2R
WC: wavelength converters
WDM: wavelength devision multiplexing
III. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO WC
1. Phương pháp quang điện

Tái tạo 3R
Thực hiện đồng thời việc sửa dạng xung (reshaped) và đồng bộ lại (retimed) cho tín hiệu.
Phương pháp này giúp xóa bỏ những ảnh hưởng đến dạng tín hiệu do các yếu tố như : phi
tuyến, tán sắc trong sợi quang, nhiễu của bộ khuếch đại
Nhưng chỉ hoạt động tương ứng với 1 luồng tín hiệu số có tốc độ bit nhất định, giảm tính
trong suốt của thiết bị.
14
Hình 9: Bộ chuyển đổi bước sóng 3R
WC: wavelength converters
WDM: wavelength devision multiplexing
III. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO WC
1. Phương pháp quang điện
WC: wavelength converters WDM: wavelength devision multiplexing15
III. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO WC
Dựa trên hiệu ứng phi tuyến của SOA: Sự thay đổi mật độ hạt tải điện bị cảm
ứng bởi các tín hiệu đầu vào 1 bộ khuếch đại.

2. Phương pháp cửa quang (XGM- Cross gain modulation – biến điệu đô
lợi chéo)
Do đặc tính của bộ khuếch đại quang bán dẫn là có hệ số khuếch đại phụ
thuộc vào biên độ hay công suất của tín hiệu (đồ thị), ta có thể biến điệu hệ số
này dựa vào tín hiệu đầu vào.
•
Ngoài hiệu ứng biến điệu chéo hệ số khuếch đại như đã nói ở trên, khi hai
tín hiệu được đưa vào SOA còn có hiện tượng biến điệu chéo pha.
3. Phương pháp giao thoa (XPM – cross phase modulation – biến điệu
chéo pha)
Trong phương pháp này, pha của tín hiệu lamda P sẽ được biến điệu theo công
suất của tín hiệu lamda S. Những biến đổi pha này có thể được chuyển thành
biến điệu biên độ khi sử dụng giao thoa kế.
WC: wavelength converters WDM: wavelength devision multiplexing16
III. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO WC
3. Phương pháp giao thoa
•
MZI- Mach-Zehnder Interferomater: Giao thoa kế Mach-Zehnder:
Trong giao thoa kế MZI, chùm đầu vào bị tách thành 2 chùm truyền theo
phương ngang với đường đi khác nhau trước khi tái kết hợp ở đầu ra. Phụ
thuộc vào hiệu đường đi mà các chùm quay lại sẽ giao thoa tăng cường hoặc
triệt tiêu. Trong SOA có thể thay đổi chủ động pha của tín hiệu lan truyền.
WC: wavelength converters WDM: wavelength devision multiplexing17
III. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO WC
WC: wavelength converters WDM: wavelength devision multiplexing18
III. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO WC
3. Phương pháp giao thoa
Trong bộ chuyển đổi bước sóng MZI không đối xứng đầu vào liên tục tại
bước sóng lamda p bị tách một cách không đối xứng (bởi bộ coupler) với tỉ lệ
không đều nhau γ và 1/ γ. Do cường độ tín hiệu trên mỗi nhánh không đều

nhau nên khi đi qua SOA sẽ bị dịch pha một lượng không giống nhau.
Hình 12: Chế tạo bằng phương pháp giao thoa
19
Tín hiệu đầu vào là "Input Signal", một sóng không đổi có cường độ mạnh được đưa vào SOA cùng lúc
với tín hiệu ("Pump"). Do hiệu ứng trộn 4 sóng, hai sóng thứ cấp sẽ được sinh ra ở các vị trí :
và
với
Bước sóng được chuyển đổi và mang tín hiệu ở đầu ra sẽ là
WC: wavelength converters
WDM: wavelength devision multiplexing
IV. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO WC
4. Phương pháp trộn bước sóng (FWM – Four Wavelength Modulation)
•
Ứng dụng chính
20
Khi truyền thông tin trong mạng WDM, tín hiệu có thể đi vào mạng với
bước sóng không thích hợp. Cho nên việc sử dụng bộ chuyển đổi bước sóng
trong các cấu hình nút mạng WDM giúp sử dụng tài nguyên bước sóng hiệu
quả hơn, linh động hơn.
WC: wavelength converters
WDM: wavelength devision
multiplexing
V. ỨNG DỤNG
21
Hình 14: Mạng WDM/OTDM dựa trên chuyển đổi bước sóng toàn quang siêu
tốc
WC: wavelength converters
WDM: wavelength devision multiplexing
V. ỨNG DỤNG
WC: wavelength converters WDM: wavelength devision multiplexing22

•
Operating rate 10Gb/s
•
Wavelength tunable span >35nm(1527-1563nm)
•
Output extinction ratio >10dB
•
Conversion efficiency <2dB
•
Output ripple <2dB (1530-1563nm)

Thông số kỹ thuật của một bộ chuyển đổi bước sóng
23
Tài liệu tham khảo:
1. Kỹ thuật và thông tin quang 2 – Th.s Đỗ Văn Việt Em- HV BCVT
2. All-Optical Wavelength Conversion Using SOA Nonlinearities - Derek
Nesset, Tony Kelly, and Dominique MarcenacBT Laboratories
3. Vntelecom.org
24
THE END!!! 
THANKS FOR WATCHING!