Truyền hình số mặt đất DVB t đồ án tốt nghiệp đại học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN

TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TUYẾN THÔNG TIN
QUANG SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ DWDM

Sinh viên thực hiện
Lớp

: Nguyễn Hồng Quân
: 49K ĐTVT

Giảng viên hướng dẫn: Ths. Nguyễn Thị Kim Thu

Nghệ An, 11-2012

i


§
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: ................................... Số hiệu sinh viên: ...........................
Ngành: ...................

Khoá: ..............................
Giảng
viên
hướng
dẫn:
……………………………………………………………..
Cán
bộ
phản
biện: ........................................................................................................
1. Nội dung thiết kế tốt nghiệp:
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
...............
2. Nhận xét của cán bộ phản biện:
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
....................
Ngày

ii

tháng
năm
Cán bộ phản biện

MỤC LỤC
§......................................................................................................................................i
MỤC LỤC..................................................................................................................iii
LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................................iv
TÓM TẮT ĐỒ ÁN.........................................................v
DANH MỤC BẢNG BIỂU........................................................................................vi
DANH MỤC HÌNH VẼ............................................................................................vii
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT.........................................................................................ix
CHƯƠNG 1:................................................................................................................1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG.........................................1
GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG ........................................................................1
CHƯƠNG 2: SỢI QUANG VÀ CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG WDM. 22
Bảng 2.2: Các thông số kỹ thuật của GMD............................................................63
........................................................................................................74
2.13. Kết luận chương...............................................................................................76
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TUYẾN THÔNG TIN QUANG

SỬ

DỤNG CÔNG NGHỆ DWDM.................................................................................77
..................................................................................................................82
3.4. Thiết kế tuyến thông tin quang DWDM sử dụng phần mềm Optiwave.......89
KẾT LUẬN..............................................................................................................108
PHỤ LỤC.................................................................................................................109
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................112

iii


LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây nền kinh tế nước ta phát triển nhanh, tiến đến
hội nhập toàn cầu dẫn tới nhu cầu trao đổi thông tin tăng mạnh. Sự bùng nổ của
mạng internet cũng như hàng loạt các dịch vụ mới yêu cầu băng thông rộng ra
đời như truyền hình cáp, truyền hình độ phân giải cao, truyền hình hội nghị,
mạng riêng ảo VPN, mạng WAN vvv. Lĩnh vực viễn thông đem lại lợi nhuận cao
nên nhiều doanh nghiệp đầu tư, khai thác và cung cấp các dịch vụ viễn thông tạo
nên một thị trường sôi động. Tuy nhiên xây dựng một mạng truyền dẫn với
khoảng cách lớn và phạm vi rộng không phải nhà khai thác viễn thông nào cũng
làm được. Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam VNPT là nhà khai thác
viễn thông lớn ở Việt Nam đã xây dựng được một mạng lưới viễn thông rộng
khắp các tỉnh thành trong nước và mở rộng kết nối đi quốc tế. Trong đó, mạng
truyền dẫn quang đường trục Bắc - Nam đóng vai trò hết sức quan trọng, nơi tập
trung truyền tải lưu lượng chính trong nước. Lưu lượng truyền dẫn qua mạng
đường trục tăng nhanh từ 2.5Gbps (công nghệ SDH), đến năm 2010 là 20Gbps
và hiện nay đã là 240Gbps với công nghệ ghép kênh quang theo bước sóng mật
độ cao (DWDM). DWDM đem lại truyền dẫn ở tốc độ cao bằng cách ghép nhiều
kênh bước sóng ở của sổ 1550nm mà không cần thay đổi mạng quang hiện có.
Để tiếp cận công nghệ mới hiện đại, đang được sử dụng rộng rãi trên các tuyến
truyền dẫn quang đường trục, tuyến nối quốc tế…Em lựa chọn đề tài “ Nghiên
cứu thiết kế tuyến thông tin quang, sử dụng công nghệ DWDM”.
Nội dung đồ án bao gồm ba phần chính sau :
 Chương I: Tổng quan về hệ thống thông tin quang ghép kênh theo bước
sóng
 Chương II: Nghiên cứu các thiết bị sử dụng trong hệ thống DWDM
 Chương III: Thiết kế tuyến thông tin quang dung lượng 240Gb/s
Em xin trân trọng cảm ơn Ths. Nguyễn Thị Kim Thu đã tận tình hướng
dẫn về nội dung và phương pháp, giúp em thực hiện tốt đồ án tốt nghiệp.
Em xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo đã giúp đỡ chúng em trong
suốt thời gian học tập và hoàn thành chương trình đào tạo.
Nghệ An, ngày …… tháng…..năm 2012

iv


TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Đồ án này đi vào tìm hiểu về công nghệ DWDM và các yêu cầu của công
nghệ DWDM tận dụng dải tần rất rộng lớn của sợi quang, thực hiện truyền dẫn
hai chiều trên một sợi, tiết kiệm đầu tư cho đường dây, tính linh hoạt, tính kinh tế
và độ tin cậy cao, kết cấu đấu chéo nhanh, tăng số bước sóng trên một sợi
quang….Với ưu thế về công nghệ đặc biệt, ghép kênh theo bước sóng mật đô cao
DWDM đã trở thành một phương tiện tối ưu về kỹ thuật và kinh tế để mở rộng
dung lượng sợi quang một cách nhanh chóng và quản lý hiệu quả hệ thống.
DWDM đã đáp ứng được hoàn toàn yêu cầu phát triển các dịch vụ băng rộng
trên mạng và là tiền đề để xây dựng và phát triển mạng toàn quang trong tương
lai. Trong đồ án này cũng đã trình bày thiết kế sử dung phần mềm OptiSystem
cho việc mô phỏng tính toán tuyến thông tin quang 80Gb/s.

