Nghiên cứu các kỹ thuật điều chế hiệu năng cao cho hệ thống thông tin sợi quangNghiên cứu các kỹ thuật điều chế hiệu năng cao cho hệ thống thông tin sợi quangNghiên cứu các kỹ thuật điều chế hiệu năng cao cho hệ thống thông tin sợi quangNghiên cứu các kỹ thuật điều chế hiệu năng cao cho hệ thống thông tin sợi quangNghiên cứu các kỹ thuật điều chế hiệu năng cao cho hệ thống thông tin sợi quangNghiên cứu các kỹ thuật điều chế hiệu năng cao cho hệ thống thông tin sợi quang
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG NGHIÊM XUÂN HÙNG NGHIÊN CỨU CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ HIỆU NĂNG CAO CHO HỆ THỐNG THÔNG TIN SỢI QUANG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hƣớng ứng dụng) HÀ NỘI – 2016 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG - NGHIÊM XUÂN HÙNG NGHIÊN CỨU CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ HIỆU NĂNG CAO CHO HỆ THỐNG THÔNG TIN SỢI QUANG CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT VIỄN THÔNG MÃ SỐ: 60 52 02 08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS VŨ TUẤN LÂM HÀ NỘI - 2016 i LỜI CAM ĐOAN Em cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Học viên Nghiêm Xuân Hùng ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài luận văn thạc sĩ cách hoàn chỉnh, bên cạnh nỗ lực cố gắng thân có hƣớng dẫn nhiệt tình quý Thầy Cô, nhƣ động viên ủng hộ gia đình bạn bè suốt thời gian học tập nghiên cứu thực luận văn thạc sĩ Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Vũ Tuấn Lâm, Thầy trực tiếp hƣớng dẫn, bảo tận tình, chu đáo có nhận xét, góp ý quý báu giúp em suốt trình thực luận văn luận văn đƣợc hoàn thiện Em xin gửi lời cảm ơn đến tất quý Thầy, Cô giáo Học viện Công nghệ Bƣu Viễn thông, ngƣời bảo tạo điều kiện thuận lợi để em đƣợc nghiên cứu học tập môi trƣờng tốt Sau cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình tất bạn bè động viên, khích lệ em sống nhƣ trình học tập, thực luận văn thạc sĩ Hà Nội, tháng năm 2016 Học viên Nghiêm Xuân Hùng iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH VẼ v DANH MỤC BẢNG viii THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ix MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 1.1.Tổng quan hệ thống thông tin quang 1.2.Phân loại hệ thống thông tin quang 1.2.1 Hệ thống truyền dẫn thông tin sợi quang IM/DD 1.2.2 Hệ thống truyền dẫn thông tin sợi quang kết hợp 1.3 Các hạn chế, khó khăn hệ thống thông tin sợi quang tốc độ cao .13 1.3.1 Dung lượng khoảng cách 13 1.3.2 Giới hạn khai thác băng tần 16 1.4 Kỹ thuật điều chế hệ thống thông tin quang 19 1.5 Kết luận chƣơng 20 CHƢƠNG 2: MỘT SỐ KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ HIỆU NĂNG CAO TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN SỢI QUANG 21 2.1 Điều chế dùng phƣơng pháp tách sóng trực tiếp 21 2.1.1 Kỹ thuật điều chế NRZ-OOK 21 2.1.2 