Nghiên cứu một số kỹ thuật điều chế tín hiệu tốc độ cao trong hệ thống thông tin sợi quang

Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG PHẠM HỮU DUY LAM NGHIÊN CỨU MỘT SỐ KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU TỐC ĐỘ CAO TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN SỢI QUANG Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 60.52.70 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng, Năm 2013 Footer Page of 126 Header Page of 126 Công trình hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VĂN TUẤN Phản biện 1: PGS.TS TĂNG TẤN CHIẾN Phản biện 2: PGS.TS NGUYỄN HỮU THANH Luận văn bảo vệ Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 02 tháng năm 2013 * Có thể tìm hiểu luận văn : - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong khoảng thời gian năm năm gần mạng viễn thông Việt nam có bước phát triển vượt bậc đáp ứng nhu cầu ngày tăng dịch vụ viễn thông Tuy nhiên tăng trưởng đột biến nhu cầu dịch vụ viễn thông nói riêng dịch vụ mạng đường trục nói chung đặt thách thức to lớn hạ tầng mạng truyền dẫn quang Sau đời sợi uang đ n m công nghệ uang i n uan đầu năm 0, mạng truyền ẫn uang có bước phát triển vượt bậc ự phát triển hệ thống truyền ẫn uang nhằm đáp ứng ch tăng trưởng đột biến ưu ượng viễn thông t àn cầu tr ng năm ua Năng ực truyền ẫn hệ thống tr n sợi uang, tức t ng ung ượng mà đạt tr n sợi uang phụ thuộc yếu tố ung ượng hay tốc độ nh uang đ bit s , h ảng cách truyền hệ thống Hay ực hệ thống tích BL, tr ng B ung ượng L khoảng cách) Trong tất phần tử cấu thành hệ thống truyền dẫn quang, công nghệ hay kỹ thuật điều chế tín hiệu đóng vai trò uan trọng việc đáp ứng yêu cầu hệ thống Vì việc nghiên cứu công nghệ điều chế tín hiệu quang nhằm mục đích đón đầu công nghệ để vừa nâng ca ực mạng ưới truyền dẫn vừa sử dụng hiệu hạ tầng quang sẵn có đồng thời đưa đề xuất ứng dụng công nghệ thích hợp, hiệu đảm bảo chu kỳ sống công nghệ cho thiết bị truyền dẫn quang Footer Page of 126 Header Page of 126 2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Đề tài nghi n cứu số ỹ thuật điều chế tín hiệu uang số ỹ thuật truyền ẫn ti n tiến ứng dụng hệ thống thông tin sợi uang đường dài hệ - Hệ thống hóa vấn đề ý thuyết c điều chế giải điều chế tín hiệu uang - Phân tích đặc trưng ỹ thuật ại điều chế tín hiệu Ứng ụng ỹ thuật điều chế giải điều chế tr ng hệ thống thông tin quang ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU a Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu kỹ thuật điều chế hệ thống truyền dẫn sợi quang b Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu hệ thống thông tin sợi quang tốc độ cao Đề tài tập trung nghiên cứu kỹ thuật điều chế giải điều chế tín hiệu quang hệ thống thông tin sợi quang tốc độ cao Nghiên cứu kỹ thuật điều chế tốc độ cao hệ thống thông tin thực tiễn PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phư ng pháp uận xuyên suốt luận văn ết hợp nghiên cứu lý thuyết mô để làm rõ nội ung đề tài Cụ thể sau: - Tìm hiểu phân tích ỹ thuật việc điều chế giải điều chế tín hiệu uang tốc độ ca - Thu thập tài iệu ỹ thuật điều chế uang sử ụng tr ng thực tiễn nhà cung cấp thiết bị hàng đầu giới - ụng phần mềm chuy n ụng Mat ab,… để mô số phư ng pháp điều chế tốc độ ca