v


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Chỉ số kĩ thuật của laser bơm 980 nm....................................................51
Bảng 2.3: Các thông số kỹ thuật của DOSC..........................................................64
Bảng 2.4: Các thông số kỹ thuật của CMD4..........................................................65
Bảng 2.5: Các thông số kỹ thuật của WSS..............................................................67
Bảng 2.6: Các thông số kỹ thuật của bộ khuếch đại.............................................69
Bảng 2.7: Các thông số kỹ thuật của WSS.............................................................71

vi

DANH MỤC HÌNH VẼ
................................................................................................................................2
Hình 1.1: Mô tả tuyến thông tin quang có ghép bước sóng.....................................2
Hình 1.2: a) Hệ thống ghép bước sóng theo một hướng.........................................4
b) Hệ thống ghép bước sóng theo hai hướng.............................................4
Hình 1.3: Độ rộng phổ của kênh [15].............................................7
.....................................................................................................................................12
Hình 1.4: Sơ đồ tính toán quĩ công suất........................................12
Hình 1.5: Tán sắc PMD............................................................................................14
Hình 2.1: Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang...................................23
Hình 2.2: Sự truyền ánh sáng trong sợi quang có chiết suất nhảy bậc (SI)........23
Hình 2.3: Sự truyền ánh sáng trong sợi GI............................................................24
................................................................................................................25
Hình 2.4: Chiết suất dạng dịch độ tán sắc........................................25
................................................................................................................25
Hình 2.5: Chiết suất dạng san bằng tán sắc.........................................25
Hình 2.6: Công suất truyền trên sợi..................................26
Hình 2.7. Dạng xung vào và xung ra sau hiện tượng tán sắc................................28
Hình 2.8. Cấu trúc tổng quát của cáp quang..........................................................30
Hình 2.9. Phân loại sợi quang theo tán sắc.............................................................35
Hình 2.10. Cấu trúc hệ thống WDM.[14]................................................................36
Hình 2.12: Sơ đồ hệ thống điều khiển laser...........................................................39
Hình 2.13: Tán xạ Bragg.........................................................................................40
Hình 2.14: Cấu tạo lưới phản xạ siêu chu kì..........................................................42
Hình 2.15: Bộ phát quang có điều chỉnh ngoài khoang........................................43
Hình 2.16: Bộ phát quang DFB hai cực điều chỉnh được bước sóng..................43
Hình 2.17: Vị trí bộ điều chỉnh công suất..............................................................44
Hình 2.18: Bộ tách kênh sử dụng cách tử với thấu kính......................................45
Hình 2.19: Bộ tách kênh sử dụng cách tử kết hợp lăng kính Grin......................45

Hình 2.20: Bộ ghép kênh sử dụng chuỗi lọc MZI..................................................46
Hình 2.21: Bộ tách kênh sử dụng cách tử sợi quang.............................................46
Hình 2.23: Bộ tách kênh sử dụng bộ lọc màng mỏng điện môi............................48
Hình 2.25: Phổ khuếch đại EDFA..........................................................................53

vii


Hình 2.26: Khuếch đại EDFA với băng tần C sử dụng bộ lọc.............................54
Hình 2.27: Khuếch đại EDFA hai tầng..................................................................54
Hình 2.28: Bộ xen/rẽ quang OADM................................................55
Hình 2.29: OADM cố định....................................................56
Hình 2.30: OADM điều khiển...............................................56
Hình 2.31: Bộ nối chéo OXC kiểu chuyển mạch không gian..................58
Hình 2.32: Cấu trúc và nguyên lí hoạt động PIN................................60
Hình 2.33: Cấu trúc và nguyên lí hoạt động PAD.................................................61
..............................................................................................................................64
Hình 2.34: Chức năng của môdun DOSC.............................................................64
.......................................................................................................................65
Hình 2.35: Chức năng của môdun CMD4...........................................65
Hình 2.36: Chức năng của môdun WSS..................................................................67
Hình 2.37: Chức năng của môdun khuyếch đại..........................................69
Hình 2.38: Mặt trước của môdu giám sát quang OPM.........................................71
Hình 2.39 : Sơ đồ chức năng mô tả của DRA.........................................................72
Hình 2.40: Cấu hình bảo vệ......................................................................................74
Hình 2.41: Cấu hình bảo vệ MSP...........................................................................74
...............................................................................................................................75
Hình 2.42: Cấu hình bảo vệ MS-SPING................................................................75
.......................................................................................................75
Hình 2.43: Cấu hình bảo vệ SNCP.........................................................................75

Hình 3.1. Sơ đồ của tuyến truyền dẫn WDM có sử dụng khuyếch đại quang
.....................................................................................................................................81
Hình 3.2. Cấu hình tham chiếu của hệ thống.........................................................82
Chạy phần mềm Optisystem....................................................................................91

viii


THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Viết tắt
3R
APD
AMP
AR
ASE
ATM
AWG
BA
BER
B-ISDN
CATV
CGS
DBR
DCM
DFB
DGT
HDTV
DISP-C
DRA
DSF

DST
DWDM

Chú giải tiếng anh
Re-Shap, Re-Time, Re-amplify
Avanlance Photodiode
Amplifier
Anti Reflection
Amplified Spontaneous Emision
Asynchronuos Transfer Mode
Arrayed Waveguide Grating
Booster Amplifier
Bit Error Rate
Broadband- Intergrated Service

Chú giải tiếng việt
Bù tán sắc, đồng bộ, khuếch đại
Đi ốt tách sóng quang thác
Bộ khuếch đại
Lớp chống phản xạ
Phát xạ tự phát được khuếch đại
Chế độ truyền không đồng bộ
Ma trận ống dẫn sóng kiểu lưới
Khuếch đại công suất
Tỉ số lỗi bít
Mạng số tích hợp đa dịch vụ

Digital Network
Cable Television
Cross Gain Saturation

Distributed Bragg Reflection
Dispersion Compensating

băng rộng
Truyền hình cáp
Bão hòa khuếch đại chéo
Phản hồi tán xạ Bragg phân bố

Module
Distributed Feedback
Dynamic Gain Tilt
High Difinition Television
Dispersion Compensation
Distributed Raman Amplifier
Dispersion Shifted Fiber
Discrete Since Transform
Desen Wavelength Division

DX

Multiplexing
Digital Cross Connect

EDFA

Erbium Doped Fiber Amplifier

EQUAL
ESCON
ESI

F-B
FBG

Equalization
Enterprise Systems Connection
Extenal Synchorous Interface
Fabry-Perot
Fiber Bragg Grating
ix

