Phan 2 mon thong tin quang (last)

5/15/2010

Gi̫ng viên: Tr̯n Thi͏n Chính
H͕c vi͏n Công ngh͏ B˱u chính Vi͍n
͍ thông

MÔN HӐC
Ӑ THÔNG TIN Q
QUANG

1


5/15/2010

Phҫn
ҫ I: C˯ sͧ kͿ thu̵t thông tin quang
Giҧng viên:
viên: Trҫn ThiӋn Chính - Hӑc viӋn Công nghӋ BCVT
Phҫn II
II:: Thành ph̯n c˯ b̫n cͯa m̩ng quang
Giҧng viên:
viên: Trҫn ThiӋn Chính - Hӑc viӋn Công nghӋ BCVT
Phҫn III
III:: Công ngh͏ thông tin quang
Giҧng viên:
viên: Trҫn ThiӋn Chính - Hӑc viӋn Công nghӋ BCVT
Phҫn IV
IV:: Thi͇t k͇ h͏ th͙ng thông tin quang
Giҧng viên
viên:: Trҫn ThiӋn Chính - Hӑc viӋn Công nghӋ BCVT

NӜI DUNG MÔN HӐC

2


5/15/2010

quang
g
II..8- Cách tӱ q
II

II..7- Sӧi quang
II

II..6- Module chӭc năng
II

II..5- ChuyӇn ÿәi bѭӟc sóng
II

II..4- ChuyӇn mҥch quang
II

II..3- Thành phҫn quang thө ÿӝng
II

II..2- KhuӃch ÿҥi quang
II

II..1- Bӝ phát và thu quang
II

II/ THÀNH PHҪN CѪ BҦN CӪA MҤNG QUANG

3


WDM: Ghép bѭӟc sóng
WDM:
LD:: Laser ÿi ӕt
LD
DFB:: Phҧn hӗi ngѭӧc phân bӕ
DFB
FIT:: Sӕ lҫn hѭ hӓng trong mӝt khoҧng thӡi gian
FIT
MTBF:: Thӡi gian trung bình giwac các lҫn sai hӓng
MTBF
DBR:: Phҧn xҥ Bragg phân bӕ
DBR
SOA:: KhuӃch ÿҥi quang bán dүn
SOA
EDFA:: KhuӃch ÿҥi qquang
EDFA
g sӧi ppha Erbium
FPA:: KhuӃch ÿҥi FabryFPA
Fabry-Perot
TWA:: KhuӃch ÿҥi sóng chҥy
TWA

FWM:: Trӝn
FWM
ӝ bӕn bѭӟc sóngg ((hiӋu
Ӌ ӭng)
g)

5/15/2010

+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+

• Các tӯ viӃt
Ӄ tҳt:
tҳt
ҳ:

II/ THÀNH PHҪN CѪ BҦN CӪA MҤNG QUANG

4

5/15/2010

•

5

+ BER:
BER: Tӹ lӋ bit lӛi
ӛ
+ SRS
SRS:: Tán xҥ kích thích Ramman
+ SBS
SBS:: Tán xҥ kích thích Brillouin
Ĉӏnh nghƭa các thuұt ngӳ chuyên môn:
môn:
+ “Chirp”
“Chirp”:: Xung gӑi là “Chirp” nӃu tҫn sӕ sóng mang cӫa nó thay ÿәi theo
thӡi gian hay dӏch chuyӇn tҫn sӕ phө thuӝc vào thӡi gian, phә cӫa xung
chirp rӝng hѫn phә cӫa xung không chirp
+ Sӧi G.651:
651: Sӧi quang ÿa mode chiӃt suҩt bұc 50/
50/125 Pm
+ Sӧi G.652:
652: Sӧi quang ÿѫn mode
g ÿѫn mode dӏch chuyӇn
y tán sҳc
+ Sӧi G.653:
653: Sӧi qquang
+ Sӧi G.654:
654: Sӧi quang ÿѫn mode dӏch chuyӇn bѭӟc sóng cҳt

