- Độ dốc tánsắc của DCM không phùhợp hoàn toàn với sợiquang nên tất cả các bướcsóng không được bù hoàn toàn và tán sắc tại đầu thu không đáp ứng được yêu cầu của hệ thống.
b) Photodiode thác APD
Bản chất lượng tử của ánh sáng đã định ra giới hạn cơ bản đối với chất lượng, tức là tỉ lệ tín hiệu trên tạp âm, và điều này được thể hiện ở các bộ thu quang. Tuy nhiên, ở các bộ tách sóng trực tiếp, tạp âm có thể lớn hơn do có sự phân bố tải và các bộ tiền khuếch đại. Cho nên khi sử dụng các bộ tách sóng PIN thì chỉ có cách làm giảm sự phụ thuộc các phân bố này theo sự cải thiện các đặc tính bộ tiền khuếch đại. Đối với các tín hiệu nhỏ, photodiode thác (APD – Avalanche Photodiode) có đặc tính tốt hơn, sau khi biến đổi các photon thành các điện tử, nó khuếch đại ngay dòng photon ở bên trong nó trước khi dòng này đi vào mạch khuếch đại tiếp sau và điều này làm tăng mức tín hiệu, dẫn tới độ nhạy thu được tăng lên đáng kể. Để thu được hiệu ứng nhân bên trong, các hạt mang quang sẽ được tăng dần năng lượng tới mức đủ lớn để ion hoá các điện tử xung quanh do va chạm với chúng. Các điện tử xung quanh được đẩy từ vùng hoá trị tới vùng dẫn, rồi tạo ra các cặp điện tử - lỗ trống mới sẵn sàng dẫn điện. Các hạt mang mới được tạo ra này sễ tiếp tục được gia tốc nhờ điện trường cao và lại có thể phát ra các cặp điện tử – lỗ trống mới khác. Hiệu tượng này được gọi là hiệu ứng thác. Quá trình thác dẫn tới làm tăng dòng. Đối với photodiode Si, ngưỡng trường điện cần thiết để thu được sự nhân là ở mức 105V/cm.
Về nguyên lý, cả hai quá trình hấp thụ và khuếch đại đều xảy ra ở trong cùng một vùng trôi, ở các cấu trúc pn hoặc PIN đơn giản. Cấu trúc thông dụng của một Photodiode thác có thể mô tả như ở hình 3.11. Nó được cấu tạo gồm có vật liệu loại p điện trở suất cao đặt làm lớp epitaxi nền p+. Sau đó người ta khuếch tán hoặc cấy lớp n+ (loại n pha tạp nặng). Hai vùng cách nhau bởi một vùng trường điện thấp (nơi mà các photon được hấp thụ và các hạt mang quang trôi theo chiều phân cực của nó) và một vùng trường điện cao (nơi mà các hạt mang được gia tốc và chịu quá trình nhân). Đối với Si, chất kích tạp ở vùng này thường tương ứng là Bo hoặc phôtpho. Cấu trúc như vậy thường được gọi là cấu trúc cận xuyên p+ipn+. Lớp i (hay ) cơ bản là lớp vật liệu tự dẫn có pha tạp một chút p.
Hình 3.1.11: Cấu trúc photodiode thác và điện trường trong
Khi có một thiên áp ngược nhỏ, hầu hết điện thế rơi vào tiếp giáp pn+ , vùng trôi sẽ mở rộng ra cùng với sự tăng của thiên áp cho đến khi đạt được đến một giá trị điện áp mà tại đó trường điện tiếp giáp pn+ vào khoảng 5 đến 10% phần phía dưới, đây là giá trị đủ để gây ra “thác đổ”. Tại thời điểm này, vùng trôi chỉ “cận xuyên” vùng tự dẫn (vừa tới mức đánh xuyên vùng i).
Bình thường, photodiode thác cận xuyên (RAPD – Reach through Avalanche Photodiode) được hoạt động theo kiểu hoàn toàn trôi. Ánh sáng đi vào thiết bị xuyên qua vùng p+ và được hấp thụ trong vật liệu i, đóng vai trò như một vùng nhận các hạt mang quang được phát ra. Khi đang được hấp thụ, photon sẽ phát ra năng lượng của nó, vì thế tạo ra các cặp điện tử - lỗ trống, và rồi chúng bị tách ra do tác động của trường điện trong vùng i. Các điện tử được phát ra trôi qua vùng i tới tiếp giáp pn+, nơi tồn tại trường điện cao. Chính tại vùng có trường điện cao sẽ xảy ra sự nhân hạt mang quang.
Số cặp điện - tử lỗ trống trung bình được hạt mang tạo ra trong một đơn vị độ dài di chuyển được gọi là
tốc độ ion hoá. Hầu hết các vật liệu có tốc độ ion hoá điện tử khác nhau và tốc độ ion hoá lỗ trống khác nhau. Tỷ số k = / của hai giá trị ion hoá sẽ xác định đặc tính của bộ tách sóng quang.
3.1.4.3. FEC
Kỹ thuật sửa lỗi truyền FEC (Forward Error Correction) được ứng dụng trong OTU để sửa lỗi truyền tại đầu thu. Kỹ thuật FEC sử dụng các đa thức nhị phân để mã hóa đặc tính chẵn lẻ của khối bit. Đầu thu so sánh mã FEC nhận được từ đầu phát và mã FEC đầu thu tính toán từ luồng tin thu được mà OTU có thể phát hiện và sửa lỗi.
Giảm BER đường truyền trên hệ thống. Một hệ thống truyền tải dung lượng lớn, khoảng cách truyền tải xa thì vấn đề lỗi bít trên đường truyền là không thể tránh khỏi. FEC làm cải thiện đáng kể tỉ số lỗi bit (BER) đường truyền. Như vậy, nếu yêu cầu về BER không đổi thì kỹ thuật FEC làm giảm yêu cầu về OSNR, tức là giảm yêu cầu đối với chất lượng đường truyền.
3.1.5. Thông số kỹ thuật
* Thiếtbị Huawei BWS 1600G