Kỹ thuật điều chế RZ-OOK 23 2.1.3 Kỹ thuật điều chế NRZ-DPSK 25 2.1.4 Kỹ thuật điều chế RZ-DPSK 28 2.1.5 Kỹ thuật điều chế CS-RZ 29 2.2 Điều chế dùng phƣơng pháp tách sóng kết hợp 31 2.2.1 Kỹ thuật điều chế dạng khóa dịch biên (ASK) 31 iv 2.2.2 Kỹ thuật điều chế dạng khóa dịch tần (FSK) 33 2.2.3 Kỹ thuật điều chế dạng khóa dịch pha (PSK) khóa dịch pha vi phân (DPSK) 36 2.3 Đánh giá hiệu phƣơng pháp điều chế 38 2.3.1 Phương pháp tách sóng trực tiếp 38 2.3.2 Phương pháp tách sóng kết hợp 52 2.4 Kết luận chương 63 CHƢƠNG 3: MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ HIỆU NĂNG CAO CHO CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN SỢI QUANG 64 3.1 Mô hình hệ thống 65 3.2 Mô hình mô 66 3.2.1 Các thông số mô hình mô hệ thống 66 3.2.2 Các mô hình mô 68 3.3 Nhận xét đánh giá .74 KẾT LUẬN 82 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO .84 v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mô hình hệ thống thông tin quang sợi [1] Hình 1.2: Sơ đồ khối hệ thống truyền dẫn thông tin sợi quang IM/DD [2] Hình 1.3 Mạch điện sơ đồ vùng lƣợng cho photodiode PIN Hình 1.4: Sơ đồ khối hệ thống truyền dẫn thông tin quang kết hợp [2] 12 Hình 1.5: Sự phát triển thiết bị hiển thị CxD, biểu đồ quy luật dung lƣợng khoảng cách 15 Hình 1.6 Dung lƣợng ISD ngƣợc với tổng công suất WDM: (a) hoàn toàn phi tuyến, (b) hoàn toàn không phi tuyến, (c) trƣờng hợp với hệ thống khuếch đại 5x100 km 19 Hình 2.1 Sơ đồ khối truyền dẫn NRZ 23 Hình 2.2 Quang phổ tín hiệu NRZ với tốc độ bít 10 Gbps 23 Hình 2.4 Quang phổ tín hiệu RZ với tốc độ bít 10 Gbps 25 Hình 2.5 Sơ đồ khối truyền dẫn NRZ-DPSK 27 Hình 2.6 Quang phổ tín hiệu NRZ-DPSK với tốc độ bít 10 Gbps 27 Hình 2.7 Sơ đồ khối truyền dẫn RZ-DPSK 29 Hình 2.8 Quang phổ tín hiệu RZ-DPSK với tốc độ bít 10 Gbps 29 Hình 2.9 Truyền dẫn CS-RZ: (a) Sơ đồ khối, (b) Sự tạo tín hiệu 30 Hình 2.10 Quang phổ tín hiệu CS-RZ với tốc độ bít 10 Gbps 31 Hình 2.11 Phƣơng pháp điều chế ASK 33 Hình 2.12: Cấu hình phát sử dụng điều chế FSK 33 Hình 2.13 Phổ công suất tín hiệu điều chế số MSK 34 Hình 2.14 Kỹ thuật điều chế FSK 36 Hình 2.13 Kỹ thuật điều chế PSK 37 Hình 2.15 Quản lý tán sắc mô 40 vi Hình 2.16 Giá trị EOP tín hiệu biến thiên khoảng cách truyền dẫn, với công suất đầu vào trung bình 12dBm dùng định dạng điều chế NRZ 41 Hình 2.17 Khoảng cách truyền dẫn giới hạn SPM theo công suất quang sử dụng tốc độ liệu 10Gb/s [13] 43 Ghi chú: Các điểm rời rạc: kết tính toán mô Đƣờng liền mạch: nối tuyến tính log (LSPM) P(dB) với độ dốc -1 43 Hình 2.19 Khoảng cách truyền dẫn giới hạn SPM theo công suất quang áp dụng với tốc độ liệu 10Gb/s [13] 46 Ghi chú: Các điểm rời rạc: kết tính toán mô phỏng.Các đƣờng liền: nối tuyến tính log (LSPM) P(dB) với độ dốc -1.Các đƣờng nét đứt: Khoảng cách truyền dẫn giới hạn SPM từ biểu thức giải tích 46 Hình 2.20 Khoảng cách truyền dẫn