+ Sӧi G.655:
655: Sӧi quang ÿѫn mode dӏch chuyӇn tán sҳc không bҵng 0

II/ THÀNH PHҪN CѪ BҦN CӪA MҤNG QUANG


5/15/2010

6

II..1- Bӝ phát và thu quang
II
quang::
ĈӇ thông tin hai hѭӟng, bӝ phát và thu quang ÿѭӧc kӃt hӧp trong cùng mӝt
bӝ truyӅn tҧi quang
II..1.1- B͡ phát quang:
II
quang:
• Laser ÿi ӕt (LD) vӟi ӭng dөng WDM
WDM::
+ Bӝ phát quang tҥo kênh bѭӟc sóng riêng và các bѭӟc sóng này kӃt hӧp
vӟi
ӟi nhau
h nhӡ
hӡ bӝ ghép
hé kênh
kê h (MUX) ÿӇ truyӅn
t Ӆ ÿi trên
t ê sӧii quang
+ HӋ thӕng WDM sӱ dөng LD phҧn hӗi ngѭӧc phân bӕ (DFB) ÿӇ tҥo ra

bѭӟc sóng theo yêu cҫu, mӛi LD ÿѭӧc ÿiӅu khiӇn bӣi dòng ÿiӅu chӃ riêng,
nhѭng các LD lҥi ÿѭӧc tә hӧp lҥi thành mҧng LD ÿӇ phát ra các bѭӟc sóng
+ Gҫn ÿây viӋc phát triӇn Laser phát xҥ bӅ mһt cӝng hѭӣng ÿӭng (VCSEL)
ÿã cho phép chӃ tҥo ra mҧng LD 32u
32u32
32,, ÿӗng thӡi cNJng ÿã giҧi quyӃt ÿѭӧc
p nӕi ánh sángg tӯ tҩt cҧ các Laser tích cӵc cӫa mҧng
g LD sang
g sӧi
vҩn ÿӅ gghép
quang ÿѫn mode

II/ THÀNH PHҪN CѪ BҦN CӪA MҤNG QUANG


5/15/2010

•

7

+ Hҥn chӃӃ chӫ yӃu
Ӄ cӫa các Laser VCSEL là chӍ có thӇӇ phát ra ánh sáng
trong vùng 850 nm
Các yêu cҫu cӫa bӝ phát quang trong mҥng WDM
WDM::
+ Chҩt
hҩ lѭӧng
l
cӫa ánhh sáng ÿѭӧc

ÿ
tҥo ra:
ra: Ĉӝ rӝng ánhh sáng phát
h ra phҧi
h i hҽp
h
(ÿӇ ghép 40 kênh bѭӟc sóng, cҫn khoҧng cách kênh 100 GHz, do vұy cҫn ÿӝ
rӝng ánh sáng phҧi nhӓ hѫn 1 GHz ÿӇ tránh xuyên âm)
âm);; tӹ lӋ nén mode bên
cҥnh (SMSR) phҧi cao (khoҧng 35 y 40 dB)
dB);; Laser phҧi hoҥt ÿӝng trong
mode ÿѫn theo chiӅu dӑc (nhӡ sӱ dөng cách tӱ Bragg quang) ÿӇ tránh hӗi
tiӃp quang
quang;; triӋt khӱ sӵ thay ÿәi ÿӝng, bӣi vì bѭӟc sóng trung tâm sӁ thay
ÿәi khi Laser DFB ÿѭӧc ÿiӅu khiӇn nhӡ dòng ÿiӋn biӃn thiên (theo yêu cҫu
cӫa
ӫ kӻ thuұt
th ұt ÿiӅu
ÿiӅ chӃ);
chӃ)
hӃ); tͳ nhͷng
hͷ yêu
ê c̯u
̯ này
à cho
h th̭y
th̭ ÿi͉u
ÿi͉ ch͇
h͇ tr͹c
t

ti͇
ti͇p
không phù hͫp vͣi m̩ng WDM
+ Công suҩt tiêu thө:
thө: Công suҩt tiêu thө cҫn tӕi thiӇu ÿӇ giҧm bӭc xҥ nhiӋt
bӣi LD,
LD ÿiӅu này càng quan trӑng ÿӕi vӟi các bӝ phát WDM bӣi vì sӁ có
nhiӅu LD hoҥt ÿӝng

