Tán sắc làm cho các xung ánh sáng lan truyền trong sợi quang bị dãn rộng ra và điều này gây nên méo tín hiệu. Khi xung bị dãn quá sẽ có thể gây ra hiện tượng phủ chờm các xung kề nhau, phủ chờm đến một mức nào đó thiết bị thu quang sẽ không phân biệt được các xung này nữa và sẽ xuất hiện lỗi tín hiệu. Như vậy đặc tính tán sắc đã hạn chế dung lượng truyền dẫn của sợi.
Trong thông tin sợi quang, tán sắc trong sợi được chia ra làm các loại như sau:
Tán sắc mode:
Tán sắc mode chỉ phụ thuộc vào kích thước sợi, nó tồn tại trên các sợi đa mode vì các mode trong sợi sẽ lan truyền theo các đường đi khác nhau, do đó thời gian lan truyền khác nhau. Các sợi đơn mode không có tán sắc mode.
Tán sắc vật liệu:
Tán sắc vật liệu là một hàm của bước sóng và do sự thay đổi về chỉ số chiết suất của vật liệu lõi tạo nên. Nó làm cho bước sóng luôn phụ thuộc vào vận tốc nhóm của bất kỳ mode nào.
Tán sắc dẫn sóng:
Tán sắc dẫn sóng là do sợi đơn mode chỉ giữ được khoảng 80% năng lượng ở trong lõi, vì vậy còn 20% ánh sáng truyền trong vỏ nhanh hơn năng lượng ở trong lõi. Tán sắc dẫn sóng phụ thuộc vào thiết kế sợi vì hằng số lan truyền mode β là một hàm số của a/α, nó thường được bỏ qua trong sợi đa mode nhưng lại cần quan tâm trong sợi đơn mode.
2.3. Coupler quang
Coupler là các thiết bị quang thụ động đơn giản, được sử dụng để tách hoặc ghép tín hiệu ánh sáng đầu vào hay đầu ra sợi. Một coupler bao gồm n cổng vào và m cổng ra. Coupler 1 x n được gọi là bộ tách (splitter), còn coupler n x 1 được gọi là bộ kết hợp (combiner), có khi coupler kết hợp cả hai chức năng ghép và tách với n cổng vào và m cổng ra.
Hình 2.7. Coupler 1x2, 2x1 và 2x2.
Bộ chia quang 1x2 như trên hình 2.17 a) có tỉ lệ công suất đầu ra được gọi là tỉ lệ chia quang α và có thể điều khiển được. Giá trị α này biểu thị tỉ lệ chia quang dưới dạng dB sẽ cho chúng ta suy hao do chia quang. Bộ chia quang hai cổng với tỉ lệ chia quang 50:50 là rất phổ biến, kết quả là suy hao do chia quang sẽ là 3 dB cho mỗi cổng ra.
Các bộ coupler được dùng để tách một phần công suất từ luồng ánh sáng có thể được thiết kế với các giá trị α rất gần với 1, thường là từ 0.90 tới 0.95. Khi đó chúng được gọi là bộ rẽ và thường dùng cho các mục đích giám sát hoặc các mục đích khác. Nguyên lí hoạt động của coupler có thể xét thông qua nguyên lí chung của coupler 2x2.
2.4. Bộ lọc quang
2.4.1. Chức năng của các bộ lọc
Việc ghép và lọc là một phần quan trọng của truyền dẫn quang. Không có thiết bị này không thể thực hiện bất kỳ sự chuyển mạch cũng như truyền dẫn một vài tín hiệu trong cùng một sợi quang tại cùng một thời điểm. Bộ lọc quang là phần tử thụ động hoạt động dựa trên các nguyên lí truyền sóng không cần có sự tác động từ các phần tử bên ngoài. Chức năng của bộ lọc là lọc tín hiệu khác nhau được truyền trong cùng một sợi, trước tiên phải tách riêng các bước sóng khác nhau khỏi tín hiệu tổng. Có rất nhiều cách để thực hiện việc tách các bước sóng quang, nhưng về nguyên lí chúng đều dựa trên quan điểm : các bước sóng sẽ bị trễ pha so với bước sóng khác khi chúng được hướng qua các đường dẫn khác nhau. Tùy thuộc vào cách nguyên lí hoạt động của từng thiết bị mà ta có hai
nhóm các bộ lọc khác nhau như : Bộ lọc cố định và bộ lọc điều khiển được. Bộ lọc quang cố định là các bộ lọc về nguyên lí nó loại bỏ tất cả các bước sóng, chỉ cho phép giữ lại một bước sóng cố định đã được xác định trước. Bộ lọc điều chỉnh được là các bộ lọc có thể thay đổi bước sóng mà chúng cho qua tùy theo yêu cầu.
2.4.2. Đặc điểm, tham số của bộ lọc
Hai đặc điểm quan trọng của bộ lọc cần được nhắc đến là dải phổ tự do (FSR- Free Spectral Range) và khả năng phân biệt của bộ lọc hay độ mịn (F - Finesess).
Độ mịn của bộ lọc được đo bằng độ rộng của hàm truyền đạt. Nó là tỷ số giữa dải phổ tự do với độ rộng kênh.
F =
Hình 2.8. FSR và F của bộ lọc với N kênh khác nhau.
Trong đó độ rộng kênh (Δf) được định nghĩa là độ rộng 3dB hay độ rộng phổ nửa công suất của bộ lọc. Δf đặc trưng cho độ hẹp của đỉnh hàm truyền đạt.
Số lượng kênh của một bộ lọc quang bị giới hạn bởi dải phổ tự do và độ mịn. Tất cả các kênh phải nằm gọn trong FSR. Nếu giá trị F cao, hàm truyền đạt (đỉnh băng thông) sẽ hẹp và dẫn đến là có nhiều kênh được chứa trong dải phổ tự do hơn. Khi độ mịn thấp, các kênh cần phải được d.n cách nhau thêm một
khoảng để tránh xuyên âm. Do đó số lượng kênh trong dải phổ tự do cũng giảm đi.
2.4.3. Bộ lọc quang