Bộ phận bù tán sắc
Phản hồi phân bố
Dải rộng khuếch đại
Truyền hình độ phân giải cao
Bù tán sắc
Bộ khuyếch đại Raman phân bố
Sợi quang dịch tán sắc
Biến đổi rời rạc
Ghép kênh phân chia theo bước
sóng mật độ cao.
Kết nối chéo số
Khuếch đại sợi có pha tạp
Erbium
Bộ cân bằng
Mạng kết nối công ty
Khối giao tiếp đồng bộ ngoài
Khoang cộng hưởng
Cách tử Bragg sợi

FEC
FWM
GPRS
IM- DD
ITU-T
LA
MOD
MPI
MVOA

Forward Error Correction
Four-Wave Mixing
Global Positioning Radio

Sửa lỗi trước
Trộn bốn bước sóng

Vệ tinh định vị toàn cầu
Satellite
Intensity Modulation - Direct Điều chế cường độ - Tách trực
Detection
tiếp
International Telecommunication
Liên minh viễn thông quốc tế
Union
Line Amplifier
Khuếch đại đường quang
Modulation
Điều chế
Multi Path Interface

Xuyên nhiễu đa kênh
Monitored Variable Otiacal
Bộ phận giám sát điều chỉnh suy
Attennuator
Mach Zehnder Interferometer
Noise Figure
Next Generation Network
None-Zezo Dispersion Shifted

hao quang.
Bộ giao thoa Mach Zehnder
Hệ số nhiễu
Mạng thế hệ sau
Sợi quang dịch chuyển tán sắc

OADM
ODMUX
OMUX
OOK
OSNR
OXC
PA
PDH

Fiber
Optical Add Drop Multiplexer
Optical Demultiplexer
Optical Mutltiplexer
On Off Key
Optical Signal-Noise Ratio

Optical Crossconnect
Pre Amplifier
Plesiochronous Digital Hierachy

PIN

Positive Intrinsic Negative

khác không
Bộ xen rẽ sóng quang
Bộ tách sóng quang
Bộ ghép sóng quang
Đóng mở khóa
Tỉ số tín hiệu trên tạp âm quang
Nối chéo quang
Tiền khuếch đại
Phân cấp số cận đồng bộ
Cấu trúc bán dẫn P-N có lớp tự

PMD
PRC

Polarization Mode Dispersion
Primary Reference Clock
Stand Alone Synchoronization

dẫn bên trong
Tán sắc mốt phân cực
Tần số đồng hồ chuẩn
Thiết bị khôi phục đồng bộ

Equipment
Stimulated Brillouin Scatting
Synchronous Digital Hierachy
Single Mode Fiber
Self-phase Modulation
Stimulated Raman Scatting
Super Structure Grating
Synchronistation Supply Unit
Synchorous Transmision Mode
Time Division Multiplexing

chuẩn
Tán xạ Brillouin kích thích
Phân cấp đồng bộ số
Sợi quang đơn mode
Tự điều chế pha
Tán xạ Raman kích thích
Kết cấu lưới siêu chu kì
Thiết bị cung cấp đồng bộ
Chế độ chuyển giao đồng bộ
Ghép kênh phân chia theo thời

MZI
NF
NGN
NZDSF

SASE
SBS

SDH
SMF
SPM
SRS
SSG
SSU
STM
TDM

x


TFF
VOA
WAN
WDM
WT
XPM

Thin Film Filters
Variable Optiacal Attenuator
Wide Area Network
Wavelength Division

gian
Bộ lọc màng mỏng điện môi
Bộ suy hao điều chỉnh được
Mạng diện rộng
Ghép kênh phân chia theo bước

Multiplexing
Wavelengh Tranponder
Cross Phase Modulation

song
Chuyển đổi bước sóng
Điều chế pha chéo

xi


CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG
GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG
1.1. Giới thiệu
Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển chưa
từng có về nhu cầu sử dụng băng thông truyền dẫn, chính điều này đã sản sinh ra
một lượng thông tin rất lớn truyền tải trên mạng tạo ra nhiều áp lực mớicho mạng
hiện tại. Băng tần truyền dẫn trở thành tài nguyên quý giá hơn bao giờ hết. Để
đáp ứng yêu cầu trên, cho đến nay sợi quang vẫn được xem là môi trường lý
tưởng cho việc truyền tải lưu lượng cực lớn. Đối với hệ thống dung lượng thấp,
công nghệ TDM thường được sử dụng để tăng dung lượng truyền dẫn của một
kênh cáp đơn lên 10Gbps, thậm chí là 40Gbps. Tuy nhiên, việc tăng tốc cao hơn
nữa là không dễ dàng vì các hệ thống tốc độ cao đòi hỏi công nghệ điện tử phức
tạp và đắt tiền. Khi tốc độ đạt tới hàng trăm Gbps, bản thân các mạch điện tử sẽ
không thể 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. Để nâng cao tốc độ truyền dẫn, khắc phục được những hạn chế mà các
mạch điện hiện tại chưa khắc phục được, công nghệ ghép kênh quang phân chia
theo bước sóng WDM ra đời. Thế hệ sau của WDM là DWDM có thể ghép một

số lượng lớn bước sóng trong vùng bước sóng 1550nm để nâng dung lượng hệ
thống lên hàng trăm Gbps.
1.2. Tổng quan về công nghệ ghép kênh quang theo bước sóng
Trong hệ thống đơn kênh, khi tốc độ đường truyền đạt đến mức độ nào
đó, người ta thấy các hạn chế của các mạch điện tử trong việc nâng cao tốc độ
cũng như kéo dài cự ly truyền dẫn. Thêm vào đó, chi phí cho các giải pháp trên
tuyến truyền dẫn rất tốn kém vì cấu trúc hệ thống khá phức tạp. Do đó, kỹ thuật
ghép kênh quang ra đời nhằm khắc phục được những hạn chế trên.
Các phần tử quang trong hệ thống thiết bị sẽ đóng vai trò chủ đạo trong
việc thay thế hoạt động của các phần tử điện ở các vị trí xung yếu đòi hỏi kỹ
thuật xử lý tín hiệu nhanh. Về lý thuyết, ta có thể làm tăng đáng kể dung lượng

