TÁN XẠ RAMAN CÓ KÍCH THÍCH CHƯƠNG 2_2

Quan sát trong Error! Reference source not found. ta thấy các bộ khuyếch đại Raman có thể đạt được hệ số tăng ích 20-dB với công suất bơm khoảng 1W. Trong trường hợp lý tưởng
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
TÁN XẠ RAMAN CÓ KÍCH THÍCH CHƯƠNG 2_2Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Ứng dụng SRS khuyếch đại tín hiệu quang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN THÔNG TIN QUANGĐỀ TÀI: TÁN XẠ RAMAN CÓ KÍCH THÍCH CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG TÁN XẠ RAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI TÍN HIỆU QUANG2.3.1 Hiệu năng khuyếch đại Q uan sát trong Error! Reference source not found. ta thấy các bộ khuyếchđại Raman có thể đạt được hệ số tăng ích 20-dB với công suất bơm khoảng 1W.Trong trường hợp lý tưởng, độ dịch tần giữa sóng bơm và tín hiệu sẽ tương ứngvới giá trị đỉnh của hệ số khuyếch đại Raman (đạt được ở độ dịch tần khoảng13THz). Ở vùng gần hồng ngoại, nguồn bơm phổ biến nhất là laser Nd:YAG hoạtđộng ở b ước sóng 1.06 m . Đối với loại nguồn bơm này khuyếch đại lớn nhấtđạt được đối với tín hiệu có bước sóng khoảng 1.12 m . Tuy nhiên bước sóngthường được sử dụng nhiều nhất trong hệ thống thông tin quang WDM là ở cáccửa sổ 1.3 m và 1.5 m . Phổ khuyếch đại rộng của bộ khuyếch đại Raman rất hữu ích trong việckhuyếch đại nhiều kênh đồng thời. Vào năm 1988, trong một thử nghiệm, ngườita đã sử dụng một một nguồn bơm ở bước sóng 1.47 m để khuyếch đại đồngthời ba tín hiệu được lấy từ ba laser bán dẫn DFB hoạt động ở dải bước sóng1.57 -1.58 m [2]. H ệ số khuyếch đại 5 dB đạt được ở công suất bơm 60 mW.Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Ứng dụng SRS khuyếch đại tín hiệu quangTrong một thử nghiệm khác, một bộ khuyếch đại Raman được b ơm bởi mộtLaser bán dẫn hoạt động ở bước sóng 1.55 m , đầu ra được khuyếch đại sửdụng EDFA. Các xung bơm có độ rộng 140-ns, công suất đỉnh 1.4 W được bơmliên tục với tần số 1 kHz có khả năng khuyếch đại tín hiệu b ước sóng 1.66 mvới khuyếch đại là 23 dB b ởi SRS trên 20 km sợi dịch tán sắc. Ngoài ra nhữngbộ khuyếch đại Raman 1.3 m còn thích hợp dùng làm bộ tiền khuyếch đại chocác bộ thu quang tốc độ cao. Các bộ khuyếch đại này có thể dùng để nâng cấpdung lượng của các hệ thống sợi quang hiện có từ 2.5 Gb/s thành 10 Gb/s. Các bộ khuyếch đại Raman được phân thành khuyếch đại Raman tập trungLRA và khuyếch đại Raman phân bố DRA (Distributed Raman Amplifer). Sựkhác nhau này là do cấu tạo của chúng. Đối với LRA có một thiết bị riêng biệtchế tạo bằng cách quấn khoảng 1-2 km sợi quang được pha tạp Ge hoặc Photphođể cải thiện hệ số khuyếch đại. Sợi được bơm ở bước sóng khoảng 1.45 m đểkhuyếch đại một tín hiệu ở bước sóng 1.55 m . Trong trường hợp bộ khuyếchđại phân bố DRA, sợi quang vừa đ ược dùng để truyền tín hiệu vừa để khuyếchđại. Trong bộ khuyếch đại DRA thường sử dụng kỹ thuật bơm ngược. Một điểmhạn chế của cả hai cấu h ình trên là cần phải sử d ụng các Laser bơm có công suấtlớn. Chính vì lý do này mà bộ khuyếch đại Raman ít được sử dụng trong thập kỷ90, khi đó phổ biến nhất là bộ khuyếch đại EDFA. Ngày nay với sự xuất hiệncủa các Laser công suất lớn, bộ khuyếch đại Raman hứa hẹn sẽ được sử dụngrộng rãi. Trong b ộ khuyếch đại DRA, hiện tượng tán xạ Rayleigh ảnh hưởng rấtnhiều đến hiệu năng của bộ khuyếch đại. Hiệu ứng tán xạ Rayleigh xảy ra trongmọi sợi quang và là nguyên nhân chính dẫn đến suy hao. Một phần ánh sáng sẽbị tán xạ theo hướng ngược lại do hiệu ứng tán xạ Rayleigh. Đối với hệ thốngnhỏ, tán xạ Rayleigh có thể bỏ qua. Tuy nhiên,đối với các hệ thống đường dài sửdụng khuyếch đại DRA thì hiệu ứng tán xạ Rayleigh ảnh hưởng đến hiệu nănghệ thống theo hai cách. Thứ nhất, làm tăng nhiễu tổng trên toàn bộ hệ thống.Thứ hai, tán xạ Rayleigh kép của tín hiệu gây ra hiện tượng xuyên âm. XuyênĐồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Ứng dụng SRS khuyếch đại tín hiệu quangâm Rayleigh được khuyếch đại bởi DRA là một trong những nguyên nhân chínhlàm giảm công suất của hệ thống. Phần công suất tín hiệu truyền theo hướngthuận sau tán xạ Rayleigh kép được gọi là xuyên âm Rayleigh, có thể tính toánđược theo công thức (2.26) z L 2 2 2 (0.1) Pf DRS  rS  dz1G ( z1 )  G ( z 2 )dz 2 0 z1 Trong đó rs ~ 10 4 km 1 là hệ số tán xạ Rayleigh và G(z) là hệ số khuyếch đạiRaman ở khoảng cách z, bộ khuyếch đại có chiều dài L. Mức độ xuyên âm cóthể vượt quá 1% nếu L>80 km và G(L)>10. V ì xuyên âm này sẽ đ ược tích luỹqua nhiều bộ khuyếch đại, dẫn đến sự suy giảm công suất đối với các hệ thốngcó khoảng cách lớn. Bộ khuyếch đại Raman có thể làm việc ở bất kỳ bước sóng tín hiệu nào vớiđiều kiện b ước sóng bơm phải được lựa chọn phù hợp. Đặc tính này, cùng vớibăng tần rất rộng, bộ khuyếch đại Raman phù hợp với các hệ thống WDM. Mộtđặc điểm không mong muốn của bộ khuyếch đại Raman là rất nhạy về phân cực.Nói chung, hệ số khuyếch đại tốt nhất khi tín hiệu và sóng bơm đồng phân cực .Vấn đề phân cực có ...