Khó có thể bù tán sắc hoàn toàn trên tất cả các kênh trong hệ thống WDM. Vẫn còn một lƣợng nhỏ tán sắc tồn tại trong các hệ thống quang đƣờng dài. Trong nhiều thí nghiệm thực tế, kỹ thuật bù sau đƣợc thực hiện bằng cách thêm vào sợi DCF (hoặc cách tử quang) ở bộ thu. Kỹ thuật này không phù hợp cho các hệ thống WDM thƣơng mại vì một số lý do. Đầu tiên, lƣợng tán sắc không phải lúc nào cũng có thế xác định một cách chính xác do những thay đổi không điều khiển đƣợc trên các phần của tuyến quang. Thứ hai, việc thay đổi chiều dài tuyến lại liên quan đến cả việc phải cấu hình lại mạng quang. Thứ ba, khi tốc độ một kênh đơn tăng lên khoảng 40Gbps, giá trị tán sắc mà hệ thống có thể chịu đựng đƣợc trở nên nhỏ và dẫn đến dễ bị tác động ngay cả khi có sự thay đổi nhỏ về môi trƣờng chẳng hạn nhƣ nhiệt độ làm biến động giá trị tán sắc GVD. Vì những lý do này, mô hình bù tán sắc điều khiển đƣợc đã đƣợc đƣa ra cho phép điều khiển việc bù tán sắc ở mỗi kênh một cách linh hoạt.
Một vài kỹ thuật bù tán sắc điều khiển đƣợc đã đƣợc phát triển và thử nghiệm trong thực tế. Hầu hết trong số chúng đều sử dụng cách tử Bragg là loại cách tử mà
70
tán sắc có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi chu kỳ cách tử nΛ. Ở một mô hình, cách tử đƣợc chế tạo với hiệu ứng chirp phi tuyến (bƣớc sóng Bragg tăng phi tuyến dọc theo chiều dài cách tử), cách tử này có thể thay đổi bằng cách kéo dài cách tử bằng biến thiên điện áp. Một mô hình khác, cách tử đƣợc chế tạo không có cả hiệu ứng chirp tuyến tính và phi tuyến mà sử dụng Gradient nhiệt độ để tạo ra các chirp điều khiển. Trong cả hai trƣờng hợp, bằng cách thay đổi nhiệt độ hoặc chiều dài cách tử làm cho hệ số mode n cũng thay đổi theo dẫn đến bƣớc sóng Bragg cũng thay đổi và bằngB( )z 2 ( ) ( )n z z . Hệ số tán sắc của cách tử đƣợc thay thế bằng:
0 2 ( ) ( ) g L g g D n z dz C (3.29)
Với τg là độ trễ nhóm Lg là chiều dài cách tử. Giá trị Dg ở bất kỳ bƣớc sóng nào có thể đƣợc thay đổi bằng cách thay đổi hệ số mode n(thông qua đốt nóng hoặc thay đổi chiều dài), kết quả là đặc tính tán sắc có thế điều chỉnh đƣợc trong cách tử Bragg.
Phân bố quá trình đốt của cách tử Bragg yêu cầu đầu đốt rất mỏng đƣợc đặt ngoài bề mặt sợi quang ở trong lõi của cách tử. Độ mỏng của đầu đốt thay đổi dọc theo chiều dài cách tử tạo ra gradient nhiệt thông qua quá trình đốt không động bộ. Hình 3.4 biểu diễn phổ phản xạ và đồ thị quan hệ giữa tán sắc tổng DgLg và điện áp đốt của cách tử dài 8cm. Cách tử ban không xảy ra hiệu ứng chirp và có phổ chặn hẹp nhƣng nó có thể dịch và mở rộng phổ chặn khi cách tử bị chirp qua quá trình đốt nóng không đồng bộ. Bƣớc sóng Bragg λB thay đổi dọc theo cách tử vì chu kỳ quang n z( ) trở nên độc lập với z khi quá trình gradient nhiệt đƣợc thiết lập dọc theo cách tử. Tán sắc tổng cộng DgLg có thể đƣợc thay đổi trong dài -500 đến -2200 ps/nm. Cách tử loại này có thể đƣợc dùng để điều khiển tác sắc cho các hệ thống 10 Gbps.
71
Hình 3. 6. Phổ phản xạ và đồ thị tán sắc theo điện áp đốt của phương pháp gradient nhiệt
Khi tốc độ lên đến 40 Gbps hoặc cao hơn, cần thiết phải gây hiệu ứng chirp lên cách tử để băng chặn mở rộng đủ để cho toàn bộ phổ tín hiệu đi qua. Việc sử dụng quá trình chirp phi tuyến đƣợc sử dụng để tăng khả năng điều khiển trên loại thiết bị có tốc độ cao này. Cách tử chirp đã đƣợc chế tạo và sử dụng cho kỹ thuật bù tán sắc điều chỉnh đƣợc ở tốc độ 160Gbps. Hình 3.6 đồ thị quan hệ giữa độ nhạy thu và tán sắc ở tốc độ 160Gbps khi dùng và không dùng cách tử chirp Bragg điều chỉnh đƣợc. Khi không sử dụng cách tử, độ nhạy nhỏ nhất ở mức tán sắc 91ps/nm do sợi DCF có giá trị tán sắc cố định. Độ nhạy thu giảm đến 4dB khi giá trị tán sắc thay đổi quanh mức 91ps/nm khoảng 8ps/nm. Tuy nhiên nó chỉ thay đổi khoảng 0,5dB nếu sử dụng kỹ thuật bù tán sắc điều chỉnh đƣợc. Giản đồ mắt ở mức tán sắc 110ps/nm chỉ ra rằng hệ thống sẽ trở nên không thể hoạt đọng đƣợc nếu không có cách tử chirp Bragg bằng quá trình bù tán sắc điều khiển đƣợc duy trì „mắt‟ vẫn mở trong giản đồ. Thực nghiệm sử dụng xung quang 2ps với khe bit 6,25ps và tốc độ truyền là 160Gbps. Tác động của thành phần tán sắc thứ ba trở nên rất quan trọng đối với các xung ngắn. Chúng ta sẽ thảo luận ở phần tiếp theo.