II ứng dụng khuếch đại quang sợi vào hệ thống ghép kênh quang
a. Đền bù công suất (Penalty)
Suy hao ảnh h−ởng trực tiếp đến công suất của tín hiệu truyền dẫn, đặc tr−ng là là sự suy giảm mức công suất tín hiệu khi đi qua khoảng cách truyền hay đi qua các thiết bị thụ động.
+ Giá trị suy hao sợi trung bình cho phép trong tính toán là 0,22 dB/km. + Qua nghiên cứu lý thuyết và so sánh với giá trị thực tế của các thiết bị th−ơng mại một số hãng thì suy hao xen của các thiết bị tách/ghép kênh, bộ bù tán sắc là 4 - 5 dB.
Các ảnh h−ởng khác liên quan gián tiếp đến công suất tín hiệu là những ảnh h−ởng tuyến tính và phi tuyến, ảnh h−ởng của nhiễu làm méo dạng tín hiệu trên đ−ờng truyền. Sự méo dạng tín hiệu này sẽ làm tăng độ mở của biểu đồ mắt hay làm suy giảm độ nhạy thu ở đầu thu. Do vậy trong thiết kế ta phải có một l−ợng công suất để bù lại những ảnh trên gọi là độ thiệt thòi luồng quang hay còn gọi ngắn gọn là công suất penalty.
Trong các khuyến nghị của ITU-T giá trị penalty đối với hệ thống đơn kênh quang đ−ợc xác định bằng 1dB (với hệ thống có tán sắc nhỏ) hoặc bằng 2 dB (với hệ thống có tán sắc lớn). Còn trong hệ thống WDM, việc xác định giá trị penalty này là rất phức tạp do có nhiều kênh quang cùng hoạt động trên
một sợi quang nên việc t−ơng tác cũng nh− hiệu ứng phi tuyến dễ dàng xảy ra. Do vậy để định l−ợng giá trị penalty trong thiết kế hệ thống WDM có sử dụng EDFA cần phải xem xét tất cả các hiệu ứng này bao gồm: SRS, SBS, XPM, SPM, FWM, PMD (đối với hệ thống có b−ớc sóng hoạt động ở tốc độ cao cỡ 10Gbit/s).
Do ảnh h−ởng của các hiệu ứng phi tuyến (thể hiện qua mối quan hệ giữa công suất và khoảng cách giữa các kênh, độ dài hiệu dụng của sợi, số l−ợng kênh...) làm suy hao công suất của tín hiệu truyền dẫn dẫn đến phải bù công suất. Nh−ng để tính toán chính xác giá trị penalty cho hệ thống WDM có sử dụng EDFA đòi hỏi phải xây dựng các ch−ơng trình máy tính mô phỏng rất phức tạp. Tuy nhiên, giả sử với một hệ thống WDM có sử dụng EDFA truyền dẫn 8 b−ớc sóng tốc độ 2,5Gbit/s, do số l−ợng kênh nhỏ và khoảng cách giữa các kênh lớn (200 GHz) nên việc ảnh h−ởng của các hiệu ứng phi tuyến đến chỉ tiêu hệ thống là t−ơng đối nhỏ. qua nghiên cứu và kết hợp thu thập tài liệu của một số hãng nh− Alcatel, Lucent, giá trị penalty cho thiết kế là 3 dB. Nh−ng với hệ thống có các b−ớc sóng truyền dẫn ở tốc độ bit cao >2,5 Gb/s (≈10Gb/s) thì giá trị penalty sẽ tăng thêm 1dB.