Từ những thập niên 90, các nhà khoa học và công nghệ đã nhận định, thế kỷ 20 là thế kỷ của thông tin và truyền thông (ICT) khi hầu hết các lĩnh vực của đời sống, kinh tế – xã hội đều liên quan đến việc thu thập, xử lý và chuyển giao thông tin.
Sự bùng nổ về nhu cầu dung lượng truyền thông cao trong thời gian gần đây cùng với sự phát triển nhanh của các dịch vụ Video trực tuyến VOD (Video On Demand), game trực tuyến,… đã tiếp thêm sinh khí cho nền công nghiệp truyền dẫn thông tin nói chung, truyền dẫn quang sợi nói riêng. Nhu cầu dung lượng truyền thông lớn đã trở nên cấp bách. Sự bùng nổ của Internet cũng như các dịch vụ băng thông rộng là một tất yếu.
Để đáp ứng được nhu cầu về dung lượng và chất lượng truyền thông, hiện nay, người ta thường tiếp cận theo hai hướng: (i) Nâng cao dung lượng và chất lượng đường truyền bao gồm đường truyền vô tuyến và đường truyền hữu tuyến (cáp đồng và cáp quang); (ii) Nâng cao tốc độ làm việc của các thiết bị truyền dẫn (sử dụng trong truyền dẫn vô tuyến và thông tin quang).
Trong các hệ truyền dẫn hữu tuyến nói riêng, cáp quang, với tính năng không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ và dung lượng truyền thông lớn hơn rất nhiều so với cáp đồng, đã khẳng định vị thế không thể thay thế trong thời đại công nghệ thông tin, đặc biệt trong kỷ nguyên Kỹ thuật số đang diễn ra nhanh chóng hiện nay – Kỷ nguyên mà sự truy cập, chia sẻ và sử dụng thông tin được thực hiện dưới dạng tín hiệu số. Việc truy xuất và truyền tải thông tin chủ yếu phụ thuộc vào Internet.
Để tiếp cận xu thế phát triển trong trong lĩnh vực ICT, trong những năm qua, Trung tâm công nghệ Laser đã nghiên cứu và chế tạo thử nghiệm mô đun biến đổi quang – điện, mô đun thu phát (transceivers) quang 1,25Gbps ứng dụng trong truyền dẫn thông tin quang tốc độ cao.
Mô đun được chế tạo theo chuẩn Gigabit Ethernet, có cấu trúc được bố trí như sau:
Cấu trúc của mô đun Transceivers
Mô đun cho phép đồng thời thu, phát tín hiệu điện từ các thiết bị ngoại vi, chuyển đổi tín hiệu điện sang tín hiệu quang qua các mô đun ROSA và TOSA. Sau đó gửi tín hiệu quang vào đường truyền quang sợi.
Mạch điện đầu thu và mạch điện đầu phát
Sau khi hoàn thành chế tạo thử nghiệm, mô đun thu phát quang đã được kiểm tra các thông số kỹ thuật chủ yếu như: Công suất quang lối ra, Phổ quang, Tỷ lệ lỗi bít BER, Độ nhạy đầu thu, Giản đồ hình mắt, bằng các thiết bị đo chuyên dụng.
Hệ đo phổ quang mô đun 1,25 Gbps
Phổ quang mô đun 1,25 Gbps
Đo tỷ lệ lỗi bít BER và độ nhạy đầu thu
Giản đồ hình mắt tại tốc độ truyền dẫn 155 Mbps, mức suy hao 3 dB
Giản đồ hình mắt tại tốc độ truyền dẫn 622 Mbps, mức suy hao 3 dB
Giản đồ hình mắt tại tốc độ truyền dẫn 1,25 Gbps, mức suy hao 3 dB
Có thể đánh giá được cự ly truyền dẫn tối đa của mô đun Transceivers đã chế tạo theo công thức sau:
P0 – Pin = n*C + c*J + L*α + M
L = (P0 – Pin – M – n*C – C*J)/α
trong đó: n là số connector; C là suy hao trên một connector; c là số mối hàn; J là suy hao của một mối hàn; M là quỹ công suất dự phòng; a là suy hao trên một km sợi quang; L là độ dài truyền dẫn.
Thông thường, tại bước sóng 1310 nm thì: Suy hao của connector vào khoảng 0,6dB; Suy hao của mối hàn là 0,1 dB; Suy hao của sợi quang là 0,38 dB/km; Quỹ công suất dự phòng là 3 dB.
Để tạo thành một kênh truyền dẫn, ít nhất chúng ta phải sử dụng 02 connector và có 02 mối hàn tại các đầu thu và đầu phát. Dựa trên các số liệu đo thu được, cự ly truyền dẫn tối đa tại các tốc độ truyền dẫn khác nhau có thể được xác định như sau:
- Cự ly truyền dẫn tại tốc độ 155 Mbps
Cự ly truyền dẫn tối đa tại tốc độ truyền dẫn 155 Mbps, với tỷ lệ lỗi bít 10-9 được xác định như sau:
L = (-4.6 + 36 – 3 – 2*0.6 – 2*0.1)/0.38 = 71km
- Cự ly truyền dẫn tại tốc độ 622 Mbps
Cự ly truyền dẫn tối đa với tốc độ truyền dẫn 622 Mbps, với tỷ lệ lỗi bít 10-9 được xác định như sau:
L = (-4.6 + 29.7 – 3 – 2*0.6 – 2*0.1)/0.38 = 54.74km
- Cự ly truyền dẫn tại tốc độ 1,25 Gbps
Cự ly truyền dẫn tối đa tại tốc độ truyền dẫn 1,25 Gbps, với tỷ lệ lỗi bít 10-9 được xác định như sau:
L = (-4.8 + 20.7 – 3 – 2*0.6 – 2*0.1)/0.38 = 30.26km
Với cự ly truyền dẫn như trên, mô đun thu phát quang Transceivers 1,25Gbps đã chế tạo hoàn toàn đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật trong các hệ thông tin quang hiện nay tại Việt Nam.
Với việc làm chủ công nghệ chế tạo mô đun thu phát quang tốc độ cao 1,25 Gbps, và với mong muốn được cộng tác, hợp tác chặt chẽ với các đối tác trong nước, Trung tâm hy vọng có thể triển khai các ứng dụng trong các mạng Gigabit Ethernet nói chung, các hệ thống truyền dữ liệu quang sợi tốc độ cao nói riêng trong giai đoạn tới.
Nguồn: Trung tâm Công nghệ Laser