Footer Page of 126 Header Page of 126 - sánh đánh giá ết uả thực Ý NGHĨA KHOA HỌC VỀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Với hướng nghiên cứu kỹ thuật điều chế giải điều chế tín hiệu quang giúp nâng cao tốc độ bít, ung ượng nhằm tăng hiệu ứng dụng mạng truyền dẫn quang hệ Từ đó, việc áp dụng kỹ thuật vào hệ thống truyền dẫn cáp quang thực tế khai thác tận dụng nhiều ưu điểm đạt hiệu ca h n DỰ KIẾN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Kết dự kiến đạt sau - Mô hình kỹ thuật điều chế tín hiệu quang tốc độ cao - Các công bố kết ứng dụng i n ua đến đề Các kết mô phỏng, đánh giá chất ượng kỹ thuật KẾT CẤU LUẬN VĂN Luận văn chia àm chư ng sau - Chư ng – T ng uan hệ thống thông tin sợi uang tốc độ cao Giới thiệu t ng quan tượng tán sắc hệ thống thông tin sợi uang DWDM Chư ng ch ta nhìn t ng quát tán sắc bao gồm định nghĩa, phân ại ảnh hưởng tượng tán sắc - Chư ng 2–Kỹ thuật điều chế giải điều chế uang Giới thiệu ỹ thuật điều chế tín hiệu uang, kỹ thuật đ n giản hệ thống truyền dẫn uang giới ch đến kỹ thuật đại phức tạp nhất, tr ng trọng vào kỹ thuật tiên tiến ứng dụng cho mạng truyền dẫn quang hệ có dung ượng lớn, khoảng cách truyền dài cực dài Footer Page of 126 Header Page of 126 - Chư ng – Kỹ thuật điều chế quang tầm nhìn nhà cung cấp thiết bị Giới thiệu kỹ thuật điều chế quang tầm nhìn lộ trình nhà cung cấp thiết bị n i tiếng giới, với trọng tâm hướng vào kỹ thuật tiên tiến đảm bảo tốc độ truyền dẫn lớn cho kênh, t ng ung ượng lớn cho toàn hệ thống, khoảng cách truyền dẫn lớn Chư ng phân tích đặc điểm kỹ thuật hệ thống truyền dẫn quang phía Bắc, trục Bắc-Nam, phía Nam ưới góc độ kỹ thuật điều chế tín hiệu quang - Chư ng – Mô số kỹ thuật điều chế tín hiệu quang Chư ng – sánh đánh giá ỹ thuật điều chế Đề uất huyến nghị cho việc ựa chọn ỹ thuật điều chế thích hợp với mạng truyền ẫn uang hệ VTN nhằm đảm bảo hiệu cao cho nhu cầu truyền tải đường trục Footer Page of 126 Header Page of 126 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG TỐC ĐỘ CAO 1.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG Chư ng uận văn tìm hiểu cấu trúc c hệ thống truyền ẫn uang điển hình nhất, đồng thời phân tích yếu tố ảnh hưởng đến chất ượng thông tin uang Và tr n c sở đó, số giải pháp hắc phục đưa để chống ại ảnh hưởng bất ợi 1.2 HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG TỐC ĐỘ CAO DWDM 1.2.1 Cấu trúc truyền dẫn mạng DWDM Hình 1.1- đồ t ng thể hệ thống DWDM 1.2.2 Các thành phần hệ thống DWDM Cấu trúc mạng uang sử ụng công nghệ DWDM gồm thành phần sau thiết bị đầu cuối uang OLT, ghép nh n rẽ uang OADM, huếch đại ặp tr n đường truyền a b c d e 1.3 Thiết bị đầu cuối quang OLT Bộ chuyển đổi bước sóng Bộ tách ghép bước sóng quang Bộ khuếch đại đường truyền Bộ ghép kênh xen rẽ quang OADM MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HỆ THỐNG Footer Page 7DWDM of 126 Header Page of 126 1.3.1 Số kênh sử dụng khoảng cách kênh a Khả công nghệ có thành phần quang hệ thống b Các yếu tố ảnh hưởng đến khoảng cách kênh 1.3.2 Vấn đề ổn định bước sóng nguồn quang yêu cầu độ rộng nguồn phát a Ổn định bước sóng nguồn quang b Yêu cầu độ rộng nguồn phát 1.3.3 Xuyên nhiễu kênh tín hiệu quang 1.3.4 Suy hao – Quỹ công suất hệ thống WDM 1.3.5 Tán sắc – bù