giới hạn SPM theo công suất quang áp dụng với tốc độ liệu 40Gb/s [13] 46 Ghi chú: Các điểm rời rạc: kết tính toán mô phỏng.Các đƣờng liền: nối tuyến tính log (LSPM) P(dB) với độ dốc -1.Các đƣờng nét đứt: Khoảng cách truyền dẫn giới hạn SPM từ biểu thức giải tích 47 Hình 2.21 Tín hiệu dao động đƣợc phát thu mật độ xác suất 49 Hình 2.22 Tỷ lệ lỗi BER hàm hệ số Q 52 Hình 2.23 Tỷ lệ lỗi BER với dạng điều chế khác 57 Hình 3.1 Sơ đồ thiết lập hệ thống WDM 65 Hình 3.2 Mô hình hệ thống sử dụng điều chế NRZ-OOK 68 Hình 3.3 Đầu phát kỹ thuật điều chế NRZ-OOK 69 Hình 3.4 Tuyến truyền dẫn 69 Hình 3.5: Đầu thu kỹ thuật điều chế NRZ-OOK 69 Hình 3.6 Mô hình hệ thống sử dụng kỹ thuật điều chế RZ-DPSK 70 Hình 3.7 Cấu trúc phía phát hệ thống sử dụng điều chế RZ-DPSK 70 Hình 3.8 Mô hình phía thu tín hiệu điều chế RZ-DPSK 70 vii Hình 3.9 Mô hình hệ thống sử dụng kỹ thuật điều chế RZ-DQPSK 71 Hình 3.10 Mô hình phát hệ thống sử dụng điều chế RZ-DQPSK 71 Hình 3.11 mô hình thu tín hiệu điều chế RZ-DQPSK 71 Hình 3.12 Phổ bƣớc sóng 74 Hình 3.13 Biểu đồ mắt tín hiệu BER thu đƣợc điều chế NRZ 75 Hình 3.14 Biểu đồ mắt tín hiệu BER thu đƣợc điều chế DPSK 75 Hình 3.15 Biểu đồ mắt tín hiệu BER thu đƣợc điều chế DQPSK 76 Hình 3.16 Phổ kênh bƣớc sóng 77 Hình 3.17: Quan hệ BER Công suất thu 77 Hình 3.18 Quan hệ BER Công suất thu tăng tốc độ lên 78 Hình 3.19: Quan hệ BER theo Số khoảng lặp 79 Hình 3.20 Ảnh hƣởng hiệu ứng phi tuyến 80 viii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Tích Công suất với LSPM, C, với phƣơng pháp điều chế khác nhau, đơn vị [mW.km] 42 Bảng 2.2 Độ nhạy thu thu Coherent đồng 57 72 Bên subsystem d) Chức linh kiện mô phỏng: - Bộ phát lasers liên tục, phát tín hiệu quang đƣa vào MachZehnder Modulator Có tần số phát tham khảo 193.1 THz, khoảng cách kênh 100 GHz - Bộ trễ tiền mã hóa Doubinary bit - Xác định thành phần đƣợc kích hoạt - Bộ xử lý chuỗi bit nhị phân thành thành phần I Q - Chuỗi giả ngẫu nhiên, tạo chuỗi bit nhị phân 73 - Bộ tạo tần số hình sin - Bộ tạo xung RZ NRZ, đầu vào tín hiệu điện, đầu tín hiệu điện đƣa vào Mach-Zehnder Modulator - Bộ điều chế Mach-Zehnder LiNbO3, - Bộ ghép kênh tách kênh bƣớc sóng - Đƣờng dẫn: - Sợi quang truyền dẫn SMF - Sợi bù tán sắc DCF - Bộ khuếch đại quang - Chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện 74 - Bộ cân điện lọc thông thấp Ngoài có linh kiện khác đƣợc bổ sung mô từ thƣ viện thành phần phần mềm Optisystem 3.3 Nhận xét đánh giá Sau lâp mô hình mô hệ thống với kỹ thuật điều chế NRZ truyền thống kỹ thuật điều chế nâng cao DPSK DQPSK nhƣ phần 3.2.2 Chạy mô em thu đƣợc kết nhƣ sau: - Phổ quang bốn bƣớc sóng: Hình 3.12 Phổ bƣớc sóng 75 Biểu đồ mắt thu đƣợc: Hình 3.13 Biểu đồ mắt tín hiệu thu đƣợc điều chế NRZ Hình 3.14 Biểu đồ mắt tín hiệu thu đƣợc điều chế DPSK 76 Hình 3.15 Biểu đồ mắt tín hiệu thu đƣợc điều chế DQPSK Qua biểu