Lời nói đầu:
Thời gian gần đây, nhu cầu lu lợng tăng mạnh do sự phát triển bùng nổ
của các loại hình dịch vụ Internet và các dịch vụ băng rộng đã tác động không
nhỏ tới việc xây dựng cấu trúc mạng viễn thông. Việc xây dựng mạng thế hệ sau
NGN đang đợc quan tâm nh là một giải pháp hữu hiệu nhằm thoả mãn nhu
cầu của mạng lới trong thời gian tới. Trong cấu trúc NGN, mạng truyền tải lu
lợng là khâu quan trọng nhất có nhiệm vụ truyền thông suốt lu lợng lớn trên
mạng, trong đó mạng truyền dẫn đợc xem là huyết mạch chính. Để thoả mãn
việc thông suốt lu lợng với băng tần lớn, các hệ thống thông tin quang sử dụng
công nghệ WDM đợc xem là ứng cử quan trọng nhất cho đờng truyền dẫn.
Công nghệ WDM đã và đang cung cấp cho mạng lới khả năng truyền dẫn cao
trên băng tần lớn sợi đơn mode, nhiều kênh quang truyền đồng thời trên một sợi,
trong đó mỗi kênh tơng đơng một hệ thống truyền dẫn độc lập tốc độ nhiều
Gbps.
Với nhận thức ấy,luận văn tốt nghiệp của em báo cáo về công nghệ WDM.
Bố cục của luận văn gồm 4 chơng:
Chơng 1: Tổng quan về hệ thống WDM.
Chơng2: Các thành phần trong hệ thống WDM.
Chơng 3: Một số vấn đề công nghệ then chốt trong hệ thống WDM.
Chơng4: ứng dụng của hệ thống WDM.
Mặc dù đã hết sức cố gắng nhng chắc hẳn các vấn đề nêu ra trong phạm
vi đồ án này cha thể mang tính hoàn chỉnh về một vấn đề hết súc quan trọng
nh vậy. Nội dung của đồ án vẫn còn có các vấn đề cần phải xem xét thêm và
không thể tránh khỏi những khiếm khuyết. Rất mong đợc các Thầy Cô giáo chỉ
bảo, các bạn sinh viên và các bạn đọc quan tâm tới vấn đề này góp ý, chỉ dẫn
thêm.
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Em xin đợc cảm ơn sâu sắc Thầy giáo TS. Phùng Văn Vận, nguời Thầy đã
hớng dẫn, chỉ bảo, giúp em hoàn thành bản đồ án này. Xin gửi lời cảm ơn tới
các Thầy, Cô giáo trong bộ môn thông tin quang, khoa viễn thông I, đặc biệt là
Thầy giáo TS. Bùi Trung Hiếu, trởng bộ môn thông tin quang, đã hết sức tạo


1.1.3.5 Kênh truyền dẫn IP ............................................................ 7

1.2 Một số tham số kỹ thuật trong hệ thống WDM ............................................ 7

1.2.1 Suy hao xen ........................................................................................... 7

1.2.2 Suy hao xuyên kênh .............................................................................. 8

1.2.3 Độ rộng kênh và khoảng cách kênh ..................................................... 9

1.2.4 Số lợng kênh ..................................................................................... 10

1.3 ứng dụng WDM .......................................................................................... 11

CáC THàNH PHầN TRONG Hệ THốNG WDM .......................................... 14

Giới thiệu chung................................................................................................ 14

2.1 Bộ phát quang ............................................................................................. 14

2.1.1 Yêu cầu đối với nguồn quang trong WDM ........................................ 15

2.1.2 Nguyên lí Bragg .................................................................................. 16

2.1.3 LASER hồi tiếp phân bố (DFB) ......................................................... 17

2.1.4 LASER phân bố phản xạ Bragg (DBR) ............................................. 18

2.2 Bộ tách quang và bộ ghép quang ................................................................ 19


2.2.3.3 Cách tử phản xạ Bragg ..................................................... 44

a. Cách tử phản xạ Bragg sợi ........................................................... 44

b) Các ứng dụng của bộ lọc phản xạ Bragg ..................................... 46