1


truyền dẫn của hệ thống bằng cách truyền đồng thời nhiều tín hiệu quang trên
cùng một sợi nếu các nguồn phát có phổ cách nhau một cách hợp lý và đầu thu
có thể thu được các tín hiệu quang riêng biệt nếu phần thu có bộ tách bước sóng.
Đây chính là cơ sở kỹ thuật ghép bước sóng.
1.2.1. Kỹ thuật ghép bước sóng quang
Nguyên lý cơ bản của ghép bước sóng quang có thể minh họa như hình
1.1. Giả sử có các nguồn phát quang làm việc ở các bước sóng λ1,λ2,…,λn.
Các tín hiệu quang làm việc ở các bước sóng khác nhau này sẽ được ghép vào
cùng một sợi dẫn quang. Các tín hiệu có bước sóng khác nhau được ghép lại ở
phía phát nhờ bộ ghép kênh, bộ ghép bước sóng phải đảm bảo có suy hao nhỏ
và tín hiệu sau khi ghép sẽ được truyền dọc theo sợi để đến phía thu. Các bộ
tách sóng quang khác nhau ở phía đầu thu sẽ nhận lại các luồng tín hiệu với
các bước sóng riêng rẽ này sau khi chúng qua bộ giải ghép bước sóng.

Hình 1.1: Mô tả tuyến thông tin quang có ghép bước sóng

Đặc điểm nổi bật của hệ thống ghép kênh theo bước sóng là tận dụng hữu
hiệu nguồn tài nguyên băng thông 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. Hệ thống WDM dựa trên
cơ sở tiềm năng băng tần của sợi quang để truyền đi nhiều bước sóng ánh sáng
khác nhau, điều thiết yếu lúc này là việc truyền đồng thời nhiều bước sóng
cùng một lúc 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 1nm hay 10

-9

m,

điều này dẫn đến các hệ thống ghép kênh theo bước sóng mật độ cao
2


DWDM. Các thành phần thiết bị trước kia chỉ có khả năng xử lý từ 4 - 16
kênh, mỗi kênh hỗ trợ luồng dữ liệu đồng bộ tốc độ 2.5Gbps cho tín hiệu mạng
quang phân cấp số đồng bộ (SDH/SONET). Các nhà cung cấp WDM đã sớm
phát triển các thiết bị nhằm 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 Gbps và tiến tới đạt tốc độ Tbps
truyền trên một sợi đơn [14].
1.2.2. Nguyên lý cơ bản kỹ thuật WDM
Trong hệ thống thông tin quang điểm - điểm thông thường, mỗi sợi quang
chỉ có thể truyền tín hiệu từ một nguồn phát tới một bộ tách quang ở hướng thu.
Như vậy để truyền các tín hiệu từ các nguồn quang khác nhau đòi hỏi phải có
nhiều sợi quang khác nhau. Trong thực tế thì nguồn quang có độ rộng phổ tương

đối hẹp, vì vậy phương pháp này chỉ sử dụng một phần rất nhỏ băng tần vốn rất
rộng của sợi quang. Về mặt lí thuyết có thể tăng dung lượng truyền dẫn lên nhiều
lần bằng cách truyền đồng thời nhiều tín hiệu quang trên cùng một sợi quang nếu
các nguồn phát có phổ cách nhau một khoảng hợp lí và ở phía thu có các bộ tách
bước sóng quang. Đây chính là cơ sở cho kĩ thuật ghép kênh theo bước sóng
WDM.
Nguyên lí cơ bản của kĩ thuật WDM là các tín hiệu quang có các phổ khác
nhau và không chồng lấn lên nhau được ghép lại với nhau, sau đó truyền trên
một sợi quang đến đầu thu. Tại đầu thu tín hiệu có bước sóng tổ hợp đó được
tách ra thành các tín hiệu có bước sóng riêng biệt và đưa tới các đầu thu tương
ứng. Trong kĩ thuật ghép bước sóng quang có hai loại hệ thống: Hệ thống WDM
đơn hướng và hệ thống WDM song hướng. Hình 1.2 mô tả cấu trúc của hai hệ
thống này.
Trong kĩ thuật ghép sóng quang đơn hướng các tín hiệu cần truyền (ở
hướng phát) với các bước sóng khác nhau được ghép lại (λ 1, λ2,… λN) với nhau
và sau đó truyền trên cùng một sợi quang thứ nhất. Tại đầu thu sẽ tách các tín
hiệu quang thành các tín hiệu thành phần trước khi đưa tới các bộ thu quang
tương ứng. Hướng ngược lại (hướng thu) các sóng quang (λ 1, λ2,… λN) được
ghép và truyền trên sợi quang thứ hai.

3


Trong kĩ thuật ghép sóng quang hai hướng các tín hiệu cần truyền (hướng
phát) với các bước sóng khác nhau (λ 1, λ2,… λN) được ghép lại với nhau và
truyền trên sợi quang. Tại đầu thu sẽ tách các tín hiệu quang thành các tín hiệu
thành phần trước khi đưa tới đầu giải điều chế quang tương ứng. Hướng ngược
lại (hướng thu) các tín hiệu quang với các bước sóng (λ ’1, λ’2,…, λ’N) cũng được
ghép lại với nhau và truyền trên sợi quang trên.
1

Máy phát λ1
quang

N

Máy phát λN
quang

λ1

1’

Máy thu
quang

N’

Máy thu λN
quang

Bộ
ghép
kênh

Bộ
khuếch
đại quang

Bộ

tách
kênh

λ1

Máy thu
quang

1

λN

Máy thu
quang

N

λ1

Máy phát
quang

1’

λN

Máy phát
quang

N’

λ1

Máy thu
quang

1

Máy phát
quang

1’

λN

Máy thu
quang

N

λ’N

Máy phát
quang

N’

λ1, λ2,…, λN

Bộ

tách
kênh

Bộ
khuếch
đại quang

Bộ
ghép
kênh

λ1, λ2,…, λN
a)

1

1’

Máy thu λ
quang

’
1

Máy phát λN
quang

N

N

Máy phát λ1
quang

’