II.1II 1- Bӝ phát và thu quang
II.1


5/15/2010

8

+ Ĉӝ әn
ә ÿӏnh
ÿӏnh:: Nhӳng thay ÿәi
ә công suҩt
ҩ ÿҫu
ҫ ra dүn
ү tӟi thay ÿәi
ә ÿӝ rӝng ánh
sáng phát ra sӁ gây nên các hiӋu ӭng phi tuyӃn trong sӧi ÿѫn mode nhѭ hiӋu
ӭng trӝn bӕn bѭӟc sóng (FWM) và hiӋu ӭng tán xҥ kích thích Brillouin
(SBS);; ÿӇ giӳ cho khoҧng cách kênh cӕ ÿӏnh thì cҫn phҧi giӳ cho bѭӟc sóng
(SBS)
ÿӍnh không biӃn thiên, nӃu không sӁ bӏ mҩt thông tin do các kênh trӝn lүn

gây nên xuyên âm kênh làm tăng tӹ lӋ bit lӛi (BER);
(BER); phҧi tӕi thiӇu hóa
nhiӉu cѭӡng ÿӝ tѭѫng ÿӕi (RIN), bӣi vì ÿiӅu này làm mҩt әn ÿӏnh công suҩt
ÿҫ ra
ÿҫu
ra;; cҫn
ҫ phҧi
hҧi giӳ
i әn
ә ÿӏnh
ÿӏ h trong ngҳn
ҳ vàà dài hҥn,
h
nhӳng
h
thay
h ÿәi trong
ngҳn hҥn do biӃn thiên nhiӋt ÿӝ và tác ÿӝng xung quanh, nhӳng thay ÿәi dài
hҥn do sӵ già hóa cӫa các thành phҫn phát và Laser
+ Ĉӝ tin cұy:
cұy: Ĉӝ tin cұy thӇ hiӋn bӣi sӕ lҫn hѭ hӓng trong mӝt khoҧng thӡi
gian FIT (vài tӹ giӡ hoҥt ÿӝng tích lNJy) hoһc thӡi gian trung bình giӳa các
lҫn hѭ hӓng (MTBF)
(MTBF);; nhiӋt ÿӝ thay ÿәi ÿӝt ngӝt sӁ ҧnh hѭӣng ÿӃn ÿӝ tin
cұy cӫa bӝ phát quang, nhiӋt ÿӝ gҩp ÿôi sӁ làm giҧm MTBF xuӕng 3,5 lҫn
và tăng FIT lên 5 lҫn
ҫ

II.1II 1- Bӝ phát và thu quang
II.1

5/15/2010

•

9

+ Khҧ năng ÿiӅu
Ӆ hѭӣng
hѭӣng:: HiӋn tҥi hӋ thӕng
ӕ 128 kênh ÿã ÿѭӧc thѭѫng mҥi
hóa, còn hӋ thӕng 256 kênh cNJng ÿã ÿѭӧc chӭng minh, vì vұy cҫn phҧi sӱ
riêng.. ĈiӅu này sӁ rҩt tӕn kém tӯ góc ÿӝ
dөng sӕ lѭӧng rҩt lӟn nguӗn sáng riêng
sҧn xuҩt cNJng nhѭ bҧo dѭӥng,
dѭӥng vì vұy các Laser có khҧ năng ÿiӅu hѭӣng ÿӕi
vӟi tҩt cҧ các bѭӟc sóng WDM sӁ trӣ thành quan trӑng nhҩt ÿӇ thiӃt kӃ các
bӝ phát WDM
WDM.. Ĉһc trѭng mҩu chӕt cӫa các Laser có thӇ ÿiӅu hѭӣng là tӕc
ÿӝ và khҧ năng ÿiӅu hѭӣng ÿӇ phát ÿӗng thӡi mӝt sӕ bѭӟc sóng
Laser ÿiӅu hѭӣng
hѭӣng::
+ Laser ÿiӅu chӍnh nhiӋt ÿӝ tұn dөng sӵ phө thuӝc vào nhiӋt ÿӝ cӫa chӍ sӕ
khúc xҥ trong vùng hoҥt ÿӝng
ÿӝng.. Ĉһc tính này sӁ làm trôi bѭӟc sóng ÿӍnh bӭc
xҥ bӣi LD
LD.. Phҥm
Ph
vii ÿiӅu

