Để cú đƣợc mạng quang, khi thiết kế mạng ta phải tối ƣu tất cả cỏc tham số về điện cũng nhƣ quang để mạng WDM hoạt động hiệu quả. Khi thiết kế với bất kỳ topo mạng nào thỡ cần xem xột đến hai vấn đề lớn đú là: thiết kế hệ thống quang và hệ thống điện hay lớp phớa trờn mụi trƣờng truyền dẫn quang. Trong kỹ thuật mạng, kỹ thuật WDM đƣợc dựng để truyền tải cỏc tớn hiệu với tốc độ cao và độ suy hao nhỏ. Khi thiết kế mạng quang với tốc độ bit là thấp và khoảng cỏch ngắn thỡ ta khụng cần quan tõm nhiều lắm đến một số tham số quang nhƣ tỏn sắc và hiệu ứng phi tuyến. Tuy nhiờn, khi tốc độ bớt cũng nhƣ khoảng cỏch truyền dẫn tăng lờn thỡ cỏc tham số quang đúng vai trũ quan trọng ảnh hƣởng lớn đến hiệu quả hoạt động của mạng. Mạng đƣợc xõy dựng phải dung hoà đƣợc tất cả sự suy giảm do cỏc tham số quang gõy ra.
Đối với mụi trƣờng truyền tớn hiệu là sợi quang, khi tớn hiệu quang truyền qua với hệ số lan truyền là nú sẽ bị suy giảm tƣơng ứng với khoảng cỏch truyền dẫn. Hệ số đặc trƣng cho sự suy giảm này là hệ số suy hao sợi . Đõy là tham số quan trọng liờn quan trực tiếp đến cỏc chỉ tiờu thiết kế của mạng. Để bộ thu cú thể phõn biệt cỏc tớn hiệu là 1 hay 0 thỡ mức tớn hiệu tại bộ thu ớt nhất phải bằng với độ nhạy thu R của nú ứng với lỗi bớt xỏc định. Mức tớn hiệu tại bộ thu bị ảnh hƣởng bởi cụng suất tớn hiệu phỏt và sự suy giảm của tớn hiệu đặc trƣng bởi hệ số khi truyền dẫn đú là chƣa kể tới sự suy giảm do cỏc hiện tƣợng khỏc. Trong hai yếu tố trờn thỡ hệ số suy hao truyền dẫn phụ thuộc vào bƣớc súng là khụng đổi đối với từng loại sợi quang sử dụng, nờn để tăng phẩm chất của tớn hiệu tại bộ thu thỡ ta cần tăng cụng suất phỏt. Tuy nhiờn, khi cụng suất phỏt tăng lờn thỡ ta lại gặp phải cỏc hiệu ứng nhƣ tự điều chế pha (SPM), điều chế pha chộo (XPM), hay trộn bốn súng (FWM), và nhiều cỏc hiện tƣợng khỏc nữa sẽ làm suy giảm tớn hiệu nờn việc tăng cụng suất phỏt cũng phải giới hạn. Giả thử Pinmax là giỏ trị cực đại của cụng suất
phỏt cú thể, Pr là độ nhạy thu của bộ thu thỡ khoảng cỏch truyền dẫn cú thể thực hiện đƣợc là: ) ( max P Km P L in r (3-1) Để thực hiện việc truyền dẫn trờn khoảng cỏch dài thỡ ta cú thể sử dụng cỏc bộ lặp. Cú hai kiểu bộ lặp cú thể sử dụng đú là kiểu 3R trong đú tớn hiệu quang đƣợc phỏt hiện, định dạng lại, định thời lại và phỏt lại, kiểu thứ hai là 2R trong đú tớn hiệu quang định dạng lại và khuếch đại lờn. Ƣu điểm của cỏc bộ lặp điện là khả năng phỏt lại và tiếp tục truyền tớn hiệu đi bằng cỏch sử dụng việc chuyển đổi quang điện và cơ chế phỏt lại. Khi đú đối với hệ thống WDM ta cần phải tỏch tất cả cỏc kờnh bƣớc súng ra. Do vậy việc sử dụng bộ lặp ở đõy là khụng quả kinh tế và khụng hiệu quả đối với mạng. Trong hệ thống WDM, cỏc bộ khuếch đại quang thƣờng đƣợc sử dụng do khả khuếch đại tất cả cỏc bƣớc súng trong miền quang học. Tuy nhiờn, khi sử dụng nhiều bộ khuếch đại quang mắc chuỗi thỡ cũng đồng thời nhiễu tớch luỹ của hệ thống cũng tăng lờn do hiện tƣợng phỏt xạ tự phỏt đƣợc khuếch đại(ASE). Khi đú thỡ nhiễu cũng đƣợc khuếch đại lờn và làm giảm chỉ tiờu tỷ lệ tớn hiệu trờn nhiễu quang OSNR của hệ thống và do đú việc thiết kế mạng dựa vào tham số OSNR là hết sức quan trọng. OSNR khụng chỉ bị giới hạn bởi cỏc mạng cú sử dụng khuếch đại mà cỏc thiết bị tớch cực cũng nhƣ thụ động trong mạng cũng làm ảnh hƣởng tới chỉ tiờu này. Tuy nhiờn khi thiết kế mạng thỡ nhiễu do cỏc bộ khuếch đại vẫn là nhõn tố chớnh mà ta phải bự cụng suất cho sự mất mỏt năng lƣợng tớn hiệu mà nú gõy ra.
Một hiện tƣợng nữa cần chỳ ý khi thiết kế mạng quang là hiện tƣợng tỏn sắc tớn hiệu khi truyền trong mụi trƣờng sợi quang, sự khụng tuyến tớnh, phõn cực, mở rộng phổ, hay cỏc suy hao của cỏc thiết bị trong mạng. Khi ta chỳ ý đến cỏc tham số trờn thỡ khoảng cỏch truyền dẫn sẽ bị giảm đi nhiều nữa. Hiện tƣợng tỏn sắc sẽ làm cho cỏc xung trải rộng ra và do đú gõy lờn hiện tƣợng ISI. Dạng quan trọng nhất của tỏn sắc là tỏn sắc vận tốc nhúm GVD, nú khỏc với tỏn sắc mode phõn cực (PMD). Khi thiết kế mạng ta phải thực hiện cỏc biện phỏp để bự tỏn sắc. Sợi quang tỏn sắc
phẳng hay tỏn sắc dịch chuyển (DSF) cú thể sử dụng để thực hiện bự. Sợi tỏn sắc phẳng sẽ làm cho tỏn sắc tại bƣớc súng bằng khụng trong dải bƣớc súng hoạt động. Một cỏch khỏc dựng để bự tỏn sắc là đặt cỏc sợi quang bự tỏn sắc tại một số vị trong mạng mà tại đú ta cú thể định dạng lại đƣợc cỏc xung theo yờu cầu. Cỏch nữa là cú thể sử dụng cỏch tử Bragg. Tuy nhiờn, vấn đề phải giải quyết đú là việc đặt cỏc bộ bự tỏn sắc ở đõu cho phự hợp và việc bự tỏn sắc cú thể thực hiện đối khi tốc độ bit lớn hơn một giỏ trị giới hạn nào đú khụng.
Để thiết kế hệ thống tối ƣu đƣợc tất cả cỏc những hiện tƣợng trờn, thỡ cần phải tối ƣu cỏc tham số cho một mạng. Trƣớc hết chỳng ta hóy xem xột đối với tuyến truyền dẫn điểm-điểm.
