XPM là tính phi tuyến làm giảm khả năng truyền dẫn của hệ thống WDM khi công suất quang lớn được đưa vào sợi quang. Sự có mặt của tán sắc sợi quang dẫn đến sự méo xung do XPM xuất phát từ chuyển đổi điều chế pha sang điều chế biên độ (PM-
AM), xảy ra ngay cả khi có bù tán sắc. Ảnh hưởng của XPM trong méo xung đã được nghiên cứu chi tiết như một hàm của nhiều tham số khác nhau trong hệ thống theo các thí nghiệm đường thẳng và vòng quang.
Để xem xét sự phụ thuộc của XPM vào khoảng cách kênh, trong phần này trình bày thí nghiệm[6] được tiến hành trong một phần mạng quang LEANET, kết nối các phòng thí nghiệm BT tại Ipswich và Norwich, UK. Méo XPM được so sánh với các thí nghiệm tại phòng thí nghiệm của Đại học Luân Đôn, UK, sử dụng mô hình kết nối tương tự. Sự thay đổi của XPM giữa các kết nối tương tự được phân tích như một hàm của tốc độ bit lên đến 10 Gb/s sử dụng các sơ đồ tán sắc khác nhau với khoảng cách kênh khác nhau. So sánh với các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm đã chỉ ra sự khác biệt trong suy hao sợi quang và dao động của phân cực được phản chiếu trong các méo XPM đo được. Sợi quang đã lắp đặt cho các kết quả thống kê chính xác hơn, đặc biệt là với tiến triển của phân cực tín hiệu.
Hình 2.6 Kết nối sợi quang của mạng LEANET dùng trong thí nghiệm (a) và sơ đồ khối thí nghiệm (b)
Với cả hai thí nghiệm, kết quả đều được xác nhận bằng mô phỏng sử dụng biến đổi Fourier. Các nghiên cứu ở đây cho thấy độ nhạy cao của méo XPM đối với tốc độ bit, đặc biệt là nếu tính đến đóng góp của nhiều chặng sợi quang đã được khuếch đại.
Có thể mô tả cơ bản việc thiết lập thí nghiệm như sau: hai chặng sợi quang được khuếch đại của mạng LEANET được sử dụng, mỗi chặng gồm 92 km sợi SSMF. Kết nối được bù tán sắc đối xứng sử dụng DCF với xấp xỉ 6 dBm/kênh được đưa vào mỗi cuộn DCF. Các bộ phát và bộ thu được đặt tại Ipswich, với một bộ khuếch đại EDFA
hiệu ứng phi tuyến khác. Một laser có thể điều chỉnh và bộ điều chế Mach-Zehnder, do một bộ tạo chuỗi điều khiển được sử dụng để tạo xung bơm, gây ra méo XPM trong tia dò là sóng liên tục từ một laser DFB thứ hai. Các kênh bơm và kênh dò được kết hợp lại và khuếch đại bằng bộ khuếch đại EDFA của Corning, đưa công suất 13 dBm/kênh vào trong kết nối. Sợi SSMF trong thí nghiệm có tán sắc trung bình 16,5 ps/km/nm và hệ số suy hao 0,27 dB/km (α = 0,20 dB/km cho mô hình kết nối trong phòng thí nghiệm). PMD trung bình của kết nối là 4 ps. Tín hiệu được khuếch đại thêm thành 9 dBm/kênh tại Norwich và trở về qua chặng thứ hai. Phần DCF bao gồm nhiều sợi quang có giá trị tán sắc từ -70 đến -110 ps/km/nm. Kênh dò được lựa chọn bằng một bộ tách kênh sử dụng cách tử, được tách kênh bằng diode tốc độ cao và được hiển thị qua máy hiện sóng lấy mẫu. Độ lớn của XPM trong kênh dò được định lượng bởi chỉ số mx, được xác định là méo cường độ đỉnh - đỉnh được bình thường hoá đến công suất trung bình trong trường hợp điều chế 1010, và là độ lệch tiêu chuẩn σ của dạng sóng dò cho điều chế PRBS.
Sau khi tiến hành thí nghiệm, các kết quả thu được đã cho thấy XPM phụ thuộc vào khoảng cách kênh như sau.
Walk-off của chuỗi bit phụ thuộc vào tốc độ bit và Δλ , và méo XPM được nghiên cứu với Δλ từ 0,4 đến 2nm. Hình vẽ (2.4) trong thí nghiệm cho thấy méo XPM đo được tại 10 Gb/s sử dụng điều chế PRBS (215-1) trong bơm. Độ dài chuỗi dài hơn không ảnh hưởng đến méo XPM. Do độ dài xung khác nhau trong thí nghiệm với điều chế 1010… , méo XPM là không đồng đều. Vì vậy, một phép đo có tác dụng hơn để đo méo là độ lệch tiêu chuẩn σ của dạng sóng cường độ dò chứ không phải mx được dùng để mô tả dạng sóng tuần hoàn. Với tất cả các cấu hình, bù tán sắc và không bù, méo σ tỉ lệ nghịch với Δλ và méo XPM giảm với khoảng cách kênh rộng do walk-off tăng giữa các kênh. Với mẫu bơm PRBS, không có dao động đáng kể của σ với Δλ quan sát được do độ lệch tiêu chuẩn được tính đến với tất cả tần số đóng góp vào méo tổng cộng, và dạng sóng kênh bơm không tuần hoàn ngăn chuỗi sắp xếp lại sau khi lan truyền qua chặng SSMF đầu tiên. Tương tự với các phép đo sự phụ thuộc vào tốc độ bit tại Δλ = 0,4 nm, méo đo được trong phòng thí nghiệm cao hơn xấp xỉ hai lần trong thí nghiệm bên ngoài.
Hình 2.7 Sự phụ thuộc của méo XPM vào khoảng cách kênh