ÿiӅ hѭӣng
h ӣ (lên
(lê tӟi 10 nm)) vàà tӕc
tӕ ÿӝ ÿiӅu
ÿiӅ hѭӣng
h ӣ (vài
( ài
ms) cӫa các Laser này chѭ
chѭa ÿáp ӭng ÿѭӧc yêu cҫu.
cҫu. Tuy nhiên, tác ÿӝng ÿiӅu
chӍnh nhiӋt ÿӝ sӱ dөng ÿӇ ÿiӅu hѭӣng bѭӟc sóng bӭc xҥ cӫa mӝt sӕ loҥi
ӧ thѭѫngg mҥi
ҥ hóa
Laser ÿiӅu hѭӣngg ÿã ÿѭӧc

II.1II 1- Bӝ phát và thu quang
II.1


5/15/2010

•

10

+ Laser có khҧ năng ÿiӅu
Ӆ hѭӣng cӝng hѭӣng bên ngoài làm thay các ÿәi
ә
bѭӟc sóng nhӡ thay ÿәi ÿiӅu kiӋn cӝng hѭӣng ÿӕi vӟi bѭӟc sóng Laser trên
Laser.. Phҥm vi ÿiӅu

cѫ sӣ sӱ dөng cách tӱ nhiӉu xҥ nhѭ mӝt bӝ phҧn xҥ Laser
hѭӣng 1500 y 1580 nm,
nm ÿӝ phân giҧi bѭӟc sóng 1 pm,
pm ÿӝ chính xác 0,1 nm
+ Laser có khҧ năng ÿiӅu hѭӣng phҧn xҥ Bragg phân bӕ (DBR) cөc bӝ ÿiӅu
hѭӣng tӕc ÿӝ 10 ns cao hѫn nhiӅu so vӟi tӕc ÿӝ ÿiӅu hѭӣng cӫa Laser có
g
khҧ năngg ÿiӅu hѭӣngg cӝngg hѭӣngg bên ngoài
+ Laser cӝng hѭӣng bên trong hӭa hҽn sӁ trӣ thành nguӗn sáng lӵa chӑn
cho WDM bӣi vì chúng kӃt hӧp nhӳng lӧi thӃ nhѭ tӕc ÿӝ cao và khҧ năng
phát ÿӗng thӡi nhiӅu bѭӟc sóng.
sóng. Ĉһc trѭng này rҩt quan trӑng ÿӕi vӟi mҥng
WDM chuyӇn
h Ӈ mҥchh gói
ói tӕc
tӕ ÿӝ cao
Nhѭ vұy, Laser có khҧ năng ÿiӅu hѭӣng là nguӗn phát sáng hӭa hҽn nhҩt
cho mҥng WDM, tҩt nhiên kӇ cҧ nguӗn sáng cӝng hѭӣng bên trong, cӝng
hѭӣng bên ngoài,
ngoài ÿiӅu chӍnh nhiӋt ÿӝ,
ÿӝ mҧng Laser

II.1II 1- Bӝ phát và thu quang
II.1


5/15/2010

Khóa
phát

Ĉӗng bӝ

Dӳ liӋu

Lҥnh hѫn
Cҧnh báo và
giám sát nhiӋt ÿӝ

ĈiӅu chӍnh
nhiӋt
hiӋ ÿӝ

ĈiӅu khiӇn hѭӟng
và ÿiӅu
Ӆ chӃӃ

ĈiӅu khiӇn Laser

Hình II.1: S˯ ÿ͛ kh͙i chͱc năng cͯa b͡ phát quang

Cҧnh báo và giám
sát công suҩt ra

Mҥch hoҥt
ÿӝng Laser

Bӝ chuyӇn ÿәi
dӳ liӋu
liӋ

Giám sát hѭӟng

II.1II 1- Bӝ phát và thu quang
II.1

Giám sát
mһt sau

PD LD

Ghép nӕi
Ghé
ӕi
quang

Sӧi
quang

11


5/15/2010

12

II..1.2- B͡ thu quang:
II
quang:
• Yêu cҫu cѫ bҧn cӫa bӝ thu WDM là khҧ năng hoҥt ÿӝng ӣ cӱa sә dҧi bѭӟc

