8. HỆ THỐNG QUANG ĐƯỜNG DÀI: 37
8.2Hiệu ứng tương tác phi tuyến đồng kênh (Intrachannel Nonlinear Effects): 41
Việc xem xét hiệu ứng phi tuyến rất quan trọng trong hệ thống điều khiển tán sắc bởi vì nó
được tăng lên trong sợi quang bù tán sắc DCF vì hiệu ứng giảm ở vùng lõi. Sự sắp xếp các bộ khuếch đại sau DCF là có lợi vì tín hiệu yếu đủđể hiệu ứng phi tuyến ít ảnh hưởng . Sựđánh giá 1 cách lạc quan về hiệu suất của hệ thống sử dụng những bản đồ tán sắc khác nhau được nghiên cứu rất kỹ. Trong 1 thí nghiệm 1994, Một vòng quang dài 1000 km bao gồm 31 bộ khuếch đại được sử dụng 3 bản đồ tán sắc khác nhau. Khoảng cách tối đa truyến lên đến 12.000 km đã được thực hiện trong trường hợp sợi quang có GVD bình thường được bù tán sắc trong sợi quang có GVD bất thường của sợi quang đường dài. Trong 1 thí nghiệm 1995 , tín hiệu 80 Gb/s bao gồm 8 kênh ghép 10 Gb/s với khoảng kênh (channel spacing) được truyền bên trong vòng lặp quang. Tổng khoảng cách truyền giới hạn ở 1171 km bởi vì những hiệu ứng phi tuyến khác nhau.
Trang 42 Bù tán sắc GVD toàn phần trong mỗi chu kỳ bản đồ tán sắc không phải là giải pháp tốt nhất khi có sự hiện diện của hiệu ứng phi tuyến. Phương pháp số thường được sử dụng để
tối ưu việc thiết kế hệ thống điều khiển tán sắc. Nói chung vùng tán sắc vận tốc nhóm GVD nên giữ tương đối lớn để triệt hiệu ứng phi tuyến, và phải cực tiểu tán sắc trung bình trên tất cả các kênh. Trong 1 thí nghiệm vào 1998, tín hiệu ở vận tốc 40 Gb/s được truyền trên khoảng cách 2000 km sợi quang chuẩn sử dụng 1 bản đồ tán sắc novel. Sau đó khoảng cách được tăng lên 16.500 km tại tốc độ thấp hơn( 10Gb/s) bằng cách đặt 1 bộ
khuếch đại quang ngay sau DCF trong vòng lặp quang.
Vì hiệu ứng phi tuyến là 1 nhân tố quan trọng. Giới hạn chủ yếu xuất phát từ việc giản xung trong sợi quang chuẩn của bản đồ tán sắc, kết quả là sự tác động lẫn nhau giữa xung chổng chập gần nhau. Những hiệu ứng phi tuyến này được nghiên cứu sâu hơn và được liên hệ với hiệu ứng
Hiệu ứng Intrachannel (hiệu ứng tương tác đồng kênh) để phân biệt nó với hiệu ứng phi tuyến xuyên kênh.(Interchannel nonlinear effect) xảy ra khi xung ở 2 kênh lân cận có bước sóng khác nhau chồng chập ở miền thời gian.
Nguồn gốc của hiệu ứng phi tuyến đồng kênh có thể thấy từ phương trình: 2 2 2 2 ( ) ( ) 0 2 z B B i z B B z t β γ ∂ − ∂ + = ∂ ∂
Bằng cách đưa 3 xung lân cận , B B= 1+B2+B3
Thay vào ta có:
Số hạng phi tuyến đầu tiên tương ứng với SPM. Hai số hạng kế tiếp là kết quả từ hiệu ứng XPM sinh ra bởi hai xung khác nhau. Số hạng cuối cùng giống như FWM.
Mặc dù thông thường nó được xem là hiệu ứng FWM trong kênh (intrachannel) nhưng
điều đó có một chút thiếu chính xác vì cả 3 xung có cùng bước sóng.Tuy nhiên thành phần này có thể tạo ra 1 xung mới trong miền thời gian. Những xung này xuất hiện như 1 xung “ghost”. Xung này có thể tác động đến hiệu suất hệ thống đáng kể nếu chúng rơi vào thời bit 0 (the 0-bit time slots)
(8.12) (8.13) (8.14)
Trang 43 Hiệu ứng XPM tương tác đồng kênh chỉở phase tín hiệu nhưng độ lệch pha thì phụ thuộc vào thời gian.
Tác động của hiệu ứng XPM và FWM lên hệ thống tùy thuộc vào sự lựa chọn bản đồ tán sắc. Nói chung đánh giá hệ thống điều khiển tán sắc tùy thuộc vào nhiều thông số thiết kế
như công suất, khoảng cách khuếch đại và vị trí của DCF. Trong 1 thí nghiệm vào năm 2000. một tín hiệu 40 Gb/s được truyền vượt đại dương, mặc dù nó chỉ sử dụng sợi quang chuẩn, sử dụng phương pháp điểu chếđồng bộđường dây được đề nghịđầu tiên.
Truyền giả tuyến tính ở tốc độ 320 Gb/s cũng được xác nhận ở khoảng cách truyền 200 km mà độ tán sắc của nó là 5.7 ps(km-nm) được bù bằng cách sử dụng DCF