đồ mắt điều chế NRZ, DPSK DQPSK em nhận thấy điều chế DQPSK có số Q-factor cao nhất: 7.31258 điều chế NRZ có số thấp nhất: 4.29347 số BER điều chế DQPSK thấp Từ kết đó, nhận thấy điều chế đƣa mô điều chế nâng cao DPSK, DQPSK tốt so với kỹ thuật điều chế thông thƣờng NRZ hệ thống thông tin quang tốc độ cao, cự ly xa Để làm rõ hiệu kỹ thuật điều chế hiệu cao hệ thống thông tin sợi quang em có đƣa tình sau: a) Giữ nguyên tốc độ truyền nhƣng giảm khoảng cách kênh Nhƣ theo giả thiết toán đƣa xét khoảng cách kênh truyền 100GHz, tốc độ truyền 10Gb/s Giờ ta giảm khoảng cách kênh truyền xuống 50GHz Qua thiết bị đo Optical Spectrum Anlyzer ta đƣợc phổ bốn bƣớc sóng 77 Hình 3.16 Phổ kênh bƣớc sóng Để đánh giá đƣợc hiệu kỹ thuật điều chế làm hẹp khoảng cách kênh lại em khảo sát chất lƣợng tín hiệu thu đƣợc theo số BER theo công suất thu đƣợc Tại đầu thu em đặt suy hao quang với khoảng giá trị từ 020dB Em cho quét tham số giá trị suy hao report BER theo công suất thu Chạy mô em thu đƣợc kết quả: Hình 3.17: Quan hệ BER Công suất thu 78 Qua đồ thị em nhận thấy cho số suy hao suy hao quang biến thiên BER giảm theo công suất thu Với điều chế ta xét mô điều chế NRZ có độ nhạy thu tốt so với hai điều chế nâng cao DPSK DQPSK, nhiên có tỷ lệ lỗi bit BER điều chế nâng cao có phần ổn định thấp so với điều chế NRZ truyền thống khoảng 10-8 đến 10-12 Với việc làm thu hẹp khoảng cách kênh truyền làm tăng dung lƣợng hệ thống, tăng khoảng cách tuyến truyền dẫn mà đảm bảo đƣợc tỷ lệ lỗi bit BER, tức chất lƣợng hệ thống đƣợc nâng cao Tuy nhiên với việc làm hẹp khoảng cách kênh thực tế ảnh hƣớng lớn nhiễu giao thoa kênh, khoảng cách kênh hẹp nhiễu lớn, ảnh hƣởng tới chất lƣợng tín hiệu thu đƣợc Qua em nhận thấy hệ thống sử dụng kỹ thuật điều chế nâng cao làm tăng dung lƣợng hệ thống hay tăng khoảng cách tuyến truyền dẫn b) Giữ nguyên khoảng cách kênh, tăng tốc độ truyền lên 40 Gb/s, 100Gb/s Sau giữ nguyên khoảng cách kênh, tuyến truyền dẫn, số suy hao suy hao đầu thu thay đổi từ 0-20dB, em tăng tốc độ truyền lên 100Gb/s thu đƣợc kết sau: Hình 3.18 Quan hệ BER Công suất thu tăng tốc độ lên 79 Qua đồ thị BER theo công suất tăng tốc độ truyền dẫn lên 100Gb/s thấy điều chế NRZ có BER cao nhiều so với hai kỹ thuật điều chế nâng cao DPSK DQPSK Nhƣ sử dụng kỹ thuật điều chế nâng cao tốc độ cao dung lƣợng hệ thống tăng, chất lƣợng tín hiệu đƣợc đảm bảo tốc độ hệ thống đạt mức cao lên tới 100Gb/s c) Khảo sát hệ thống với kỹ thuật điều chế thay đổi khoảng cách cuả tuyến truyền dẫn (thay đổi số vòng lặp) Giữ nguyên phía phát, phía thu đặt suy với giá trị suy hao là: 5dB Theo giả thiết toán mô đƣa số vòng lặp khảo sát là: Tham số em cho biến thiên từ 1-10 vòng lặp Thực quét tham số report (number loop) ta đƣợc kết nhƣ sau: Hình 3.19: Quan hệ BER theo Số khoảng lặp Khi ta tăng khoảng cách tuyến truyền dẫn hệ thống thông tin