2.3.3.4 Bộ lọc quang âm phản xạ Bragg ...................................... 47

2.3 Bộ khuếch đại quang ................................................................................... 48

2.3.1 Sự cần thiết sử dụng các bộ khuếch đại quang ................................... 48

2.3.2 Bộ khuếch đại quang sợi EDFA ......................................................... 49

2.4 Bộ thu quang ............................................................................................... 52

2.5 Sợi quang..................................................................................................... 52

Chơng iii ............................................................................................... 54

Một số vấn đề công nghệ then chốt .............................................. 54

3.1 ổn định bớc sóng của nguồn quang ........................................................ 54

3.2 ảnh hởng của tán sắc sợi quang đối với truyền dẫn ................................. 55

3.2.1 Phơng pháp bù tán sắc bằng điều chế tự dịch pha(SPM) .................. 56

3.2.3 Phơng pháp bù tán sắc PDC .............................................................. 58

4.2.1 Mở đầu ................................................................................................ 71

4.2.2 Mạng WDMA đơn chặng ................................................................... 73

4.2.3 Mạng WDMA đa chặng ..................................................................... 75

4.3 ứng dụng của WDM trong mạng chuyển mạch quang .............................. 78

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng 1. Tổng quan về hệ thống WDM

Nguyễn Tnành Chung D2001VT
3
CHƯƠNG I
TổNG QUAN Về Hệ THốNG WDM
1.1 Giới thiệu chung
Trong những năm gần đây, sự phát triển của các dịch vụ thoại và phi thoại
mà đặc biệt là Internet cũng nh một số dịch vụ khác đã tạo ra một sự bùng nổ
nhu cầu về dung lợng. Điều này đặt lên vai những nhà cung cấp dịch vụ đờng
trục những khó khăn và thách thức mới. Kĩ thuật ghép kênh theo miền thời gian
TDM đã giải quyết phần nào các yêu cầu trên nhng vẫn còn rất hạn chế. Trong
thực tế, tốc độ của tín hiệu TDM thờng nhỏ hơn hoặc bằng 10Gb/s. Do ảnh
hởng của hiện tợng tán sắc, hiệu ứng phi tuyến trong sợi quang và tốc độ của
các thành phần điện tử nên khi tăng tốc độ bit của một kênh TDM lên quá giới
hạn này, chất lợng hệ thống không đảm bảo. Để thích ứng với sự tăng trởng
không ngừng đó và thoả mãn yêu cầu tính linh hoạt của mạng, các công nghệ
truyền dẫn khác nhau đã đợc nghiên cứu, triển khai thử nghiệm và đa vào ứng
dụng, trong số đó phải kể đến công nghệ WDM, OTDM, Soliton Phơng pháp
ghép kênh theo bớc sóng WDM(Wavelength Division Multiplexing) đã tận
dụng hữu hiệu nguồn tài nguyên băng rộng trong khu vực tổn hao thấp của sợi

Khái niệm về WDM đã đợc biết đến từ những năm 1980, khi mà hệ thống
quang đã đợc bắt đầu thơng mại hóa. Dạng đơn giản nhất của WDM là truyền
hai kênh tín hiệu trên hai cửa sổ khác nhau. Ví dụ, truyền trên hai bớc sóng
1,3àm và 1,55àm. Khi đó, khoảng cách giữa các kênh là 250nm. Sau đó, khoảng
cách giữa các kênh giảm dần đi. Năm 1990, khoảng cách giữa các kênh chỉ còn
nhỏ hơn 0,1nm. Trong suốt thập kỉ 90, hệ thống WDM đã đợc nhiều nớc trên
thế giới quan tâm nghiên cứu. Hiện nay, kỹ thuật ghép kênh theo bớc sóng đã
đợc ứng dụng ở nhiều nớc trên thế giới. ở nớc ta, Tổng công ty bu chính
viễn thông Việt Nam quyết định nâng cấp tuyến truyền dẫn Bắc Nam bằng giải
pháp ghép kênh theo bớc sóng.
1.1.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống tách/ghép kênh quang
Sơ đồ khối tổng quát của một hệ thống truyền dẫn quang đơn hớng ghép
kênh theo bớc sóng đợc mô tả nh hình 1.2.
0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6
1,5
1,6
Hình 1.1. Băng tần truyền dẫn của sợi quang là rất lớn!
[dB]
Băng tần cửa sổ 1550
nm
[àm]
Phổ của
một nguồn
quang

