Tỏn sắc phõn cực mode PMD là một đặc tớnh cơ bản của sợi quang và cỏc thành phần sợi quang đơn mode trong đú năng lượng tớn hiệu tại bước súng đó cho được chuyển vào hai mode phõn cực trực giao cú vận tốc lan truyền hơi khỏc nhau. Tỏn sắc phõn cực mode ở một chừng mực nào đú sẽ gõy ra một số sự xuống cấp đặc tớnh dung lượng một cỏch nghiờm trọng.
Khi cú một nguồn phỏt quang mạnh sự dón xung thường liờn quan tới lưỡng chiết sợi. Những xuất phỏt nhỏ từ tớnh đối xứng trũn hoàn hảo sẽ dẫn đến lưỡng chiết do cú cỏc chỉ số mode khỏc nhau từ cỏc thành phần phõn cực trực giao của mode sợi cơ bản. Nếu như xung đầu vào kớch thớch cả hai thành phần phõn cực, nú sẽ bị dón rộng ra tại đầu ra của sợi vỡ hai thành phần sẽ phõn tỏn dọc sợi do cỏc vận tốc nhúm khỏc nhau của chỳng. Hiện tượng này được gọi là tỏn sắc phõn cực mode PMD.
Tương tự như tỏn sắc vận tốc nhúm GVD, sự dón xung cú thể được xỏc định từ thời gian trễ ∆T giữa hai thành phần trực giao trong khi truyền xung. Với sợi quang cú độ dài L thỡ ∆T được xỏc định:
∆T = − =Lβ1 −β1 =L∆β1 V L V L y x gy gx (2.15)
Ở đõy, cỏc chỉ số phụ x và y dựng để phõn biệt hai mode phõn cực trực giao và ∆β1 được ràng buộc với sự lưỡng chiết sợi. Biểu thức (2.15) được dựng để liờn hệ vận tốc nhúm vg với hằng số lan truyền β. Nhưng nú khụng thể dựng một cỏch trực tiếp để xỏc định PMD đối với cỏc sợi quang tiờu chuẩn trong mạng viễn thụng là do tớnh ghộp ngẫu nhiờn giữa hai mode được sinh ra từ sự xỏo trộn ngẫu nhiờn của lưỡng chiết xảy ra dọc theo sợi. Thực tế thỡ PMD được đặc trưng bởi giỏ trị căn trung bỡnh bỡnh phương RMS của ∆T thu được sau khi lấy trung bỡnh những xỏo trộn ngẫu nhiờn. Kết quả thu được như sau:
( ) − + − ∆ = ∆ = h L h L h T T 2 exp 1 2 2 1 2 2 1 2 2 β σ (2.16)
Trong đú: h: độ dài hiệu chỉnh. Đối với cỏc sợi duy trỡ phõn cực, độ dài hiệu chỉnh sẽ lớn vụ tận và σT hy vọng sẽ tăng tuyến tớnh với độ dài sợi. Ngược lại, khi
h<<L thỡ:
σT ≈∆β1 hL =Dp L (2.17)
Dp là tham số PMD với cỏc giỏ trị tiờu biểu nằm trong khoảng 0,1ữ1ps/ km
. Do cú sự phụ thuộc L của nú, sự dón xung do PMD là tương đối nhỏ so với cỏc hiệu ứng GVD. Tuy nhiờn, PMD cú thể trở thành nhõn tố giới hạn cự ly xa của cỏc hệ thống thụng tin sợi quang hoạt động tại bước súng gần với bước súng tỏn sắc bằng khụng. Ngoài ra, trong một số trường hợp PMD cú thể làm xuống cấp nghiờm trọng đặc tớnh hệ thống do dón xung quỏ mức.
Cỏc ảnh hưởng của PMD đối với hệ thống thụng tin quang số được minh hoạ như hỡnh 2.5
Hỡnh 2.5: Ảnh hưởng của tỏn sắc phõn cực mode đến hệ thống thụng tin quang số
Chơng III: ảnh hởng của tán sắc đến hệ thống thông tin quang
Như phõn tớch ở trờn thỡ tỏn sắc hay cũn gọi là tỏn sắc CD (Chromatic Dispersion) làm cho cỏc xung ỏnh sỏng lan truyền trong sợi quang bị dón rộng ra và điều này gõy nờn mộo tớn hiệu. Nhỡn chung, khi xung bị dón sẽ dẫn tới mộo tớm hiệu và làm xuống cấp đặc tớnh hệ thống. Xung tớn hiệu mà dón quỏ sẽ cú thể gõy ra hiện tượng phủ chồng của cỏc xung kề nhau, và khi sự phủ chồng vượt quỏ một mức nào đú thỡ thiết bị thu quang sẽ khụng cũn phõn biệt nổi cỏc xung này nữa và lỳc này sẽ xuất hiện lỗi tớn hiệu. trong trường hợp này, tỏn sắc đó làm giới hạn năng lực truyền dẫn. Như vậy, xung bị gión là do tỏn sắc vận tốc nhúm GVD đó đề cập trong phần 2.3.1. Vấn đề này được xột dựa trờn việc tiếp cận hiện tượng một cỏch logic. Nú đưa ra một sự phỏng đoỏn cấp đầu tiờn đối với cỏc xung cú độ rộng phổ được làm trội lờn do phổ của nguồn phỏt là chủ yếu chứ khụng phải phổ Fourier của xung. Sau đõy, ta sẽ tiến hành phõn tớch ảnh hưởng của tỏn sắc đến hệ thống.