quang chịu ảnh hƣởng hiệu ứng phi tuyến, ta xét tới hiệu ứng SPM bài, ảnh hƣởng trực tiếp tới chất lƣợng tín hiệu thu đƣợc Nhƣ phần chƣơng có đƣa kết quả: nhiễu pha phi tuyến làm giảm khoảng cách truyền dẫn giới hạn nhiễu mức công suất cao Ở hệ thống 10Gb/s đơn kênh, nhƣ thể phần chƣơng (hình 80 2.19) thể việc kỹ thuật điều chế RZ-DPSK đánh lợi kỹ thuật điều chế khác nhiễu pha phi tuyến đƣợc tính tới Xong, hệ thống 40Gb/s, 100Gb/s, độ méo dạng sóng phi tuyến SPM yếu tố ảnh hƣởng chủ đạo RZ-DPSK lựa chọn tốt xét đến ảnh hƣởng nhiễu pha phi tuyến Trong hệ thống WDM thực tế, lựa chọn cuối phƣơng pháp điều chế thay đổi tốc độ liệu 10Gb/s Khi khoảng cách kênh hệ thống 10Gb/s nhỏ, chẳng hạn 25GHz , FWM XPM đủ mạnh để thay đổi phƣơng pháp điều chế Đối với hệ thống WDM 100Gb/s, khoảng cách kênh đủ lớn (chẳng hạn 100GHz), SPM yếu tố ảnh hƣởng gây suy giảm chủ đạo sử dụng sợi SSMF Vì thế, RZ-DPSK, RZDQPSK vãn lựa chọ tốt phƣơng pháp điều chế xét tới (nhƣ hình 3.20) Trong mô em có khảo sát ảnh hƣởng phi tuyến nhƣ nhận xét nêu việc cho thay đổi công suất phát biến thiên từ 1-10dBm Em thu đƣợc kết nhƣ sau: Hình 3.20 Ảnh hƣởng hiệu ứng phi tuyến Dựa vào kết thu đƣợc hình 3.19 thấy khoảng cách truyền dẫn tăng số BER tăng, nhiên hai điều chế nâng cao DPSK DQPSK có khả chịu hiệu ứng phi tuyến tốt hẳn so với hệ thống sử dụng kỹ thuật điều chế 81 thông thƣờng NRZ Nhƣ vậy, hệ thống thông tin sợi quang sử dụng kỹ thuật điều chế nâng cao DPSK, DQPSK truyền dẫn tín hiệu khoảng cách lớn Theo nhƣ kết thực mô nhận thấy kỹ thuật điều chế hiệu nâng cao giúp cải thiện chất lƣợng tín hiệu thu đƣợc, tăng dung lƣợng hệ thống, tăng khoảng cách tuyến truyền dẫn… 3.4 Kết luận chƣơng 3: Trong phần chƣơng này, em xây dựng mô hình mô hệ thống thông tin quang WDM sử dụng ba kỹ thuật điều chế NRZ, DPSK DQPSK Sử dụng phần mềm mô Optisystem xây dựng cụ thể mô hình mô tƣơng ứng điều chế xét tới Khảo sát phân tích tín hiệu thu đƣợc để đánh giá hiệu kỹ thuật điều chế nhƣ dung lƣợng, khoảng cách truyền dẫn… Từ nhận xét đƣợc kỹ thuật điều chế phù hợp với hệ thống thông tin quang tốc độ cao, cự ly xa 82 KẾT LUẬN Với mục tiêu nghiên cứu kỹ thuật điều chế ứng dụng kỹ thuật điều chế hệ thống thông tin quang tốc độ cao cự ly xa Qua phân tích, nghiên cứu nội dung luận văn rút kết luận sau: - Giới thiệu mô hình hệ thống thông tin sợi quang với hai hệ thống hệ thống quang IM/DD hệ thống quang kết hợp Đồng thời nêu đƣợc khó khăn, thách thức hệ thống thông tin quang tốc độ cao dung lƣợng, khoảng cách truyền dẫn, giới hạn khai thác băng tần… - Giới thiệu kỹ thuật điều chế hệ thống thông tin quang tách sóng trực tiếp nhƣ NRZ-OOK, RZ-OOK, CS-RZ, NRZ-DPSK, RZ-DPSK, DQPSK… kỹ thuật điều chế hệ thống thông tin quang kết hợp nhƣ điều chế biên độ, điều chế tần số, điều chế pha…So sánh đƣợc hiệu vài kỹ thuật điều chế - Trình bày mô hình mô để phân