sóng 1530 y 1560 nm và có thӇ lên tӟi 1610 nm
• Trong mҥng WDM,
WDM xuҩt hiӋn vҩn ÿӅ lӵa chӑn bѭӟc sóng
sóng.. Có hai ÿӇ lӵa
chӑn kênh bѭӟc sóng mong muӕn
muӕn::
+ Cách thӭ nhҩt sӱ dөng bӝ phát có khҧ năng ÿiӅu hѭӣng và bӝ thu cӕ ÿӏnh
(TTFR) nhѭ trên hình vӁ II
II..2a, trong ÿó bӝ thu chӍ lӵa chӑn mӝt bѭӟc sóng
cӕ ÿӏnh
+ Cách thӭ hai sӱ dөng bӝ phát cӕ ÿӏnh và bӝ thu có khҧ năng ÿiӅu hѭӣng
(FTTR) nhѭ trên hình vӁ II
II..2b, trong ÿó bӝ thu ÿѭӧc ÿiӅu hѭӣng ÿӇ lӵa chӑn
ÿѭӧc bѭӟc sóng mong muӕn, nhѭng bӝ phát lҥi phát ÿi bѭӟc sóng cӕ ÿӏnh
• Vì hҫu hӃt các bӝ phát trong mҥng WDM ngày nay thӵc hiӋn vӟi các bӝ
phát bѭӟc sóng cӕ ÿӏnh, nên cách thӭ hai FTTR sӁ sӱ dөng chӫ yӃu trong
các hӋ thӕng thông tin quang

II.1II 1- Bӝ phát và thu quang
II.1


5/15/2010

II.1II 1- Bӝ phát và thu quang
II.1

13

5/15/2010

•

•

14

ÿӝng ÿó là
là::
+ Trong bӝ thu tích cӵc, bӝ lӑc ÿiӅu hѭӣng tìm kiӃm kênh mong muӕn, khi
tìm thҩy thì bѭӟc sóng ÿã ÿӏnh sӁ phát tӟi bӝ thu chuҭn
chuҭn, viӋc tìm kiӃm thӵc
hiӋn trong miӅn quang
+ Trong bӝ thu thө ÿӝng sӱ dөng tách kênh quang ÿӇ tách riêng các bѭӟc
sóng thu ÿѭӧc và dүn tӟi mӝt Photodiode (PD) riêng
riêng.. Tҩt cҧ các PD ÿѭӧc
tұp hӧp trong mӝt mҧng, lӵa chӑn tín hiӋu thӵc hiӋn nhӡ phҫn tӱ ÿiӋn và
chuyӇn ÿәi tӯ PD này tӟi PD khác, viӋc lӵa chӑn thӵc hiӋn trong miӅn ÿiӋn
Vì chuyӇn mҥch giӳa các bѭӟc sóng thӵc hiӋn trong miӅn ÿiӋn, nên tӕc ÿӝ
chuyӇn
Ӈ mҥch phҧi cao hѫn và quá trình lӵa chӑn chӍ trong vài ns ÿã bҧo
ÿҧm yêu cҫu lӵa chӑn cӫa các mҥng WDM
Hình vӁ II
II..3a, b cho thҩy hai sѫ ÿӗ lӵa chӑn kênh trong mҥng WDM

• Hai phѭѫng pháp có thӇӇ thӵc hiӋn lӵa chӑn bѭӟc sóng thu tích cӵc và thө

II.1II 1- Bӝ phát và thu quang
II.1

5/15/2010

II.1II 1- Bӝ phát và thu quang
II.1

15


5/15/2010

16

+ Ĉӝ rӝng phә
phә:: Xác ÿӏnh bӣi dҧi tҫn sӕ hay dҧi rӝng băng cӫa EDFA tӯ
1530 tӟi 1560 nm;
nm; gҫn ÿây dҧi rӝng cӫa EDFA ÿã mӣ rӝng tӟi 1610 nm
(khoҧng 80 nm),
nm) nên ÿã cho phép có nhiӅu kênh bѭӟc sóng ghép hѫn,
hѫn nhѭng
cNJng ÿòi hӓi ÿáp tuyӃn phә cӫa bӝ thu trong mҥng WDM chһt chӁ hѫn
+ Ĉӝ nhҥy thu
thu:: Sӵ có mһt cӫa nhiӅu kênh bѭӟc sóng làm thay ÿәi ÿӝ nhҥy
thu.. Mһc dù ÿӝ nhҥy thu có thӇ ÿӫ cao ÿӇ ÿiӅu khiӇn mӝt kênh vӟi BER ÿã
thu
cho, nhѭng không thӇ bҧo ÿҧm bӝ thu hoҥt ÿӝng tӕt vӟi mҥng WDM, bӣi vì
xuyên âm kênh sӁ làm suy giҧm chҩt lѭӧng tӹ lӋ tín hiӋu trên tҥp âm (SNR)
trong mӝt sӕ kênh quang
+ Thӡi gian ÿiӅu