Bộ
ghép
kênh/
tách
kênh

λ1, λ2,…, λN
Bộ
khuếch
đại quang

Bộ
’
tách λ 1
kênh/
ghép
kênh

λ’1, λ’2,…, λ’N

Máy thu λ’N
quang
b)

Hình 1.2: a) Hệ thống ghép bước sóng theo một hướng
b) Hệ thống ghép bước sóng theo hai hướng

4


Trong hai hệ thống trên hệ thống WDM đơn hướng được phát triển và
ứng dụng tương đối rộng rãi. Hệ thống WDM hai hướng yêu cầu khắt khe hơn vì
khi thiết kế gặp phải nhiều vấn đề như can nhiễu nhiều kênh (MPI), ảnh hưởng
của phản xạ quang, cách ly giữa các kênh hai chiều, xuyên âm nên ít sử dụng
hơn. Tuy nhiên, hệ thống WDM song hướng giảm thiểu được số lượng sợi quang
và các bộ khuếch đại quang [14].
1.3. Các tham số
Các bộ ghép bước sóng thụ động được sử dụng hiện nay thường là các
bộ vi quang học (micro-optic) và bộ ghép sợi kiểu dẫn sóng (guided wave
fibre coupler). Mỗi loại đều có ưu nhược điểm.
Các bộ vi quang học thường đòi hỏi hệ thống ghép nối các thấu kính để
ghép vào sợi quang. Các khó khăn trong việc định vị và ghép nối làm hạn chế
các đặc tính kỹ thuật, đặc biệt là đối với các sợi đơn mode. Tuy nhiên, việc sử
dụng các bộ vi quang học cho phép lựa chọn đặc tính của bộ lọc rộng rãi hơn.
Các bộ ghép sợi ít chịu ảnh hưởng của các khó khăn nêu trên nhưng lại
bị hạn chế trong việc lựa chọn các đặc tính cần có của bộ lọc, chẳng hạn như
mức độ bằng phẳng của băng thông.
Có 3 tiêu chuẩn cơ bản để xác định đặc tính của bộ ghép bước sóng:
+ Suy hao xen
+ Xuyên âm
+ Độ rộng phổ của kênh
1.3.1. Suy hao xen
Suy hao xen ở đây được xác định như lượng tổn hao công suất trên tuyến
truyền dẫn quang do việc thêm vào các bộ ghép bước sóng. Khác với các coupler

thông thường, ở đây suy hao xen được xem xét đối với từng bước sóng:
Lk = -10log O(λk)/Ik(λk)

MUX

(1-1)

Li = -10log Oi(λi)/I(λi)

DEMUX

(1-2)

Trong đó:
I(λi), O(λk) là công suất tín hiệu được ghép ở trên đường chung. Ik(λk)
là công suất tín hiệu bước sóng λk đi vào cửa thứ k của bộ ghép, tín hiệu này

5


được phát từ nguồn phát quang thứ k.
Oi(λi) là công suất tín hiệu bước sóng λk đi khỏi cổng thứ i của bộ tách.
Suy hao này bao gồm suy hao sinh ra tại các điểm ghép nối của bộ
ghép bước sóng mà nguyên nhân chủ yếu là do hấp thụ hoặc do phản xạ. Mức
độ ảnh hưởng tương đối của hai nguồn suy hao trên hệ thống còn tùy thuộc
vào loại công nghệ được lựa chọn để chế tạo bộ ghép bước sóng.
1.3.2. Xuyên âm
Xuyên âm là sự dò tín hiệu từ kênh này sang kênh kia. Nó làm tăng nền
nhiễu, do vậy làm giảm tỷ số tín hiệu trên nhiễu SNR. Hiện tượng này được
sinh ra do các yếu tố sau:

+ Do các đặc tính của bộ lọc không hoàn thiện.
+ Do phản xạ hay hội tụ không hoàn toàn làm các tia sáng bị tản mát.
+ Do phổ của các nguồn phát chồng lấn lên nhau.
+ Do hiệu ứng phi tuyến xảy ra khi đưa công suất cao vào sợi quang.
Trong một bộ giải ghép kênh lý tưởng, sẽ không có sự dò công suất tín
hiệu từ kênh thứ i có bước sóng λi sang kênh khác có bước sóng khác với λi.
Nhưng trong thực tế luôn tồn tại một mức xuyên âm nào đó và làm giảm chất
lượng truyền dẫn của thiết bị. Khả năng để tách các kênh khác nhau được
diễn giải bằng suy hao xen và được tính bằng dB như sau:
Di(λi) = -10log Ui(λk)/I(λk)

(1-3)

Trong đó: Ui(λk) là lượng tín hiệu không mong muốn ở bước sóng λk
do có sự dò tín hiệu ở cửa thứ i sang, mà đúng ra thì chỉ có tín hiệu ở bước sóng
λi.
Trong thiết bị ghép - giải hỗn hợp, việc xác định suy hao xen kênh cũng
được áp dụng như bộ giải ghép. Ở trường hợp này phải xem xét cả hai loại
xuyên kênh. Xuyên kênh đầu xa là do các kênh khác được ghép đi vào đường
truyền gây ra, ví dụ như I(λk) sinh ra Ui(λk). Xuyên kênh đầu gần là do các
kênh khác ở đầu vào sinh ra, nó được ghép ở bên trong thiết bị như Ui(λi). Khi
cho các sản phẩm, các nhà chế tạo cũng phải cho biết suy hao kênh đối với từng
thiết bị.