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng 1. Tổng quan về hệ thống WDM

Nguyễn Tnành Chung D2001VT
5

hớng, tức là tín hiệu đợc ghép tại một đầu và tách tại đầu kia, tín hiệu truyền
trên sợi quang theo một hớng. Ngoài ra ngời ta có thể thực hiện truyền dẫn
ghép bớc sóng quang hai hớng trên cùng một sợi quang nh hình 1.3.
Tx
Tx
OMUX ODMU
X
Rx
Rx
1 2
, ,...
n


Sợi
quang
1


n


1


n


1 1
n

+

1


n


n
2


1
+n


1


n


1
+n


n
2



đơn tăng từ vài lần tới hàng trăm lần, từ đó tăng dung lợng của sợi quang, hạ giá
thành hệ thống. Hiện nay, dải tần truyền dẫn có suy hao thấp của sợi quang mới
chỉ đợc sử dụng một phần rất nhỏ. Nếu ứng dụng công nghệ WDM thì hiệu quả
tận dụng băng tần sợi quang trong vấn đề truyền dẫn quả là hết sức to lớn.
Dùng công nghệ WDM có thể ghép N bớc sóng truyền dẫn trong sợi
quang đơn mode và có thể truyền dẫn hoàn toàn song công. Do vậy, khi truyền
dẫn thông tin đờng dài với dung lợng lớn, có thể tiết kiệm số lợng lớn sợi
quang. Thêm vào đó là khả năng mở rộng dung lợng cho hệ thống quang đã xây
dựng. Chỉ cần hệ thống cũ có độ d công suất tơng đối lớn thì có thể tăng thêm
dung lợng mà không cần thay đổi nhiều đối với hệ thống cũ.
1.1.3.2 Đồng thời truyền dẫn nhiều tín hiệu
Vì trong công nghệ WDM sử dụng các bớc 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 phân chia các dịch vụ viễn thông, bao gồm tín hiệu số và tín hiệu
tơng tự, tín hiệu PDH và tín hiệu SDH, truyền dẫn tín hiệu đa phơng tiện
(thoại, số liệu, đồ hoạ, ảnh động).
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng 1. Tổng quan về hệ thống WDM

Nguyễn Tnành Chung D2001VT
7
1.1.3.3 Nhiều ứng dụng
Căn cứ vào nhu cầu, công nghệ WDM có thể có rất nhiều ứng dụng nh
trong mạng đờng trục, mạng phân phối kiểu quảng bá, mạng cục bộ nhiều
đờng, nhiều địa chỉ, bởi thế nó rất quan trọng trong các ứng dụng mạng.
1.1.3.4 Giảm yêu cầu siêu cao tốc đối với linh kiện
Tốc độ truyền dẫn tăng lên không ngừng do vậy mà tốc độ xử lí tơng ứng
của nhiều linh kiện quang điện tăng lên theo nhng không đáp ứng đợc đủ. Sủ
dụng công nghệ WDM có thể giảm yêu cầu quá cao về tốc độ đối với linh kiện
mà vẫn có thể đáp ứng dung lợng lớn.

ii
i
i
I
O
L


=
(dB) (1-1)
- Đối với ODMUX

)(
)(
lg10
i
ii
i
I
O
L


=
(dB) (1-2)
Trong đó: I(
i
) và O(
i
) tơng ứng là công suất các tín hiệu quang tại đầu