Ӆ hѭӣng yêu cҫu
ҫ ÿӇӇ lӵa chӑn bѭӟc sóng ÿһc trѭng phө thuӝc
rҩt nhiӅu vào kiӇu mҥng
mҥng;; các mҥng truyӅn tҧi (tuyӃn ÿѭӡng dài, Backbone)
hӛ trӧ lѭu lѭӧng kӃt nӕi theo hѭӟng, nói cách khác lѭu lѭӧng truyӅn tҧi tӯ
ÿҫu ÿӃn cuӕi không bӏ chӋch hѭӟng

• Yêu cҫu
ҫ cӫa bӝ thu trong mҥng WDM
WDM::

II.1II 1- Bӝ phát và thu quang
II.1


5/15/2010

•

17

+ Nhҥy cҧm nhiӋt ÿӝ
ÿӝ:: Bӝ thu WDM phҧi duy trì hoҥt ÿӝng trên dҧi nhiӋt ÿӝ
rӝng;; khҧ năng giám sát và ÿiӅu khiӇn nhiӋt ÿӝ có thӇ ÿѭӧc thêm vào
rӝng
module thu ÿӇ cҧi thiӋn ÿһc tính, nhѭng lҥi làm tăng thêm chi phí cӫa bӝ thu
+ Không phө thuӝc vào phân cӵc:
cӵc: ĈiӅu này là cҫn thiӃt bӣi vì tín hiӋu thu
thѭӡng có phân cӵc ngүu nhiên, vì vұy bӝ thu phҧi xӱ lý tín hiӋu có dҥng
phân cӵc bҩt kǤ

gói:: ĈiӅu này là hiӇn nhiên vӟi các ÿһc tính
+ Công suҩt tiêu thө và ÿóng gói
công suҩt tiêu thө nhӓ nhҩt, tính chuҭn xác, ÿӝ tin cұy cӫa module thu và
loҥi bӓ nhiӉu ÿiӋn tӯ trѭӡng cNJng nhѭ tҥp âm nӝi bӝ
Các bӝ thu có khҧ năng ÿiӅu hѭӣng ÿѭӧc tҥo nên trên cѫ sӣ các thành phҫn
nhѭ tách kênh thө ÿӝng, bӝ lӑc có khҧ năng ÿiӅu
Ӆ hѭӣng và cách tӱ dүn
ү sóng
mҧng (AWG)
(AWG).. ViӋc chӃ tҥo bӝ thu ghép kênh quang cNJng là vҩn ÿӅ quan
trӑng.. Nhѭ vұy, xu thӃ phát triӇn các bӝ thu phát mҥng WDM sӁ ÿѭӧc xây
trӑng
dӵng trên cѫ sӣ các mҥch tә hӧp quang ÿiӋn tӱ vӟi các mҧng thu phát quang
có thӇ kӃt hӧp trên cùng mӝt “chip”

II.1II 1- Bӝ phát và thu quang
II.1


5/15/2010

II.1II 1- Bӝ phát và thu quang
II.1

18


5/15/2010

19

II..2- KhuӃch
II
Ӄ ÿҥi quang:
quang:
• Tr
Trên
ên các tuyӃn thông tin quang truyӅn thӕng, khi cӵ ly truyӅn dүn dài tӟi
mӭc phân bә suy hao không thӓa mãn yêu cҫu, suy hao tuyӃn vѭӧt quá quӻ
công suҩt dӵ phòng thì cҫn phҧi có các trҥm lһp (chuyӇn tiӃp) ÿӇ khuӃch ÿҥi
tín hiӋu thông qua quá trình biӃn ÿәi quang - ÿiӋn - quang (khuӃch ÿҥi ÿiӋn)
• Khi biӃn ÿәi quang - ÿiӋn - quang tín hiӋu quang rҩt yӃu không thӇ truyӅn ÿi
xa thêm nӳa sӁ ph
phҧi
ҧi ÿѭӧc các trҥm lһp thu lҥi và biӃn ÿәi tín hiӋu quang
thành ÿiӋn, sau ÿó khuӃch ÿҥi, ÿӗng bӝ thӡi gian, tái tҥo dҥng tín hiӋu trong
miӅn ÿiӋn và rӗi lҥi biӃn ÿәi thành tín hiӋu quang ÿӫ lӟn ÿӇ phát ÿi
• HiӋn nay, cùng vӟi sӵ phát triӇn cӫa khoa hӑc công nghӋ, thông tin có thӇ
ÿѭӧc khuӃch
Ӄ ÿҥi trӵc tiӃp
Ӄ tín hiӋu quang trên ÿѭӡng truyӅn
Ӆ mà không cҫn
ҫ
phҧi qua quá trình biӃn ÿәi ÿiӋn, ÿó chính là kӻ thuұt khuӃch ÿҥi quang
• Kӻ thuұt này ÿã khҳc phөc ÿѭӧc hҥn chӃ cӫa các trҥm chuyӇn ÿәi quang ÿiӋn - quang nhѭ băng tҫn,
tҫn cҩu trúc,
trúc cҩp nguӗn,
nguӗn ҧnh hѭӣng cӫa nhiӉu ÿiӋn,
ÿiӋn ...

