IV: Ảnh hưởng củacác hiệu ứng phi tuyến
1. Hiệu ứng SRS (Stimulated Raman Scattering):
Hiệu ứng Raman là do quá trình tán xạ mà trong đó photon của ánh sáng tới chuyển một phần năng lượng của mình cho dao động cơ học của các phần tử cấu thành môi trường truyền dẫn và phần năng lượng còn lại ddược phát xạ thành ánh sáng có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng tín hiệu tới (ánh sáng với bước sóng mới này được gọi là ánh sáng Stocke). Khi ánh sáng tín hiệu truyền trong sợi quang (ánh sáng này có cường độ lớn), quá trình này trở thành quá trình kích thích mà trong đó ánh sáng tín hiệu đóng vai trò sóng bơm (gọi là bơm Raman) làm cho một phần năng lượng của tín hiệu được chuyển tới bước sóng Stocke.
Nếu gọi Ps(L) là công suất của bước sóng Stocke trong sợi quang thì: Ps(L) = P0exp(grP0L/(K.Seff))
Trong đó:
P0 là công suất của ánh sáng tín hiệu đưa vào gr là hệ số tán xạ Raman
Seff là diện tích hiệu dụng vùng lõi
K đặc trưng cho mối quan hệ về phân cực giữa tín hiệu, bước sóng Stocke và
(3.2)
phân cực của sợi, thông thường K » 2. L là chiều dài tuyến.
Công thức trên dùng để tính toán mức công suất P0 mà tại đó hiệu ứng SRS ảnh hưởng lớn tới hệ thống, được gọi là ngưỡng Raman P0th (P0th là công suất tín hiệu đầu vào mà ứng với nó công suất của bước sóng Stocke và công suất của bước sóng tín hiệu tại đầu ra là bằng nhau).
P0 th» 32S eff
Lg r
Qua tính toán cho thấy, đối với hệ thống đơn kênh để hiệu ứng SRS có thể ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống thì mức công suất phải lớn hơn 1W (nếu như hệ thống không sử dụng khuếch đại quang trên đường truyền). Tuy nhiên trong hệ thống WDM thì mức công suất này sẽ thấp hơn nhiều vì có hiện tượng khuếch đại đối với các bước sóng lớn, trong khi đó công suất của các kênh có bước sóng ngắn hơn lại bị giảm đi (do đã chuyển một phần năng lượng cho các bước sóng lớn) làm suy giảm hệ số SNR, ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống. Để đảm bảo suy giảm không nhỏ hơn 0,5 dB thì mức công suất của từng kênh phải thoả mãn:
10,28 x10 2 P< N ( N - 1)Leff Df (3.4) Với: N là tổng số kênh quang
D¦ là khoảng cách giữa các kênh.
Như vậy trong hệ thống WDM hiệu ứng này làm hạn chế số kênh, khoảng cách giữa các kênh, công suất của từng kênh và tổng chiều dài của hệ thống. Hơn nữa, nếu như bước sóng mới tạo ra trùng với kênh tín hiệu thì hiệu ứng này còn gây xuyên nhiễu giữa các kênh.