1

N

1 2
( )...( )I I

1 1 1 2
( ) ( )O U

+
( ) ( )
i i i k
O U

+
2 2 2 1
( ) ( )O U

+
2


Hình 1.4 Xuênh âm trong hệ trong hê thuống

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng 1. Tổng quan về hệ thống WDM

Nguyễn Tnành Chung D2001VT

(dB) (1_3)
Trong trờng hợp lý tởng, tại cửa ra thứ i chỉ có bớc sóng
i
, nhng do có
hiện tợng xuyên kênh, tại cửa ra thứ i có tín hiệu rò từ các kênh khác. U
i
(
k
) và
P
i
(

j
) là công suất tín hiệu không mong muốn ở bớc sóng
k
và
j
tại cửa ra
thứ i. Trong thiết bị ghép/tách kênh hỗn hợp, việc xác định suy hao xuyên kênh
cũng đợc áp dụng nh bộ tách kênh. ở trờng hợp này phải xem xét cả hai loại
xuyên kênh, xuyên kênh đầu gần và xuyên kênh đầu xa (hình 1.4). Xuyên kênh
đầu xa là do các kênh khác đợc ghép đi vào đờng truyền gây ra. Ví dụ, U
i
(
k
)
là xuyên nhiễu do kênh quang có bớc sóng
k
tại đầu ra thứ i. Xuyên kênh đầu

P

1


2


3THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng 1. Tổng quan về hệ thống WDM

Nguyễn Tnành Chung D2001VT
10
kênh là khoảng cách giữa hai bớc sóng trung tâm của hai kênh quang kề nhau.
Nếu độ rộng kênh của các kênh quang bằng nhau thì độ rộng kênh chính bằng
khoảng cách kênh.
Khoảng cách tối thiểu giữa các kênh bị giới hạn bởi xuyên nhiễu giữa các
kênh. Khoảng cách giữa các kênh thờng lớn hơn bốn lần tốc độ bit. Nếu nguồn
phát quang là các diode laser thì các độ rộng kênh yêu cầu khoảng nm để đảm
bảo không bị xuyên nhiễu giữa các kênh do sự bất ổn của các nguồn phát gây ra.
Đối với nguồn phát quang là các diode phát quang LED, yêu cầu độ rộng kênh
phải lớn hơn 10 đến 20 lần, vì độ rộng phổ của loại nguồn này rộng hơn.
1.2.4 Số lợng kênh
Trong hệ thống WDM, mỗi bớc sóng đợc coi tơng ứng với một kênh
quang. Số lợng kênh bằng số lợng các bớc sóng đợc ghép lại để truyền trên
cùng một sợi quang đến đầu thu. Tham số này phụ thuộc vào độ rộng băng tần
truyền dẫn của sợi quang mà hệ thống sử dụng và độ rộng kênh.






=
iii
n




'''
(1-5)
Trong các hệ thống điện, chất lợng bộ lọc rất tốt nên khoảng bảo vệ (
i
)
thờng nhỏ hơn độ rộng phổ của kênh. Nhng trong hệ thống quang, do hạn chế
của bộ lọc nên khoảng bảo vệ (
i
) yêu cầu rất lớn.
i
thờng đợc yêu cầu
lớn gấp bốn lần
i
. Theo khuyến nghị của ITU-T, độ rộng kênh khoảng
100GHz. Hiện nay một số nớc đã sản xuất đợc hệ thống thông tin quang
WDM có
i
= 50GHz mà vẫn đảm bảo chất lợng.

tuyến truyền dẫn cáp sợi quang điển hình có sử dụng WDM trong khu vực Châu á:
BIMPP-GUAM: Dự án tuyến thông tin quang này nhằm kết nối Brunei,
Indonesia, Malaysia, Philippines, quần đảo Palau và Guam (Hoa Kì). Tuyến
truyền dẫn này hoạt động nh một mạng khu vực và có thể dự phòng cho các
mạng lân cận nh mạng nội vùng Malaysia, mạng SEA-ME-WE 3 mở rộng. Để
đáp ứng mục tiêu này, ngời ta đã phân bổ một số bớc sóng đảm bảo việc dự
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng 1. Tổng quan về hệ thống WDM

Nguyễn Tnành Chung D2001VT
12
phòng và một số bớc sóng phục vụ các kết nối giữa các quốc gia trên tuyến.
Trên hình 1.6 là sơ đồ tuyến nối của BIMPP-GUAM .