6


1.3.3. Độ rộng phổ của kênh
Độ rộng phổ của kênh là dải bước sóng dành cho mỗi kênh. Độ rộng
này phải đảm bảo để tránh nhiễu giữa các kênh. Độ rộng phổ giữa các kênh

tùy thuộc vào từng nguồn phát. Ứng với các tốc độ truyền dẫn khác nhau sẽ
có độ rộng phổ mỗi kênh là khác nhau và độ chính xác khác nhau.
Độ rộng kênh

Độ dịch tần

25 GHz

5 GHz

50 GHz

10 GHz

100 GHz

20 GHz

200 GHz

50 GHz

Hình 1.3: Độ rộng phổ của kênh [15]
1.4. Ưu nhược điểm của hệ thống WDM
1.4.1. Ưu điểm
So với công nghệ truyền dẫn đơn kênh quang, hệ thống WDM cho thấy
những ưu điểm vượt trội sau:
+ Tận dụng tài nguyên dải tần rất rộng lớn của sợi quang
Công nghệ WDM tận dụng tài nguyên băng tần rộng lớn của sợi quang
(đoạn sóng tổn hao thấp), làm cho dung lượng truyền dẫn của một sợi quang so

với truyền dẫn bước sóng đơn tăng từ vài lần đến vài chục lần. Từ đó tăng dung
lượng truyền dẫn của sợi quang, hạ giá thành, có giá trị ứng dụng và giá trị kinh
tế rất lớn. Hiện nay, hệ thống thông tin sợi quang chỉ truyền dẫn trong một kênh
tín hiệu bước sóng, mà bản thân sợi quang trong khu vực bước sóng có tổn hao
thấp rất rộng, có rất nhiều bước sóng có thể sử dụng nhưng hiện nay người ta chỉ
sử dụng một bộ phận rất nhỏ trong tần phổ tổn hao thấp của sợi quang. Mặc dù
cũng sử dụng toàn bộ dải tần khu vực khuếch đại của bộ khuếch đại sợi quang

7


trộn Erbium (EDFA) (1530 ~1565 nm), nhưng cũng chỉ chiếm 1/6 dải tần của
nó. Cho nên công nghệ WDM tận dụng băng tần rất lớn của sợi quang đơn mode,
do đó ở mức độ cao đã giải quyết vấn đề truyền dẫn.
+ Truyền dẫn nhiều tín hiệu
Vì trong công nghệ WDM sử dụng các bước sóng độc lập với nhau, do đó
có thể truyền dẫn những tín hiệu có đặc tính hoàn toàn khác nhau, thực hiện việc
tổng hợp và chia các tín hiệu dịch vụ viễn thông, bao gồm tín hiệu số và tín hiệu
tương tự, tín hiệu PDH và tín hiệu SDH, truyền dẫn hỗn hợp tín hiệu đa phương
tiện (như âm tần, thị tần, số liệu, văn bản, đồ hoạ,… ).
+ Thực hiện truyền dẫn hai chiều trên một sợi
Do các phương tiện thông tin đều dùng phương thức hoàn toàn song công,
vì vậy dùng công nghệ WDM có thể tiết kiệm được lượng đầu tư lớn cho đường
dây. Căn cứ vào nhu cầu, công nghệ WDM có thể có rất nhiều ứng dụng như:
mạng đường trục, mạng phân phối kiểu quảng bá, mạng cục bộ (LAN) nhiều
đường nhiều địa chỉ…, do đó rất quan trong đối với ứng dụng mạng.
+ Tiết kiệm đầu tư cho đường dây
Dùng công nghệ WDM có thể ghép kênh N bước sóng truyền dẫn trong
sợi quang đơn mode, khi truyền dẫn đường dài dung lượng lớn có thể tiết kiệm
số lượng lớn sợi quang. Ngoài ra, thuận tiện cho việc mở rộng dung lượng hệ

thống thông tin sợi quang đã xây dựng, chỉ cần hệ thống cũ có độ dư công suất
tương đối lớn thì có thể tăng thêm dung lượng mà không cần phải thay đổi nhiều
đối với hệ thống cũ. Bên cạnh đó nó cũng mở ra một thị trường mới đó là thuê
kênh quang, ngoài việc thuê sợi hoặc thuê cáp.
+ Giảm yêu cầu siêu cao tốc đối với linh kiện
Tốc độ truyền dẫn tăng lên không ngừng, khi đó tốc độ tương ứng của
nhiều linh kiện quang điện tất nhiên là không đủ. Việc sử dụng công nghệ WDM
có thể giảm yêu cầu rất cao đối với tính năng của một số linh kiện, đồng thời lại
có thể truyền dẫn dung lượng lớn.
+ Tính linh hoạt, tính kinh tế và độ tin cậy cao của cấu hình mạng
Ghép kênh bước sóng cũng là biện pháp mở rộng và phát triển mạng lý
tưởng, cách thuận tiện để đưa vào dịch vụ băng rộng mới (ví dụ IP). Thông qua

8


việc tăng thêm một bước sóng phụ để đưa vào mọi dịch vụ mới hoặc dung lượng
mới mong muốn, (ví dụ hiện nay thực hiện công nghệ IP trên WDM). Sử dụng
công nghệ WDM trong việc chọn đường, chuyển mạch và khôi phục mạng, từ đó
có một mạng trong suốt, linh hoạt, kinh tế và có sức sống trong tương lai.
1.4.2. Nhược điểm
+ Dung lượng hệ thống còn nhỏ, chưa khai thác triệt để băng tần rộng lớn
của sợi quang.
+ Chi phí cho khai thác, bảo dượng tăng do có nhiều hệ thống cùng hoạt
động.
1.5. Thiết kế mạng DWDM và các giải pháp công nghệ
Để thấy được vai trò quan trọng của công nghệ này đối với viêc phát triển
hệ thống mạng, trong chương này chúng ta sẽ xem xét những nét chung nhất về
công nghệ DWDM so với các công nghệ truyền dẫn khác.
Để giải quyết vấn đề băng thông và phát triển hệ thống đa dịch vụ trên

cùng một mạng, công nghệ DWDM đã thực hiện ghép nhiều bước sóng trên cùng
một sợi quang. Với việc tăng số bước sóng ghép trên một sợi quang một cách
đáng kể so với công nghệ WDM trước đây, điểm nổi bật của DWDM chính là
khả năng cho phép truyền trên sợi quang một lưu lượng khổng lồ lên tới hàng
Terabits/s. Tuy nhiên, để đạt được điều này một cách có hiệu quả thì hệ thống
DWDM có những yêu cầu rất đặc biệt đối với các chức năng quang như: độ linh
hoạt cao, kết cấu đấu chéo nhanh, các bộ lọc và nguồn laser phải có khả năng
điều hưởng, các bộ thu phải có tạp âm thấp và độ nhạy cao.
Các hệ thống DWDM hiện nay làm việc trên các kênh bước sóng theo
khuyến nghị của ITU-T dành cho DWDM. Nhiều bước sóng ghép trên một
sợi quang đã mang lại sự linh hoạt và mềm dẻo cho cả các dịch vụ và băng
thông. Mỗi kênh bước sóng có thể truyền tải một loại lưu lượng khác nhau
như SONET/SDH trên một kênh, ATM trên một kênh khác, tín hiệu thoại TDM
hay Internet trên một kênh khác nữa.
+ Một số vấn đề cần quan tâm:
DWDM thực hiện ghép một số lượng lớn các bước sóng quang đã được
điều chế trên một sợi quang. Những kênh quang trong hệ thống DWDM thường

