Đồ án Khuếch đại quang sợi và khả năng ứng dụng vào mạng viễn thông

Chương I : Kỹ Thuật khuếch đại quang sợi . .7

I Tổng quan về hệ thống thông tin quang .7

II Kỹ thuật khuếch đại quang .10

1. Giới thiệu sơ lược về kỹ thuật khuếch đại quang. . 10

2. Các tiêu chuẩn của hệ thống sử dụng khuếch đại :. 13

3. Khuếch đại laser bán dẫn (SLA). 15

3.1 Bộ khuếch đại Febry- Perot. . 17

a. Dải thông 3dB. . 18

b. Sự bão hoà hệ số khuếch đại :. 19

3.2 Bộ khuếch đại sóng chạy TWA. . 20

a. Dải thông 3dB . 20

b. Hệ số khuếch đại bão hoà. . 20

c. Xuyên âm. 20

4. Khuếch đại quang sợi . 22

5. Nghiên cứu bộ khuếchđại quang sợi pha tạp Erbium (EDFA) . 23

5.1 Cấu trúc của modul EDFA . 23

5.2 Nguyên lý hoạt động của EDFA. . 27

5.3 Xu h-ớng phát triển của các modul EDFA. . 28

a. Bộ khuếch đại quang sợi phản xạ đơn h-ớng và hai h-ớng: . 28

b. Tự động điều chỉnh khuếch đại vàcông suất. . 29

c. Cân bằng và làm phẳng phổ khuếch đại. . 30

d. Cấu trúc cải tiến đặc tính khác. . 30

5.4 Tối -u hoá độ dài sợi pha tạp Erbium(EDF). . 31

5.5 Các thông số kỹ thuật của modul EDFA . 33

a. Công suất bơm và b-ớc sóng bơm. 33

b. Khuếch đại trong EDFA. 35

c. Nhiễu trong bộ khuếch đại EDFA. . 38

d. Hình ảnh nhiễu của bộ khuếch đại quang: . 42

5.6 Đánh giá các vấn đề kỹ thuật trong hệ thống truyền dẫn thông

tin quang sử dụng khuếch đại quang sợi EDFA. . 44

a. Nhiễu tích luỹ: . 44

b. Điều chỉnh tán sắc . 45

Ch-ơng II: khả năng ứng dụng của khuếch đại quang vào mạng viễn

thông . .49

I. Khả năng ứng dụng của khuếch đại quang sợi: .49

1. Tổng quan về khả năng ứng dụng của khuếch đại quang sợi. . 49

2. Các loại khuếch đại quang th-ờng dùng . 50

2.1 Khuếch đại công suất. 50

2.2 Tiền khuếch đại . 52

2.3 Khuếch đại đ-ờng truyền: . 53

II ứng dụng khuếch đại quang sợi vào hệ thống ghép kênh quang

theob-ớcsóng . .56

1. Nguyên lý cơ bản của ghép b-ớc sóng quang WDM . 57

2. Đánh giá kỹ thuật WDM . 59

3. ứng dụng của kỹ thuật WDM . 60

4. Hệ thống WDM có sử dụng EDFA . 62

5. Các thiết bị quang cơ bản trong hệ thống WDM có sử dụng EDFA

.64

5.1 Bộ xen/rẽ kênh quang WADM (Wavelengh Add-Drop

Multiplexer. 64

5.2 Thiết bị đấu nối chéo quang (OXC - Optical Crossconnect). 69

5.3 Bộ chuyển đổi b-ớc sóng (WC - Wavelength Conversion). 71

5.4 Bộ cách ly quang (OI - Optical Isolator): . 75

6. Cấu trúc một số hệ thống WDM sử dụng EDFA điển hình . 77

6.1 Phân loại cấu trúc: . 77

6.2 Hệ thống WDM có sử dụng EDFA . 78

a. Hệ thống ghép b-ớc sóng theo một h-ớng trên một sợi quang

.78

b. Hệ thống ghép b-ớc sóng theo hai h-ớng trên cùng một sợi

quang . 79

c. Cấu trúc mạng Điểm - Điểm. 81

d. Cấu trúc mạng đa điểm- đa điểm. 82

e. Cấu trúc mạng vòng (Ring) . 84

f. Cấu trúc mạng đ-ờng trục . 86

7. Một số vấn đề cần xem xét khixây dựng hệ thống WDM có sử dụng

EDFA . 87

7.1 Kênh b-ớc sóng. . 87

7.2 Độ rộng phổ yêu cầu của nguồn phát . 88

7.3 Xây dựng quĩ công suất của tuyến WDM có sử dụng EDFA 89

a. Công suất phát quang Pt

(t):. 90

b. Độ nhạy thu . 92

c. Suy hao sợi truyền dẫn. 94

7.4 Xem xét về tán sắc. 94

7.5 Xem xét sự thiệt thòi công suất do các hiệu ứng phi tuyến gây

ra 96

a. Đền bù công suất (Penalty). 96

b. ảnh h-ởng của hiệu ứng phi tuyến . 97

7.6 Các tham số của EDFA ảnh hưởng đến hệ thống WDM có sử

dụng EDFA . 98

Chương III: ứng dụng khuếch đại quang sợi

vào mạng viễn thông Việt Nam .100

1. Khả năng sử dụng khuếch đại quang trên tuyến đường trục SDH

2,5Gbit/s ở Việt Việt Nam. . 100

2. ứng dụng khuếch đại quang sợi trong mạng nội hạt. 104

3. ứng dụng khuếch đại quang trong cáp quang biển. . 107