SEA-ME-WE 3 và phần mở rộng: Tuyến thông tin quang này nối từ Châu
âu xuyên qua Địa Trung Hải tới Đông Nam á (hình 1.7). Nó có 6 trạm đầu cuối
trải dài trên 38.000 km (với hơn 20.000 km biển), có 27 điểm xen rẽ (ADM) và
hơn 40 điểm cập bờ. Dung lơng của tuyến này là 8 x 2,5 Gbps, sử dụng công
nghệ WDM truyền đồng thời 8 bớc sóng (mỗi bớc sóng mang dung lợng 2,5
Gbps) trên hai đôi sợi quang. Phần mở rộng của SEA-ME-WE 3 triển khai tại
Châu á nhằm kết nối hơn 10 quốc gia từ Singapore tới Nhật Bản và Hàn Quốc
với các nhánh xen rẽ là Malaysia, Brunei, Việt Nam, Hồng Kông, Ma Cao, Đài
Loan, Trung Quốc và Philippines.

Hình 1.7 Tuyến thông tin quang SEA-ME-WE 3 và phần mở rộng
Keoja
Okinawa

Thợng hải
Ma cao

ASIA-GUAM: Dự án này kết nối Trung Quốc, Hàn Quốc và Nhật Bản tới
Guam (hình 1.8). Trong tuyến thông tin này mỗi quốc gia Trung Quốc, Hàn
Quốc và Nhật Bản sử dụng một bớc sóng riêng với dung lợng 2,5 Gbps nhằm
đảm bảo sự truy cập độc lập tới Bắc Mĩ. Đồng thời, tuyến này có thể có thêm
một số bớc sóng phụ dự phòng cho truyến thông tin SEA-ME-WE 3.

NORTH PACIFIC CABLE 2 (NPC2): Dự án này kết nối Nhật Bản, Hàn
Quốc, Trung Quốc và Liên bang Nga tới Bắc Mĩ (hình 1.6).
Guam (USA)
Nhật Bản
Trung Quốc
Hàn Quốc
Hình 1.8 Tuyến thông tin quang ASIA-GUAM
Tới Bắc Mĩ
Nhật Bản
Liên bang nga
Hàn Quốc
Trung Quốc
Hình 1.9 Tuyến thông tin quang NPC2
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng 2. Các thành phần trong hệ thống WDM

Nguyễn Tnành Chung D2001VT
14
CHƯƠNG 2
CáC THàNH PHầN TRONG Hệ THốNG WDM
Giới thiệu chung