tích, đánh giá hiệu kỹ thuật điều chế NRZ thông thƣờng kỹ thuật điều chế pha bậc cao với hiệu suất sử dụng phổ cao DPSK DQPSK Dựa vào kết mô nhận thấy việc sử dụng kỹ thuật điều chế nâng cao nhƣ DPSK, DQPSK làm tăng dung lƣợng hệ thống, tăng khoảng cách truyền dẫn… Hƣớng phát triển Kỹ thuật điều chế quang hệ thống thông tin quang vấn đề đƣợc nghiên cứu ứng dụng cụ thể vào hệ thống quang cụ thể Do vậy, cần tiếp tục nghiên cứu sâu kỹ thuật điều chế hiệu cao nhƣ DBPSK, QAM… hay nghiên cứu sâu việc lựa chọn loại sợi quang sử dụng kỹ thuật điều chế nâng cao hệ thống thông tin quang kết hợp Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật điều chế hệ thống thông tin quang solicon 83 Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật điều chế quang số mạng viễn thông Việt Nam… Tổng kết lại, em hoàn thành đƣợc nội dung đề tài theo đề cƣơng đƣợc duyệt Tuy nhiên, với lực thời gian hạn chế nên luận văn tốt nghiệp em tránh khỏi khiếm khuyết Em mong muốn nhận đƣợc bảo, góp ý chân thành Thầy Cô giáo bạn để luận văn em đƣợc hoàn thiện Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy TS VŨ TUẤN LÂM Thầy Cô khoa Kỹ thuật Viễn thông trƣờng Học viện Công nghệ Bƣu Viễn thông, giúp đỡ, bảo tận tình cho em giúp em hoàn thành tốt luận văn này! Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Học viên Nghiêm Xuân Hùng 84 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Chu Công Cẩn (2007), Cơ sở kỹ thuật thông tin sợi quang tập 1,2, Nhà xuất Giao thông vận tải [2] Dƣơng Đức Tuệ Phạm Anh Dũng (2001), Mạng thông tin toàn quang, Nhà xuất Bƣu điện [3] Đỗ Văn Việt Em (2007), Kỹ thuật thông tin quang 2, Lƣu hành nội bộ, Học viện Bƣu viễn thông [4] Vũ Văn San (2008), Hệ thống thông tin quang tập 1, Nhà xuất Bƣu điện [5] Vũ Văn San (2008), Hệ thống thông tin quang tập 2, Nhà xuất Bƣu điện [6] Nguyễn Đức Nhân(2013), Bài giảng sở kỹ thuật thông tin quang, Học viện Công nghệ Bƣu Viễn thông Tiếng Anh [7] Anes Hodzic, Beate Knorad, and Klaus Petermann (2002), Alternative Modulation Formats in Nx40Gb/s WDM Standard Fiber RZ-Transmission Systems, Journal of Lightwave Technology [8] Argyropoulos Georgios (2010), Advanced Modulation Formats for 40Gb/s Transmission, Kingston University 85 [9] Biswanath Mukherjee (1997), Optical Communication Networks, McGraw Hill [10] Filip Certik (2011), Using matlab tools for simulation of the optical transmission medium, Institute of Telecommunications, FEI STU Bratislava, Slovakia [11] Ghafour Amouzad Mahdiraji and Ahmad Fauzi Abas (2010), Advanced Modulation Formats and Multiplexing Techniques for Optical Telecommunication Systems, UCSI University Putra Malaysia [12] Govind P.Agrawal (2002), Fiber-Optic Communication Systems, Third Edition University of Rochester NY [13] Hacene Mahieddine Chaouch (2011), Advanced Modulation Formats and All-Optical Processing