II/ THÀNH PHҪN CѪ BҦN CӪA MҤNG QUANG


5/15/2010

20

II..2.1- Khu͇ch
II
͇ ÿ̩i quang bán d̳n
̳ (SOA) :
• KhuӃch ÿҥi quang bán dүn vӅ thӵc chҩt là phѭѫng tiӋn truyӅn ÿҥt tích cӵc
cӫa Laser bán dүn, hay nói cách khác SOA là mӝt LD ӣ bên ngoài hoһc có
g rҩt thҩpp
hӗi tiӃpp qquang
• SOA sӱ dөng nguyên tҳc phát xҥ kích thích (cѭӥng bӭc) ÿӇ khuӃch ÿҥi tín
hiӋu quang, nguyên lý hoҥt ÿӝng cӫa SOA nhѭ sau (hình vӁ II
II..3):
+ Tín hiӋu quang ÿҫu vào ÿѭa tӟi vùng tích cӵc cӫa bán dүn thông qua bӝ
ghép nӕi quang (bӣi vì ÿѭӡng kính trѭӡng mode MFD cӫa sӧi ÿѫn mode là
9,3 mm, trong khi kích cӥ vùng tích cӵc tӟi vài chөc mm)
+ Dòng ÿiӋn tiêm (bѫm) cҫn cung cҩp năng lѭӧng ӣ bên ngoài ÿӇ bѫm ÿiӋn
tӱ lên dҧi dүn (dҧi năng lѭӧng mӭc cao)
+ Tín hiӋu ÿҫu vào tӟi sӁ kích thích dӏch chuyӇn ÿiӋn tӱ xuӕng dҧi hóa trӏ
(dҧi mӭc năng lѭӧng thҩp) và phát xҥ ra Photon có cùng năng lѭӧng hay
cùng bѭӟc sóng vӟi tín hiӋu quang ÿҫu vào
+ Do ÿó,
ÿó ӣ ÿҫu ra là tín hiӋu quang ÿã ÿѭӧc khuӃch ÿҥi

II.2II 2- KhuӃch ÿҥi quang

II.2


5/15/2010

21

• Hai loҥi SOA
SOA:: KhuӃch ÿҥi Fabry
Fabry--Perot (FPA), khuӃch ÿҥi sóng chҥy (TWA)

II.2II 2- KhuӃch ÿҥi quang
II.2


N

5/15/2010

ZN

2SQ R N R
2 LN

(II..3)
(II
22

+ N là mӝt sӕ nguyên, LR là chiӅu dài vùng cӝng hѭӣng tích cӵc, tҫn sӕ
cӝng hѭӣng cho bӣi

+ NӃu hӋ sӕ phҧn xҥ công suҩt cӫa mһt cҳt là R, chiӅu dài vùng tích cӵc L,
vұn tӕc ánh sáng trong môi trѭӡng tích cӵc có chӍ sӕ khúc xҥ Q = c/v, hӋ sӕ
khuӃch ÿҥi công suҩt xuyên qua riêng Gs (có dҥng Gauss),
Gauss) GFPA nhѭ sau
sau::
P out G s 1  R
2
2 ª Z  Z 0
L º

GFPA Z

4
RG
sin
(II..1)
(II
s
«
»
Q
P in
¬
¼
1  RG s