Nguyễn Tnành Chung D2001VT
15
2.1.1 Yêu cầu đối với nguồn quang trong WDM
- Độ chính xác của bớc sóng phát: Đây là yêu cầu kiên quyết cho một hệ
thống WDM hoạt động tốt. Nói chung, bớc sóng đầu ra luôn bị dao động do
các yếu tố khác nhau nh nhiệt độ, dòng định thiên, độ già hoá linh kiện...
Ngoài ra, để tránh xuyên nhiễu cũng nh tạo điều kiện cho phía thu dễ dàng tách
đúng bớc sóng thì nhất thiết độ ổn định tần số phía phát phải thật cao.
- Độ rộng đờng phổ hẹp: Độ rộng đờng phổ đợc định nghĩa là độ rộng
phổ của nguồn quang tính cho bớc cắt 3 dB. Để có thể tăng nhiều kênh trên một
dải tần cho trớc, cộng với yêu cầu khoảng cách các kênh nhỏ cho nên độ rộng
đờng phổ càng hẹp càng tốt, nếu không, xuyên nhiễu kênh lân cận (ICI) xảy ra
khiến lỗi bít tăng cao, hệ thống không đảm bảo chất lợng. Muốn đạt đợc điều
này thì nguồn phát laser phải là nguồn đơn mode (nh các loại laser hồi tiếp
phân bố, laser hai khoang cộng hởng, laser phản hồi phân bố).
- Dòng ngỡng thấp: Đối với laser , phát xạ kích thích không thể bắt đầu
cho đến khi dòng định thiên cao hơn giá trị dòng ngỡng I
th
, công suất đầu ra tỉ
lệ với (I - I
th
) với I là dòng định thiên. Do đó, dòng ngỡng thấp hơn cho phép
dòng định thiên nhỏ hơn đối với cùng một công suất đầu ra. Nhng quan trọng
hơn là nếu dòng ngỡng thấp sẽ đảm bảo công suất nền thấp. Điều này làm giảm
bớt vấn đề lãng phí công suất trong việc kích thích laser cũng nh giảm bớt đợc
công suất nền không mang tin và tránh cho máy thu chịu ảnh hởng của nhiễu
nền (phát sinh do có công suất nền lớn). Nếu công suất nền gửi trên đờng
truyền quá lớn sẽ không có lợi cho hệ thống, vì nh đã biết công suất quang
truyền dẫn trên sợi (tổng công suất của các bớc sóng ghép) càng lớn thì ảnh
hởng của hiệu ứng phi tuyến càng lớn, sẽ ảnh hởng xấu tới chất lợng hệ thống.

A là chu kì cách tử
u

=

/
n
là bớc sóng trong chất môi giới

là bớc sóng quang trong không khí
n
là hệ số khúc xạ tơng đơng.
Biến đổi một chút ta có thể đợc:
A(1+sin)= m
u

(2.2)
A A
B
B

1 2
1
1
Hình 2.1. Nguyên lí phản xạ Bragg
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng 2. Các thành phần trong hệ thống WDM

Nguyễn Tnành Chung D2001VT
17

Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng 2. Các thành phần trong hệ thống WDM

Nguyễn Tnành Chung D2001VT
18
Tín hiệu quang có bớc sóng thoả mãn công thức trên mới đợc phản xạ
mạnh và đợc khuếch đại đủ lớn, các bớc sóng khác không thoả mãn công thức
trên thì sẽ bị dập và không phát xạ. Công thức (2.1) gọi là điều kiện phân bố
phản hồi. Thông thờng m = 1, khi đó
n
= 2A đợc gọi là bớc sóng Bragg. Với
loại LASER này, các mode bên bị triệt khoảng 30 40 dB so với mode chính.
c) Đặc điểm: DFB so sánh với LASER F-P có 2 u điểm sau đây:
- Dao động đơn mode dọc dải hẹp: Do chu kỳ cách từ(A) trong bộ phát
quang DBF rất nhỏ,nên hình thành khoang cộng hởng kiểu nhỏ, đối với bớc
sóng có tính lựa chon tốt làm cho giới hạn tăng ích của mode chính và mode
biên tơng đối lớn, từ đó đợc dải phổ nguồn quang rất hẹp so với laser F-P.
- Tính ổn định của bớc sóng tốt: Vì lới quang trong laser DFB có giúp
cho việc chốt trên bớc sóng cho trớc, trôi nhiệt của 0,8
o

/
C

, tốt hơn
nhiều so với LASER khoang F-P.
2.1.4 LASER phân bố phản xạ Bragg (DBR)
a) Kết cấu: Kết cấu laser phân bố phản xạ Bragg (DBR- Distributed Bragg
Reflection) và kết cấu của laser DFB căn bản khác nhau (xem hình 2.3). Chỗ
khác nhau là nó có kết cấu lới phản xạ nằm ngoài hốc cộng hởng. Với sự khác
biệt này, phần điều khiển hốc cộng hởng LASER và phần điều khiển tần số

