S chỉ tín hiệu phát, E chỉ tín hiệu thu a) Dãn xung b) ụt biên độ
3.8.1 Ánh xạ tán sắc theo chu kỳ
Trong trường hợp không có các hiệu ứng phi tuyến, tổng GVD tích lũy qua hàng nghìn km đường truyền có thể được bù tại thiết bị thu mà không hề làm giảm tính năng của hệ thống. Vì mỗi xung quang sẽ khôi phục vị trí khe bit ban đồi của nó đối với một hệ thống tuyến tính (trừ trường hợp bộ khuếch đại gây sai lệch về thời gian) cho dù nó bị phân tán qua vài khe bit trước khi GVD được bù. Đây cũng chẳng còn là vấn đề nếu các hiệu ứng phi tuyến là không đáng kể. Những ảnh hưởng phi tuyến giữa các xung quang của cùng một kênh (các hiệu ứng bên trong kênh) và giữa các xung của các kênh cận kề trong hệ thống WDM (các hiêu ứng bên ngoài kênh) sẽ làm giảm chất lượng tín hiệu xuống mức mà nếu chỉ sử dụng thuần máy thu thì sẽ không thể bù được GVD ở các hệ thống đường dài.
Hình 3.17: Vòng lặp sợi xoay vòng được sử dụng để truyền tín hiện 10 Gb/s đi 10.000 km chiều dài sợi tiêu chuẩn trên cơ sở áp dụng DCF theo chu kỳ. Các bộ phận được sử dụng bao gồm laze điốt (LD), bộ điều chế hấp thụ điện (EA), hệ chuyển mạch quang
(SW), bộ khuếch đại sợi (EDFA), sợi đơn mode (SMF), và DCF.
Ứng dụng một giải pháp đơn giản bằng kỹ thuật quản lý tán sắc theo chu kỳ. Ý tưởng này là tương đối đơn giản, bao gồm các sợi hỗn hợp, các GVD dương và âm được điều chỉnh theo chu kỳ sao cho tổng tán sắc ở từng chu kỳ gần bằng 0. Đơn giản nhất là sử dụng hai sợi có chiều dài và độ tán sắc đối nhau, trong đó tán sắc trung bình bằng:
Ď = (D1L1 +D2L2)/Lm ( 3.44 )
Trong đó Dj là tán sắc của sợi có chiều dài Lj (j = 1, 2) và Lm = L1 + L2 là chu kỳ của ánh xạ tán sắc, gọi là chu kỳ ánh xạ. Nếu Ď gần bằng 0 thì tán sắc được bù theo từng chu kỳ ánh xạ. Chiều dài Lm là một tham số phi kết cấu có thể được chọn sao cho thỏa mãn yêu cầu về tính năng của hệ thống. Thực tế, thường chọn Lm bằng với cự ly bộ khuếch đại LA vì sẽ làm đơn giản kết cấu của hệ thống. Thường lấy Lm = LA ≈ 80 km với hệ thống sóng ánh sáng mặt đất nhưng chỉ còn 50 km với các hệ thống ngầm dưới biển.
Vì lý do kinh phí mà hầu hết các thí nghiệm đều sử dụng vòng lặp sợi quang trong đó tín hiệu quang bị xoay vòng nhiều lần để mô phỏng hệ thống sóng ánh sáng đường dài. Hình 3.17 mô tả sơ đồ vòng lặp sợi quang xoay vòng này. Nó được dùng để truyền tín hiệu 10 Gb/s đi 10.000 km chiều dài sợi tiêu chuẩn có sự quản lý tán sắc và suy hao. Hai hệ chuyển mạch quang xác định khoảng thời gian mà dòng bit giả ngẫu nhiên lan truyền bên trong vòng lặp trước khi đến máy thu. Chiều dài vòng lặp khoảng 300 – 500 km. Chiều dài DCF được chọn theo phương trình 3.44 và được thiết lập sao cho L2 = - D1L1/D2 để bù được hoàn toàn (Ď = 0). Một bộ lọc thông dải quang cũng được tích hợp bên trong vòng lặp để giảm ảnh hưởng của nhiễu bộ khuếch đại.