Luận Văn Kĩ thuật chuyển đổi bước sóng

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA VIỄN THÔNG I

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
​

MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I: KĨ THUẬT CHUYỂN ĐỔI BƯỚC SÓNG 2
1.1 Giới thiệu 2
1.2 Kĩ thuật chuyển đổi bước sóng 5
1.2.1 Thiết kế bộ chuyển đổi bước sóng 5
1.2.2 Các bộ chuyển đổi bước sóng 6
CHƯƠNG II: KĨ THUẬT CHUYỂN ĐỔI BƯỚC SÓNG TRONG MẠNG WDM 13
2.1 Chuyển đổi bước sóng trong mạng WDM 13
2.1.1 Thiết kế chuyển mạch chuyển đổi bước sóng 15
2.1.2 Vấn đề thiết kế, điều khiển và quản lí mạng 20
2.1.2.1 Thiết kế mạng 20
2.1.2.2 Điều khiển mạng 21
2.1.2.3 Quản lí mạng 23
2.2 Lợi ích 23
2.2.1. Mô hình phân tích 23
2.2.1.1 Mô hình xác suất với giả thiết tải trọng liên kết độc lập 24
2.2.1.2 Chuyển đổi bước sóng dải rác 27
2.2.1.3 Một mô hình xác suất cho một lớp của mạng 29
2.2.1.4 Mô hình xác suất không có giả thiết tải trọng liên kết độc lập 31
2.2.2 Mối quan hệ 32
2.2.2.1 Giới hạn trong các thuật toán RWA có và không có bộ chuyển đổi bước sóng 32
2.2.2.2 Mạng đa sợi 33
2.2.2.3 Giới hạn chuyển đổi bước sóng 33
2.2.2.4 Bước sóng chuyển đổi cực tiểu trong mạng WDM vòng 33
CHƯƠNG III: CÁC THIẾT BỊ CHUYỂN ĐỔI BƯỚC SÓNG 35
3.1 Bộ chuyển đổi bước sóng nguyên khối bán dẫn (SIPAS) 35
3.1.1 Giới thiệu 35
3.1.2 Cấu trúc và nguyên lí hoạt động của thiết bị 35
3.1.3 Thiết kế và chế tạo 36
3.1.4. Các đặc tính của thiết bị 39
3.1.5 Kết luận 43
3.2 Kỹ thuật ghép đa kênh quang và ứng dụng của nó cho một khối SIPAS 43
3.2.1 Giới thiệu 43
3.2.2 Sự phát triển của MOCA 44
3.2.2.1 Khái niệm 44
3.2.2.2 Hiệu năng ghép quang của MOCA 46
3.2.2.3 Khả năng mở rộng của MOCA 48
3.2.3 Ứng dụng của MOCA cho đóng gói SIPAS 48
3.2.3.1. Cấu trúc của chíp SIPAS 49
3.2.3.2 Hiệu năng của khối SIPAS 50
3.2.4 Kết luận 51
3.3 Xử lí tín hiệu sử dụng chuyển đổi bước sóng toàn quang và ứng dụng sử dụng thiết bị XPM tích hợp lai và SIPAS 51
3.3.1 Giới thiệu 51
3.3.2 Chuyển đổi tốc độ bit 54
3.3.2.1 Cấu hình chuyển đổi tốc độ bit hoàn toàn 54
3.3.2.2 Kết quả thí nghiệm đối với chuyển đổi tốc độ bit hoàn toàn 55
3.3.3 Sự bù PMD 57
3.3.3.1 Kĩ thuật giám sát DGD sử dụng bộ chuyển đổi bước sóng tích hợp lai 57
3.3.3.2 Thiết lập thí nghiệm và kết quả 58
3.3.4 Kết luận 60
4.4 Thiết bị chuyển đổi bước sóng sử dụng QPM LiNbO3 61
4.4.1 Giới thiệu 61
4.4.2 Tổng quan về thiết bị chuyển đổi bước sóng sử dụng ống dẫn sóng QPM-LN 61
4.4.3 Công nghệ chế tạo ống dẫn sóng QPM-LN 65
4.4.3.1 Thiết bị chuyển đổi bước sóng sử dụng APE 66
4.4.3.2 Thiết bị chuyển đổi bước sóng tại đỉnh ống dẫn sóng sử dụng LPE-từ LiNbO3 70
4.4.4 Kết luận 72
KẾT LUẬN 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

MỞ ĐẦU

Mặc dù thông tin quang là một lĩnh vực tương đối mới, nó được đưa vào khai thác trong mạng viễn thông khoảng 30 năm trước đây. Tuy nhiên, truyền dẫn quang đã đóng vai trò hết sức to lớn trong mạng viễn thông ngày nay. Các hệ thống thông tin sợi quang với nhiều ưu điểm về băng tần rộng, cự ly thông tin lớn, không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ So với các hệ thống truyền dẫn khác ví dụ như: hệ thống thông tin vô tuyến hay hệ thống dùng cáp kim loại. Nó không chỉ phù hợp với các hệ thống xuyên lục địa, các hệ thống đường trục dung lượng lớn mà còn có tiềm năng sử dụng trong mạng nội hạt với cấu trúc linh hoạt và đáp ứng mọi loại hình dịch vụ.
Tuy nhiên không thỏa mãn với các khả năng của đường truyền hiện có, các nhà khai thác và cung cấp dịch vụ vẫn luôn luôn tìm kiếm các giải pháp công nghệ và kĩ thuật mới nhằm tăng dung lượng đường truyền để đáp ứng nhu cầu sử dụng lớn. Công nghệ chuyển đổi bước sóng là một công nghệ mới đã được nghiên cứu và triển khai trong thực tế, được chứng minh là một giải pháp hữu hiệu để giải quyết những vấn đề trên. Áp dụng chuyển đổi bước sóng trong mạng WDM đáp ứng được nhu cầu truyền dẫn và cả những yêu cầu về chất lượng truyền dẫn của hệ thống.
Với sự chỉ bảo tận tình của cô giáo Nguyễn Thị Thu Nga cũng như nỗ lực của bản thân, đồ án được hoàn thành và trình bày theo ba chương:
Chương I: Kỹ thuật chuyển đổi bước sóng
Chương II: Kỹ thuật chuyển đổi bước sóng trong mạng WDM
Chương III: Các thiết bị chuyển đổi bước sóng
Do đề tài là một lĩnh vực mới, về bản thân kiến thức còn hạn chế nên đề tài không tránh khỏi thiếu sót. Em mong được sự góp ý chỉ bảo của các thầy cô giáo và các bạn, để đồ án được hoàn thiện hơn.