Hai đặc điểm của sợi quang được quan tâm nhất khi thiết kế hệ thống là:

APD (Avalanche Photodiode) so với PIN diode có ưu điểm chính là độ nhạy cao hơn. Điều này là do APD sử dụng hiệu ứng nhân avalanche để khuếch đại tín hiệu quang điện, giúp phát hiện các tín hiệu rất yếu mà PIN diode có thể không nhận ra được.

• A. Dòng tối nhỏ hơn: Mặc dù dòng tối là một yếu tố quan trọng trong các detector, nhưng đây không phải là ưu điểm nổi bật nhất của APD so với PIN diode. Trên thực tế, APD thường có dòng tối lớn hơn PIN diode.
• B. Tốc độ hoạt động chậm hơn: APD thường có tốc độ hoạt động tương đương hoặc nhanh hơn PIN diode, tùy thuộc vào thiết kế và ứng dụng cụ thể.
• C. Giá thành thấp hơn: APD thường có giá thành cao hơn PIN diode do cấu trúc phức tạp và yêu cầu về điện áp hoạt động cao hơn.

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.