LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, công nghệ truyền thông quang đã có những bước tiến vững chắc, được minh họa bởi nhu cầu ngày càng tăng của các dịch vụ. Các nhà nghiên cứu thiết kế hệ thống quang và mạng nhận thấy bản thân chúng là nhu cầu trường tồn để làm tăng thêm dung lượng và truyền thông đường dài. Tất nhiên có một sự cạnh tranh mạnh mẽ giữa hệ thống tuyến tính và phi tuyến. Lớp các hệ thống truyền dẫn tuyến tính NRZ-IM/DD kết hợp với công nghệ WDM bao trùm trên một diện rộng các ứng dụng, bao gồm các khoảng cách truyền dẫn lên đến 10000km, và các tốc độ lên đến 100Gb/s. Những hệ thống này hiện tại hoạt động phổ biến, nhưng nói chung bị hạn chế đến tốc độ 2,5-5 Gb/s mỗi kênh trong các truyền dẫn đường dài. Một số lượng lớn các sóng mang quang sau đó có thể được yêu cầu để tạo ra tốc độ 100Gb/s. Mặt khác các hệ thống phi tuyến RZ, tức là các hệ thống soliton được khuyếch đại đã đạt đến độ chín có thể xem xét, chính vì thế là một sự lựa chọn đúng đắn đối với truyền thông dung lượng cao. Trong truyền thông đường dài mỗi kênh hệ thống RZ phi tuyến có thể hỗ trợ các tốc độ lên đến 10Gb/s.

Mặc dù đang có mặt các công nghệ hoàn hảo các hệ thống soliton được khuyếch đại vẫn chưa được triển khai phổ biến. Lý do chính là trong đó các soliton chịu ảnh hưởng Gordon-Haus khắt khe, kết quả từ sự trộn lẫn tín hiệu và nhiễu sự phát xạ tự phát tự phát tạo ra bởi các bộ khuyếch đại EDFA được sử dụng để bù suy hao sợi quang. Sự trộn lẫn tín hiệu và nhiễu tạo ra một sự jitter trên các độ rộng xung, chính vì thế hạn chế dung lượng các soliton được khuyếch đại.

Việc nghiên cứu hệ thống truyền thông quang được đề ra trên nhiều khía cạnh. Trong phần trình bày của đồ án em tập trung vào các vấn đề cơ bản nhất của hệ thống soliton, yếu tố jitter ảnh hưởng đến hệ thống soliton đơn kênh và đa kênh.

Mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng chắc chắn trong phạm vi đồ án này chưa thể hoàn chỉnh các vấn đề nêu ra. Em rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, các bạn sinh viên và các bạn đọc quan tâm đến vấn đề này.

Em xin được gửi tới Thầy giáo Thạc sỹ Nguyễn Đức Nhân đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình, giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này. Xin gửi lời cảm ơn tới gia đình Gia đình, thầy cô giáo, những người thân đã hết sức tạo điều kiện, động viên, giúp đỡ em trong thời gian làm đồ án.

Hà Nội, ngày 25 tháng 10 năm 2005

Sinh viên

Đinh Sỹ Thạc Chí

CHƯƠNG I 2

HIỆU ỨNG QUANG PHI TUYẾN 2

1.1. Giới thiệu chung 2

1.2. Nguyên nhân gây ra hiệu ứng phi tuyến quang 2

1.3 Tán xạ ánh sáng kích thích SRS và SBS 2

1.3.1 Tán xạ Raman kích thích SRS 2

1.3.2 Tán xạ Brillouin kích thích (SBS) 2

1.4 Tự điều chế pha SPM (self-phase modulation) và điều chế chéo pha XPM (cross-phase modulation) 2

1.4.1. Tự điều chế pha SPM 2

1.4.2 Điều chế chéo pha (XPM) 2

1.5 Hiệu ứng trộn 4 sóng (FWM: four-wave mixing) 2

1.6 Kết luận 2

CHƯƠNG II 2

MÔ TẢ TOÁN HỌC VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG 2

QUÁ TRÌNH TRUYỀN DẪN XUNG QUANG SỢI ĐƠN MODE 2

2.1 Mô tả toán học quá trình truyền dẫn xung quang trong sợi đơn mode 2

2.2 Các phương pháp mô phỏng quá trình lan truyền xung quang trong sợi 2

2.2.1. Phương pháp Fourier tách bước (SSFM). 2

Chương III 2

TỔNG QUAN VÊ SOLITON 2

3.1 Khái niệm về soliton 2

3.2 Soliton sợi 2

3.3 Phương trình Schorodinger phi tuyến 2

3.4 Phân loại Soliton 2

3.4.1. Soliton cơ bản và soliton bậc cao 2

3.4.2 Tiến trình soliton 2

3.4.3 Soliton tối (Dark soliton) 2

CHƯƠNG IV 2

HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN SOLITON 2

4.1 Hệ thống truyền dẫn soliton 2

4.1.1. Mô hình hệ thống chung. 2

3.1.2 Truyền thông tin với các soliton 2

4.1.3 Tương tác soliton 2

4.1.4. Sự lệch tần (frequency chirp) 2

3.1.5 Máy phát soliton 2

4.1.6. Ảnh hưởng của suy hao sợi 2

4.1.7. Khuyếch đại soliton 2

4.2 Thiết kế hệ thống soliton 2

4.2.1 Cơ chế soliton trung bình 2

4.2.2. Sự khuyếch đại phân bố. 2

4.2.3.Nhiễu bộ khuyếch đại 2

4.2.4. Tiến trình thực nghiệm. 2

4.3. Các soliton được quản lý tán sắc. 2

4.3.1. Các sợi giảm tán sắc. 2

4.3.2. Tiến trình thực nghiệm. 2

CHƯƠNG V 2

HỆ THỐNG SOLITON WDM 2

5.1. Các xung đột xuyên kênh. 2

CHƯƠNG VI 2

JITTER TRONG HỆ THỐNG SOLITON 2

6.1. Khái niệm jitter timing 2

6.2. Jitter trong các hệ thống soliton. 2

6.2.1. Jitter timing trong hệ thống đơn kênh. 2

6.2.2. Các loại jitter timing 2

6.2.2.1 Jitter Gordon-Haus 2

6.2.2.2. Jitter âm thanh. 2

6.2.2.3. Tán sắc mode phân cực. 2

6.2.2.4. jitter gây ra bởi tương tác soliton. 2

6.2.3. Jitter timing trong các hệ thống soliton ghép kênh phân chia theo bước sóng 2

6.2.3.1.Dịch thời gây ra do xung đột. 2

6.2.3.2.Sự phân tích thống kê của dịch thời. 2

6.2.3.3. Jitter timing trong các hệ thống soliton đa kênh. 2

6.2.3.4.Jitter timing trong các hệ thống được quản lý tán sắc. 2

6.3.Các kết luận. 2