Solutions for Future Fiber-Optic Communication Systems, The University of Arizona [14] Irfan Ali (2013), Bit-Error-Rate (BER) Simulation Using MATLAB, Jagan Nath University, Jaipur (India) [15] Joseph M Kahn and Ezra Ip (2009), Advanced Modulation Formats and Digital Signal Processing in Optical Communications, Stanford University [16] Le Nguyen Binh (2014), Optical Fiber Communication Systems with MATLAB and Simulink Models, European Research Center, Munich, Germany [17] Muhammad Haris (2008), Advanced Modulation Formats for high-bitrate Optical Networks, School of Electrical and computer Engineering Georgia Institute 86 [18] Ron Hui, Sen Zhang (2004) Advanced Optical Modulation Formats and Their Comparion in Fiber-Optic System, Lightwave Communication Systems Laboratory, The University of Kansas [19] Sen Zhang (2005), Advanced Optical Modulation Formats in Highspeed Lightwave System, Master thesis, University of Kansas [20] Sergejs Makovejs (2011), High-Speed Optical Fibre Transmission Using Advanced modulation Formats, University College London [21] T Tokle, C Peucheret and P Jeppesen (2003), Advanced Modulation Formats in 40 Gbit/s Optical Communication Systems with 80 km Fiber Spans, Research Center COM, Technical University of Denmark, DK-2800 Lyngby, Denmark [22] Xiong,M., Ozolins, O., Ding, Y., Huang, B., An, Y., Ou, H., …Zhang, X (2012), Simultaneous RZ-OOK to NRZ-OOK and RZ-DPSK to NRZ-DPSK format conversion in a silicon microring resonator, Optics Express [...]... hiệu năng cao cho hệ thống thông tin sợi quang làm đề tài tốt nghiệp của mình Luận văn gồm 3 chƣơng: Chƣơng 1: Tổng quan về hệ thống thông tin sợi quang Chƣơng 2: Một số kỹ thuật điều chế hiệu năng cao trong hệ thống thông tin sợi quang Chƣơng 3: Mô phỏng đánh giá kỹ thuật điều chế hiệu năng cao cho các hệ thống thông tin sợi quang 2 CHƢƠNG 1: HỆ THỐNG THÔNG TIN SỢI QUANG Ngay từ khi các hệ thống thông. .. theo dạng điều chế và tách sóng quang, các hệ thống thông tin sợi quang đƣợc chia thành: - Hệ thống truyền dẫn thông tin sợi quang IM/DD; - Hệ thống truyền dẫn thông tin sợi quang Coherent 6 1.2.1 Hệ thống truyền dẫn thông tin sợi quang IM/DD Hệ thống truyền dẫn thông tin sợi quang IM/DD có sơ đồ khối nhƣ hình 1.2, là hệ thống dùng kỹ thuật điều chế cƣờng độ (Intensity Modulation) ở máy phát quang và... các hệ thống thông tin quang tốc độ cao Một giải pháp tối ƣu là điều chế nó khắc phục tính phi tuyến và không phi tuyến là rất cần thiết Trong hệ thống thông tin quang tốc độ cao sử dụng một trong các kỹ thuật điều chế nhƣ: - Kỹ thuật điều chế không trở về không với khóa đóng mở (NRZ-OOK); - Kỹ thuật điều chế trở về không với khóa đóng mở (RZ-OOK); - Kỹ thuật khử sóng mang trở về không (CS-RZ); - Kỹ. .. hệ thống truyền dẫn thông tin sợi quang IM/DD [4] Hệ thống thông tin sợi quang gồm có 4 thánh phần chính, đó