Từ O đến L: Sự phát triển của các dải bước sóng quang
Trong hệ thống thông tin sợi quang, một số băng truyền đã được xác định và tiêu chuẩn hóa, từ băng tần O gốc đến băng tần U / XL. Các băng E và U / XL thường được tránh vì chúng có vùng mất truyền cao. Dải E đại diện cho vùng cực đại của nước, trong khi dải U / XL nằm ở cuối cửa sổ truyền cho kính silic.
Sợi vòng intercity và metro đã mang tín hiệu trên nhiều bước sóng để tăng băng thông. Sợi vào nhà sẽ sớm làm như vậy. Bây giờ có một số loại hệ thống viễn thông quang học đã được phát triển, một số dựa trên ghép kênh phân chia thời gian (TDM) và các loại khác về ghép kênh phân chia bước sóng (WDM), hoặc ghép kênh phân chia bước sóng dày đặc (DWDM) hoặc ghép kênh phân chia bước sóng thô (CWDM). Bài viết này có thể đại diện cho sự phát triển của các dải bước sóng quang chủ yếu bằng cách mô tả ba hệ thống hiệu suất cao này.
Ghép kênh phân chia bước sóng dày đặc
Các hệ thống DWDM được phát triển để đáp ứng nhu cầu băng thông gia tăng của mạng quang đường trục. Khoảng cách hẹp (thường là 0,2nm) giữa các dải bước sóng làm tăng số bước sóng và cho phép tốc độ dữ liệu của một vài Terabits mỗi giây (Tbps) trong một sợi quang.
Các hệ thống này lần đầu tiên được phát triển cho các bước sóng ánh sáng laser trong dải C và sau đó ở dải L, tận dụng các bước sóng có tốc độ suy giảm thấp nhất trong sợi thủy tinh cũng như khả năng khuếch đại quang học. Bộ khuếch đại sợi pha tạp Erbium (EDFA, hoạt động ở các bước sóng này) là một công nghệ cho phép chính cho các hệ thống này. Bởi vì các hệ thống WDM sử dụng nhiều bước sóng cùng một lúc, điều này có thể dẫn đến suy giảm nhiều. Do đó công nghệ khuếch đại quang học được giới thiệu. Khuếch đại Raman và bộ khuếch đại sợi pha tạp erbium là hai loại phổ biến được sử dụng trong hệ thống WDM.
Để đáp ứng nhu cầu về băng thông không giới hạn trên mạng xã hội, người ta tin rằng DWDM sẽ phải được mở rộng ra nhiều băng tần hơn. Tuy nhiên, trong tương lai, băng tần L cũng sẽ tỏ ra hữu ích. Do các EDFA hoạt động kém hiệu quả hơn trong dải L, nên việc sử dụng công nghệ khuếch đại Raman sẽ được giải quyết lại, với các bước sóng bơm liên quan gần 1485nm.
Ghép kênh phân chia sóng thô
CWDM là phiên bản giá rẻ của WDM. Nói chung các hệ thống này không được khuếch đại và do đó có phạm vi hạn chế. Họ thường sử dụng các nguồn ánh sáng ít tốn kém mà không bị bão hòa. Khoảng cách lớn hơn giữa các bước sóng là cần thiết, thường là 20 nm. Tất nhiên, điều này làm giảm số bước sóng có thể được sử dụng và do đó cũng làm giảm tổng băng thông có sẵn.
Các hệ thống hiện tại sử dụng các dải S-, C- và L vì các dải này nằm trong vùng tự nhiên do tổn thất quang học thấp trong sợi thủy tinh. Mặc dù có thể mở rộng thành dải O và E (1310nm đến 1450nm), nhưng phạm vi hệ thống (khoảng cách ánh sáng có thể truyền tới sợi quang và vẫn cung cấp tín hiệu tốt mà không cần khuếch đại) sẽ bị ảnh hưởng do mất mát do sử dụng Vùng 1310nm trong sợi hiện đại.
Ghép kênh theo thời gian
Các hệ thống TDM sử dụng một hoặc hai dải bước sóng (với một dải bước sóng được phân bổ cho mỗi hướng). Các giải pháp TDM hiện đang được chú ý với việc triển khai các công nghệ cáp quang tại nhà (FTTH). Cả EPON và GPON đều là hệ thống TDM. Việc phân bổ băng thông tiêu chuẩn cho GPON yêu cầu từ 1260 đến 1360nm ngược dòng, hạ lưu 1440 đến 1500nm và 1550 đến 1560nm cho video truyền hình cáp.
Để đáp ứng sự gia tăng nhu cầu băng thông, các hệ thống này sẽ yêu cầu nâng cấp. Một số dự đoán rằng TDM và CWDM (hoặc thậm chí DWDM) sẽ phải cùng tồn tại trong cùng một sợi mạng được cài đặt. Để đạt được điều này, công việc đang được tiến hành trong các cơ quan tiêu chuẩn hóa để xác định các bộ lọc chặn bước sóng không GPON cho các khách hàng hiện đang cài đặt. Điều này sẽ yêu cầu phần CWDM sử dụng các dải bước sóng cách xa các dải dành riêng cho GPON. Do đó, họ sẽ phải sử dụng băng tần L hoặc băng tần C và L và video được cung cấp không được sử dụng.
Phần kết luận
Trong mỗi trường hợp, hiệu suất đầy đủ đã được chứng minh để đảm bảo hiệu suất cao cho các hệ thống của ngày hôm nay và ngày mai. Từ bài viết này, chúng ta biết rằng băng tần O ban đầu đã không còn thỏa mãn sự phát triển nhanh chóng của băng thông cao nữa. Và sự phát triển của các dải bước sóng quang chỉ có nghĩa là ngày càng nhiều dải sẽ được yêu cầu. Trong tương lai, với sự phát triển của các ứng dụng FTTH, không còn nghi ngờ gì nữa, các băng tần C và L sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng hơn trong hệ thống truyền dẫn quang.
