APD so với PIN có ưu điểm gì

Tán sắc lớn gây ra sự mở rộng xung tín hiệu khi truyền trên sợi quang, làm giảm khoảng cách truyền dẫn tối đa. Để tăng cự ly truyền dẫn trong trường hợp này, ta cần tăng công suất phát quang để bù đắp suy hao tín hiệu do tán sắc gây ra. Các phương án khác không phù hợp vì:

• Tăng/giảm tốc độ truyền trên sợi quang không trực tiếp giải quyết vấn đề tán sắc.
• Giảm công suất phát quang sẽ làm giảm cự ly truyền dẫn, chứ không tăng.

Để giảm suy hao do uốn cong trong sợi quang, cần thiết kế sợi quang có độ chênh lệch chiết suất nhỏ và hoạt động ở bước sóng dài hơn. Điều này là do:

• Độ chênh lệch chiết suất nhỏ: Khi độ chênh lệch chiết suất giữa lõi và lớp vỏ nhỏ, ánh sáng ít bị phản xạ toàn phần tại biên giới giữa lõi và lớp vỏ hơn. Điều này giúp giảm thiểu sự mất mát năng lượng khi sợi quang bị uốn cong.
• Bước sóng dài hơn: Bước sóng dài hơn ít bị tán xạ hơn so với bước sóng ngắn. Khi sợi quang bị uốn cong, ánh sáng bước sóng ngắn dễ bị tán xạ ra khỏi lõi hơn, gây ra suy hao. Do đó, sử dụng bước sóng dài hơn sẽ giúp giảm suy hao do uốn cong.

Do đó, đáp án C là đáp án chính xác nhất.

Linh kiện tách sóng quang (Demultiplexer) có nhiệm vụ tách các kênh sóng quang khác nhau trong một sợi quang ra thành các kênh riêng biệt. Các đáp án còn lại mô tả chức năng của các linh kiện khác như bộ thu quang (biến đổi tín hiệu quang thành điện), bộ tái tạo tín hiệu quang (sửa dạng tín hiệu quang), bộ phát quang (biến đổi tín hiệu điện thành quang) và bộ khuếch đại quang. Do đó, không có đáp án nào đúng trong các lựa chọn đã cho.

Hệ thống Coherent (Coherent detection system) sử dụng phương pháp điều chế tín hiệu tiên tiến và kỹ thuật tách sóng đồng bộ (coherent detection) để thu tín hiệu.

• Đặc điểm của hệ thống Coherent:
  • Sử dụng phương pháp điều chế: Coherent detection thường sử dụng các phương pháp điều chế phức tạp như điều chế pha (PSK) hoặc điều chế biên độ vuông góc (QAM). Các phương pháp này cho phép truyền tải nhiều bit thông tin trên mỗi symbol, giúp tăng hiệu quả sử dụng băng thông.
  • Độ nhạy thu cao: Kỹ thuật tách sóng đồng bộ cho phép hệ thống thu tín hiệu yếu hơn so với tách sóng không đồng bộ (ví dụ: tách sóng bao). Điều này làm tăng khoảng cách truyền dẫn hoặc giảm công suất phát cần thiết.
  • Tách sóng đồng bộ: Tách sóng đồng bộ đòi hỏi phải khôi phục chính xác pha và tần số sóng mang tại phía thu. Khi thực hiện tốt, nó sẽ cải thiện tỷ lệ lỗi bit (BER) so với tách sóng không đồng bộ. Tuy nhiên, nếu quá trình đồng bộ không hoàn hảo, nó có thể làm giảm hiệu suất.

Phân tích các đáp án:

• A. Chỉ sử dụng phương pháp điều chế ngoài: Hệ thống Coherent có thể sử dụng nhiều phương pháp điều chế khác nhau, không nhất thiết chỉ là điều chế ngoài.
• B. Độ nhạy thu cao làm tăng khoảng cách thông tin: Đúng, độ nhạy thu cao cho phép hệ thống nhận được tín hiệu yếu hơn, do đó tăng khoảng cách truyền dẫn.
• C. Tách sóng đồng bộ làm tăng BER so với tách sóng không đồng bộ: Sai, tách sóng đồng bộ (khi thực hiện tốt) làm giảm BER so với tách sóng không đồng bộ.
• D. Các câu trả lời a, b đều đúng: Sai, vì câu a không đúng.

Vậy, đáp án đúng là B.

Phân tích các đáp án:

• A. Laser có công suất phát lớn nhất và phát ra ánh sáng không kết hợp: Sai. Laser phát ra ánh sáng kết hợp.
• B. Led phát cạnh và Laser đều tạo ánh sáng dựa vào nguyên lý phát xạ kích thích: Đúng. Cả hai đều dựa trên nguyên tắc này.
• C. Laser có độ rộng đường phố hẹp và nhạy với nhiệt độ nhiều hơn so với Led phát mặt, Led phát cạnh: Đúng. Laser có độ rộng đường phố hẹp và độ nhạy nhiệt cao hơn.
• D. Led phát mặt có công suất phát tương đương Laser nhưng giá thành cao hơn: Sai. Laser có công suất lớn hơn nhiều và giá thành thường cao hơn LED.

Vậy đáp án đúng là B và C. Tuy nhiên, do chỉ chọn được 1 đáp án nên ta chọn đáp án đầy đủ và chính xác nhất là C. Laser có độ rộng đường phổ hẹp và rất nhạy với nhiệt độ so với LED phát mặt và LED phát cạnh. Điều này là do cơ chế hoạt động của laser, nơi mà sự khuếch đại ánh sáng xảy ra trong một môi trường cộng hưởng hẹp, làm cho nó rất nhạy cảm với các thay đổi nhỏ trong điều kiện môi trường như nhiệt độ. Sự thay đổi nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến các đặc tính của môi trường khuếch đại và do đó ảnh hưởng đến bước sóng và công suất của laser. LED phát mặt và LED phát cạnh, mặt khác, ít nhạy cảm hơn với nhiệt độ vì chúng không dựa vào một môi trường cộng hưởng hẹp và quá trình phát xạ của chúng ít bị ảnh hưởng bởi các thay đổi nhiệt độ.