Bên cạnh vấn đề kỹ thuật cần giải quyết về sự khuếch đại không đồng đều giữa các kênh quang và mở rộng phổ của EDFA thì các giải pháp làm giảm nhỏảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến là hết sức quan trọng khi áp dụng đồng thời hai công nghệ
trên vào các hệ thống thông tin quang.
Dựa trên đặc tính truyền dẫn của công nghệ ghép kênh quang theo bước sóng (Wavelength Division Multiplexing - WDM) và khuếch đại quang sợi Erbium (Erbium Doped Fiber Amplifier -EDFA) ta thấy khi kết hợp sử dụng hai công
50
nghệ này là nhằm nâng cao năng lực truyền dẫn của các hệ thống thông tin quang điều chế cường độ và tách trực tiếp (IM-DD). Về mặt kỹ thuật, khi ứng dụng kết hợp hai công nghệ ngày tất yếu nảy sinh các vấn đề kỹ thuật cần khắc phục.
Các vấn đềđó là:
- San bằng phổ tăng ích của EDFA nhằm đạt tới sự khuếch đại đồng đều giữa các kênh.
- Mở rộng băng tần của EDFA để đáp ứng nhu cầu về số lượng kênh quang ngày càng gia tăng.
- Giảm ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến tăng dẫn tới giảm xuyên nhiễu giữa các kênh…
Việc tìm kiếm các giải pháp để tối ưu cho các vấn đề trên cũng tức là tìm các giải pháp để nâng cao năng lực của hệ thống.
Với hệ thống thông tin quang kết hợp ghép kênh quang theo bước sóng (WDM) và khuếch đại quang sợi Erbium (EDFA), ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến tăng là do kết hợp ảnh hưởng của hai công nghệ khi áp dụng trên cùng một hệ thống. Hiệu ứng phi tuyến tăng không chỉ là do công suất tổng của hệ thống WDM lớn mà còn do hệ
thống luôn có sự bù công suất tổn hao làm cho công suất trong sợi luôn luôn ở mức cao. Mặt khác dải tần tăng ích của EDFA không đồng đều làm cho có kênh quang thì công suất đỉnh rất lớn, có kênh quang thì công suất đỉnh lại nhỏ. Các vấn đề này dẫn tới ảnh hưởng phi tuyến không những tăng lên mà còn có chiều hướng phức tạp và khó kiểm soát hơn. Các ảnh hưởng phi tuyến này trong hệ thống có sử dụng nhiều bộ
EDFA luôn được tích lũy và lại gây ra xuyên nhiễu lớn hơn. Bởi vậy đòi hỏi cần có các biện pháp để tối ưu các tham số: Công suất phát, khoảng cách giữa các kênh, số bộ
khếch đại EDFA… để cho các ảnh hưởng phi tuyến này là nhỏ nhất mà vẫn đáp ứng
được yêu cầu tăng năng lực của hệ thống thông tin quang.
Các hiệu ứng phi tuyến trong hệ thống kết hợp WDM và EDFA có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của hệ thống, đặc biệt là hệ thống ghép kênh quang với mật độ cao. Cho nên, để tạo ra được các hệ thống kết hợp WDM và EDFA có năng lực lớn thì vấn
đề tối ưu các ảnh hưởng này là rất cần thiết. Các hiệu ứng đó bao gồm: các hiệu
51
Raman kích thích (Stimulated Raman Scattering- SRS), hiệu ứng trộn bốn bước sóng (Four Wave Mixing -FWM) và các hiệu ứng liên quan đến hiệu ứng Kerr như hiệu ứng tự điều chế pha (Self-Phase Modulation - SPM), điều chế pha chéo (Cross-Phase Modulation - XPM).
Trong đó, với các hiệu ứng tán xạ thì hiệu ứng SBS chỉ ảnh hưởng lớn khi ta sử
dụng các bộ nguồn laser có độ rộng phổ rất hẹp (hiện tại các laser này chưa được dùng nhiều đối với cả các hệ thống có tốc độ rất cao). Nói cách khác chưa cần phải xét đến
ảnh hưởng của hiệu ứng SBS tới chất lượng hệ thống.
Với các hiệu ứng phi tuyến liên quan đến hiệu ứng Kerr trong các hệ thống WDM có N kênh, nếu các kênh có các công suất phát như nhau thì hiệu ứng XPM có
ảnh hưởng lớn gấp N lần hiệu ứng SPM cho nên có thể bỏ qua việc phân tích SPM mà tập trung vào phân tích ảnh hưởng của hiệu ứng XPM.