là: thiết bị đầu cuối phát quang, sợi quang, khuếch đại quang và thiết bị đầu cuối thu quang Thiết bị đầu cuối phát quang là một trong các thành phần quan trọng nhất của hệ thống thông tin quang, nó có chức năng biến đổi tín hiệu điện đầu vào thành tín hiệu quang tƣơng ứng và phát tín hiệu quang. .. của hệ thống truyền dẫn quang, kỹ thuật điều chế tín hiệu đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng các yêu cầu của hệ thống Do vậy việc nghiên cứu về công nghệ điều chế tín hiệu quang nhằm mục đích đón đầu công nghệ để nâng cao năng lực của mạng lƣới truyền dẫn và có thể đƣa ra đề xuất ứng dụng công nghệ mới thích hợp trong tƣơng lai Vì vậy, em đã lựa chọn đề tài: Nghiên cứu các kỹ thuật điều chế hiệu. .. (CS-RZ); - Kỹ thuật điều chế NRZ-DPSK; - Kỹ thuật điều chế RZ-DPSK 20 Trƣớc tiên, hệ thống cần thực hiện việc điều chế trƣớc khi truyền đi đối với cả hai hệ thống WDM 10Gbps và 40Gbps Trong hệ thống thông tin kết hợp Coherent, tín hiệu quang trƣớc lúc truyền đi đƣợc sử dụng một số kỹ thuật điều chế nhƣ: biên độ, tần số hoặc pha phủ sóng mạng quang Đối với: - Kỹ thuật điều chế biên độ: Dạng điều chế này... lệch pha theo quy luật của tín hiệu cần điều chế Đó là kỹ thuật điều chế chủ yếu đối với hệ thống thông tin quang tốc độ cao dùng phƣơng pháp tách sóng trực tiếp và hệ thống thông tin quang kết hợp Coherent dùng phƣơng pháp tách sóng kết hợp 1.5 Kết luận chƣơng 1 Chƣơng 1 đã trình bày cơ bản về tổng quan hệ thống thông tin quang, giới thiệu đƣợc các hệ thống thông tin quang đang đƣợc sử dụng rộng rãi... nâng cao cho hệ thống thông tin sợi quang tốc độ cao 21 CHƢƠNG 2: MỘT SỐ KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ HIỆU NĂNG CAO TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN SỢI QUANG Hiện nay, việc truyền dẫn tín hiệu quang tốc độ cao, cự ly xa dùng phƣơng pháp điều chế OOK (On-Off Keying) gặp nhiều thách thức do giới hạn về băng thông của bộ điều chế và bộ khuếch đại điện tại phía thu, ảnh hƣởng của phi tuyến và tán sắc sợi, băng thông không... tiềm 3 năng to lớn trong việc thực hiện các chức năng của mạng nội hạt với cấu trúc tin cậy và đáp ứng mọi loại hình dịch vụ hiện tại và tƣơng lai 1.1.Tổng quan về hệ thống thông tin quang Mô hình cơ bản của một hệ thống thông tin quang nhƣ Hình 1.1 sau: Hình 1.1: Mô hình cơ bản của hệ thống thông tin quang sợi [4] Các thành phần chính của một hệ thống thông tin quang gồm phần phát quang, cáp sợi quang, ... chế này tạo ra bằng cách cho các tín hiệu thông tin tác động vào biên độ với sóng mang quang có tần số cao hơn và lọc sang bằng mong muốn để truyền đi; - Kỹ thuật điều chế tần số: tín hiệu thông tin tác động vào tần số sóng mang quang làm cho tần số đầu ra của nó biến đổi phù hợp với quy luật của tín hiệu; - Kỹ thuật điều chế pha: Tín hiệu thông tin tác động vào pha của sóng mang quang tạo nên độ lệch