9


nằm trong một cửa sổ bước sóng, chủ yếu là 1550 nm vì môi trường ứng dụng
hệ thống này thường là mạng đường trục, cự ly truyền dẫn dài và có dung lượng
truyền dẫn lớn. Giống như bất cứ một công nghệ nào, DWDM cũng tồn tại
những giới hạn và những vấn đề kỹ thuật. Trong chương này, chúng ta sẽ xem
xét một số tham số như: số kênh bước sóng, độ rộng phổ nguồn phát, quỹ công
suất, tán sắc và ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến.
1.5.1. Số kênh bước sóng
Một trong những vấn đề quan trọng là hệ thống sử dụng bao nhiêu kênh
bước sóng và số kênh cực đại hệ thống có thể sử dụng được. Số kênh bước sóng

sử dụng phụ thuộc vào:
+ Khả năng băng tần của sợi quang.
+ Khả năng tách / ghép các kênh bước sóng.
+ Tốc độ truyền dẫn của từng kênh.
+ Quĩ công suất quang.
+ Ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến.
+ Độ rộng phổ của nguồn phát.
+ Khả năng tách ghép của hệ thống WDM.
Mặc dù hệ thống DWDM hoạt động tại vùng cửa sổ truyền dẫn 1550 nm
có khoảng cách giữa các kênh khoảng 100 nm, nhưng do dải khuếch đại của các
thiết bị khuếch đại quang chỉ có độ rộng khoảng 35 nm (Theo qui định của ITUT thì dải khuếch đại này nằm từ bước sóng 1530 nm - 1565 nm) nên trong thực
tế các hệ thống DWDM không tận dụng được hết băng tần của sợi quang. Gọi ∆λ
là khoảng cách giữa các kênh bước sóng thì tương ứng ta sẽ có:
∆f = c.∆λ /λ2

(1-4)

Như vậy tại bước sóng λ = 1550 nm, với ∆λ = 35 nm thì ∆f = 4,37.1012Hz.
Giả sử tốc độ truyền dẫn của mỗi kênh bước sóng là 2.5 Gbps thì theo tiêu chuẩn
Nyquisst với phổ cơ sở của tín hiệu là 2x2.5 = 5GHz, thì số kênh bước sóng cực
đại có thể đạt được N = 847 kênh trong dải băng tần khuếch đại quang. Đây là số
kênh tính theo lí thuyết tuy nhiên với mật độ kênh càng lớn thì đòi hỏi các thành
phần quang trên tuyến phải có chất lượng càng cao. Để tránh xuyên âm giữa các

10


kênh này cần có bộ phát rất ổn định và một bộ lọc quang có khả năng chọn lọc
bước sóng cao.
Dựa vào khả năng công nghệ hiện nay, ITU- T đưa ra qui định về khoảng

cách giữa các kênh bước sóng là 100 GHz (0.8 nm) hoặc 50 Ghz (0.4 nm) với
chuẩn tần số là 193.1 THz như được chỉ ở phần phụ lục.
Với công nghệ hiện nay DWDM chủ yếu sử dụng dải băng tần 1530
-1560 nm còn gọi là băng C:
+ 80 ~ 100 kênh ứng với tốc độ mỗi kênh là 2,5 Gbps.
+ 32 ~ 40 kênh ứng với tốc độ mỗi kênh là 10 Gbps.
Dải băng tần từ 1560 - 1600 nm hay còn gọi băng L đã bắt đầu đem vào
sử dụng với:
+ 100 ~ 200 kênh ứng với tốc độ mỗi kênh là 2,5 Gbps.
+ 64 ~ 100 kênh ứng với tốc độ mỗi kênh là 10 Gbps.
Trong tương lai sẽ mở rộng băng tần DWDM sang dải tần từ 1480 nm 1520 nm còn gọi là băng tần S với:
+ 80 ~ 100 kênh tương ứng với tốc độ mỗi kênh là 2,5 Gbps.
+ 32 ~ 40 kênh tương ứng với tốc độ mỗi kênh là 10 Gbps [17].
1.5.2. Độ rộng phổ của nguồn phát
Việc chọn độ rộng phổ của nguồn phát đảm bảo cho các kênh bước sóng
không chồng lấn lên nhau hay nói cách tránh hiện tượng chồng phổ ở phía thu
các kênh lân cận nhau. Khoảng cách này phụ thuộc vào các thiết bị DWDM như
bộ tách ghép kênh, bộ lọc… và dung sai của các thiết bị DWDM.
Một cách lí tưởng có thể xem hệ thống DWDM như là sự xếp chồng của
các hệ thống truyền dẫn đơn kênh khi mà khoảng cách các kênh bước sóng là đủ
lớn và công suất phát hợp lí. Mối liên hệ giữa các hệ thống phổ nguồn phát được
thể hiện bởi tham số đặc trưng cho sự giãn phổ, kí hiệu là Δ, băng tần tín hiệu và
tán sắc. Nếu gọi ε là hệ số đặc trưng cho sự tương tác giữa nguồn phát và sợi
quang thì sẽ có biểu thức:
ε = B.D.∆RMS
Trong đó:
B là độ rộng băng tần tín hiệu truyền dẫn.
11

(1-5)

D là độ tán sắc tương ứng với khoảng cách truyền dẫn.
ΔRMS là độ giãn phổ.
Từ công thức 1-5 có thể tính được độ rộng phổ của nguồn phát Δ RMS tương
ứng với tán D:
∆RMS = ε/B.D

(1-6)