2.2 Bộ tách quang và bộ ghép quang
Tín hiệu tại đầu ra mỗi bộ phát ở một bớc sóng riêng, những tia sáng này
đợc ghép lại và truyền vào sợi quang. Thiết bị thực hiện chức năng này gọi là
bộ ghép (Multiplexer hay MUX). Ngợc lại, phía thu có một thiết bị thực hiện
tách tín hiệu quang thu đợc thành các kênh quang có bớc sóng khác nhau để
đa đến mỗi bộ thu quang riêng biệt. Thiết bị này gọi là bộ tách quang
(DeMultiplexer hay DMUX). Đây là các thành phần cốt yếu của hệ thống thông
tin quang WDM và đợc chia thành 2 nhóm lớn.Nhóm dựa trên nguyên lý giao
thoa và nhóm dựa trên nguyên lý tán sắc góc.Về mặt nguyên lý bất kỳ bộ ghép
bớc sóng nào cũng có thể làm bộ tánh bớc sóng và ngợc lại.
Bộ tách quang và bộ ghép quang đợc cấu tạo từ bộ lọc quang và coupler
quang. Các bộ lọc hiện nay hay đợc sử dụng gồm bộ lọc cộng hởng Fabry-
Perot, bộ lọc giao thoa kế Mach-Zender, bộ lọc cách tử Bragg... Nguyên lý và
đặc tính của các bộ lọc này sẽ đợc trình bày ở các phần dới đây.
2.2.1 Bộ lọc Mach-Zender
2.2.1.1 Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của bộ lọc Mach-Zender
Bộ lọc Mach-Zender làm việc dựa trên sự giao thoa của hai tia sáng xuất
phát từ cùng một nguồn và đi theo hai đờng khác nhau. Hình 2.4 là cấu trúc của
bộ lọc Mach-Zender. Bộ lọc đợc cấu tạo từ 2 coupler 3dB 2x2 và hai nhánh
ống dẫn sóng. Nhánh trên có lắp thêm bộ quay pha 90
o
và bộ trễ. Cấu trúc này
tạo ra khả năng điều chỉnh bớc sóng cuả bộ lọc. THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng 2. Các thành phần trong hệ thống WDM

Nguyễn Tnành Chung D2001VT
20

quang đợc tạo thành từ hai coupler quang 3dB và hai ống dẫn sóng quang. Tất
cả đợc tích hợp trên nền Silic. Quá trình tích hợp ống dẫn sóng SiO
2
trên nền
Silic sẽ đợc miêu tả chi tiết ở phần sau.
l
Trễ
Coupler
3dB
2x2
Coupler
3dB
2x2
1
2
3
4
[P] [D] [Q]
Hình 2.4 Cấu trúc bộ lọc Mach-Zender
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng 2. Các thành phần trong hệ thống WDM

+ +
=
=
2 2
2 2
( 1) 1
1
2
1 ( 1)
j f j f
j f j f
j e e
j
e j e

+
+
(2-4)
Trong đó

là thời gian trễ do bộ tạo trễ gây ra:

.
eff
L
L L n
v c c

+
(2-6)
Hàm truyền đạt công suất của bộ lọc:

2
2
31
31
22
41
41
( )
( )
sin ( )
( )
cos ( )
( )
H f
P f
f
P f
f
H f= =
(2-7)
Nh vậy hàm truyền đạt công suất từ cổng 1 đến cổng 4 và 3 là :
T
41

L
f
c


) (2-9)
Bộ lọc quang Mach-Zender có hàm truyền đạt tuần hoàn, dải phổ tự do FSR
thoả mãn:
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng 2. Các thành phần trong hệ thống WDM

Nguyễn Tnành Chung D2001VT
22
. .
eff
L
FSR
c


=

.
eff
c c
FSR
L L n
= =

Do đó:
1 2
( )
2
eff
L
f f
c



=
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
f