Nếu tính độ rộng phổ tại -20 dB thì độ rộng phổ của nguồn phát là:
∆ -20dB= 6,07. ∆RMS

(1-7)

Như vậy từ độ rộng phổ này và chọn theo kênh bước sóng ở phụ lục 1, sẽ
tìm ra được độ rộng phổ yêu cầu của ngưỡng phát.
- Quỹ công suất
Trong DWDM khoảng cách truyền dẫn là rất lớn, khoảng cách giữa các
trạm khuếch đại đường quang cũng lớn. Do vậy công suất quang phải đủ lớn để
bù đắp phần công suất bị suy hao trên đường truyền, để máy thu đảm bảo tỉ số tín
hiệu trên tạp âm. Thông thường suy hao của sợi quang G.652 tại cửa sổ truyền
dẫn 1500nm là 0.25dB/km. Tín hiệu quang bị suy hao do nhiều nguyên nhân như
suy hao do sợi quang, do mối hàn nối, do các connector quang, do các thành
phần quang thụ động…. Như vậy, suy hao tổng cộng khoảng 0.275dB/km.

Hình 1.4: Sơ đồ tính toán quĩ công suất
Như chỉ ra hình vẽ 1.4, quĩ công suất quang được xác định như sau:
Quĩ công suất quang = (Pout - Pin)/a

(1-8)

Trong đó:
Pout là công suất quang phát.
Pin là công suất quang thu
a là hệ số suy hao (dB/km) (Theo ITU- T thì a = 0.275dB/km)
- Tán sắc
Bản chất của tán sắc là do phổ của xung quang chứa nhiều bước sóng, mà
tốc độ lan truyền các bước sóng quang là khác nhau trong sợi quang và đến cuối

12


sợi quang là khác nhau. Nó làm cho xung quang ở cuối sợi quang bị giãn ra so
với ở đầu vào sợi quang. Các xung quang giãn ra sẽ gây ra sự giao thoa giữa các
xung quang lân cận và sẽ gây ra BER càng lớn.
Tán sắc tỉ lệ thuận với chiều dài sợi quang và độ rộng phổ của ánh sáng
truyền trong sợi quang càng rộng. Xung quang ở cuối sợi quang sẽ bị dãn ra một
lượng:
D = KCD .∆λ.L

(1-9)

Trong đó: KCD là hệ số tán sắc của sợi có đơn vị là ps/(nm.km).
Δλ là độ rộng phổ ánh sáng quang.
L là chiều dài sợi quang.
Tán sắc tổng cộng bao gồm tổng tán sắc thành phần như tán sắc mode, tán
sắc vật liệu và tán sắc ống dẫn sóng.
Tán sắc mode tồn tại trong các sợi quang đa mode (MI) khi mà các tia
sóng truyền lan trong sợi theo các đường khác nhau do đó dẫn đến thời gian lan

truyền các mode là khác nhau. Tuy nhiên trong thông tin quang chỉ sử dụng sợi
quang đơn mode (SI) nên không tồn tại tán sắc mode.
Tán sắc vật liệu là một hàm của bước sóng do sự thay đổi chiết suất của
vật liệu làm nên lõi sợi, nên nó tạo ra sự phụ thuộc vận tốc nhóm vào bước sóng
ánh sáng.
Tán sác ống dẫn sóng do sợi đơn mode chỉ giữ được 80% năng lượng ánh
sáng truyền trong lõi sợi vì vậy còn 20% năng lượng truyền ngoài bề mặt sợi.
Các phương pháp để làm giảm thiểu sự ảnh hưởng của tán sắc đến hệ
thống DWDM tốc độ cao có dùng khuếch đại EDFA là:
+ Sử dụng sợi quang có hệ số tán sắc nhỏ.
+ Bù tán sắc bằng phương pháp tự dịch pha SPM.
+ Bù tán sắc bằng các thành phần bù tán sắc thụ động.
+ Bù tán sắc bằng các thiết bị dịch tầng trước.
+ Bù tán sắc bằng kĩ thuật DST.
+ Bù tán sắc bằng sợi DTF.
+ Bù tán sắc bằng sợi DCM sử dụng cách tử sợi Bragg.
+ Dùng FEC để sửa lỗi.

13


Đối với hệ thống DWDM hiện nay cần phải quan tâm đến ảnh hưởng của
tán sắc mode phân cực (PMD).
Tán sắc mode phân cực PMD là thuộc tính cơ bản của sợi quang đơn
mode và các thành phần hợp thành. Trong đó năng lượng của bất kì bước sóng
nào cũng được phân tích thành hai mode phân cực trực giao có vận tốc truyền
khác nhau như trên hình 1.5. Do vận tốc truyền của hai mode chênh nhau đôi
chút nên thời gian truyền cùng khoảng cách là khác nhau gây ra trễ nhóm
(GVD). Vì vậy PMD gây nên hiện tượng giãn rộng xung tín hiệu làm giảm chất
lượng truyền dẫn. Về phương diện này ảnh hưởng của PMD cũng giống như ảnh

hưởng của tán sắc ống dẫn sóng. Tuy nhiên vẫn có sự khác nhau, tán sắc ống dẫn
sóng tương đối ổn định còn PMD trong sợi đơn mode ở bất kì bước sóng nào
cũng không ổn định.

Hình 1.5: Tán sắc PMD
Tán sắc mode phân cực tỉ lệ với căn bậc hai chiều dài sợi quang, được
tính theo công thức:
PMDtotal = K . L

(1-10)

Trong đó: PMDtotal là tán phân cực của sợi quang, đơn vị ps.
K là hệ số tán phân cực của sợi quang, có đơn vị là ps/ km 1/2.
L là chiều dài của sợi, đơn vị km.
- Nguyên nhân của tán sắc mode phân cực là:
Do cấu trúc không hoàn hảo của sợi quang nên có sự khác biệt về chiết
suất đối với trạng thái phân cực trực giao, được gọi là sự chiết quang. Sự khác
biệt chiết suất sẽ sinh ra vận tốc mode khác nhau. Trong sợi đơn mode hiện
tượng này bắt nguồn từ sự không tròn hoặc ovan của lõi sợi theo hai cách: Ống

14