tán sắc 1.3.6 Ảnh hưởng hiệu ứng phi tuyến a Hiệu ứng SRS b Hiệu ứng SBS c Hiệu ứng SPM d Hiệu ứng XPM e Hiệu ứng FWM f Phương hướng giải ảnh hưởng hiệu ứng phi tuyến 1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG Qua chư ng này, ta thấy khả mở rộng ung ượng truyền dẫn công nghệ DWDM, cách thức định tuyến phư ng pháp nâng ca chất ượng luồng tín hiệu thông qua phần tử mạng Bên cạnh đó, việc giới thiệu nhân tố suy hao, méo phi tuyến ảnh hưởng đến chất ượng kênh truyền đặt tiền đề cần phải khắc phục kỹ thuật điều chế phân tích tr ng chư ng sau Footer Page of 126 Header Page of 126 CHƯƠNG KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ QUANG 2.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG Trong hệ thống truyền dẫn cáp quang, yếu tố suy hao phi tuyến ảnh hướng lớn đến chất ượng tín hiệu cung cấp đầu cuối ch hách hàng, đặc biệt tuyến trải dài trạm lặp tái tạo tín hiệu Chính lẻ đó, việc sử dụng kỹ thuật điều chế thích hợp để tín hiệu n i thu khôi phục hạn chế lỗi nhất, đạt độ tin cậy cao vấn đề ưu tâm 2.2 ĐIỀU CHẾ CÔNG SUẤT Từ ngày đầu truyền dẫn uang, điều chế công suất dạng OOK dùng hầu hết hệ thống lợi đ n giản việc tạo, phát thu tín hiệu, tính chống nhiễm cao tín hiệu tạp pha quang (optical phase noise) OOK sử dụng hai dạng xung: không-trở về-không (NRZ) với công suất tín hiệu uang hông đ i toàn chu kỳ Ts ký tự, trở về-không (RZ) với công suất quang chiếm phần Ts 2.2.1 Điều chế NRZ-OOK 2.2.2 Điều chế RZ-OOK 2.3 ĐIỀU CHẾ PHA VI SAI Tr ng điều chế pha, pha sóng mang thay đ i theo số liệu nhị phân cho phép sử dụng tín hiệu ưỡng cực, điều thực tr ng điều chế công suất giải điều chế trực tiếp IM DD Tính có nghĩa điều chế/giải điều chế pha có khả cải thiện độ nhạy máy thu so với IM/DD Ví dụ, so sánh hệ thống sử dụng điều chế/giải điều chế pha vi sai hai mức DBPSK hệ thống sử dụng OOK, cải thiện vào khoảng dB [8, 9] Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 Phần sau xem xét số kỹ thuật điều chế/giải điều chế pha vi sai sử dụng rộng rãi năm gần tính đ n giản kỹ thuật với tiến công nghệ uang, xuất laser ph hẹp [8, 9] 2.3.1 Điều chế pha vi sai hai mức NRZ-DBPSK 2.3.2 Điều chế pha vi sai hai mức RZ-DBPSK 2.3.3 Điều chế pha vi sai bốn mức DQPSK Để tăng ung ượng truyền dẫn mà không cần đến băng tần lớn h n, cần phải mã hóa nhiều h n bit vào ký tự Điều chế sai pha bốn mức (DQPSK, Differential quadrature phase shift keying) kỹ thuật điều chế pha thực ý tưởng Với kỹ thuật điều chế Năm 2002, Griffin Cart r đề xuất kỹ thuật điều chế DQPSK quang, mã hoá hai bit liệu vào bốn pha vi sai [0, π 2, π, 3π 2] Với cách mã hóa tốc độ baud DQPSK tốc độ bit [0,1]2 [1,1] [0,0]0 0,0 [1,0]: ký tự [10]~32 3/2: pha Bit trọng số nhỏ Bit trọng số lớn Hình 2.13 Biểu iễn tín hiệu DQP K tr n mặt phẳng phức Tín hiệu DQPSK tạo cấu trúc máy phát khác nhau.Một số gọi cấu trúc s ng s ng, , ofGriffin Footer trên0a Page 10 126 Cart r đề xuất [11] Trong cấu trúc này, thiết Header Page 12 of 126 10 Năm 2004, Ohm Fr c mann [12] đề xuất máy phát có cấu trúc tư ng tự, b) Trong cấu trúc việc dùng mạch điện tử mạch tạ điện áp điều chế để tạo xung RZ (mạch impulse shaper) sẽgây tượng “chirp” hông m ng muốn cho pha tín hiệu H n nữa, sử dụng mạch tạo dạng xung kiểu phức tạp h n ùng tạo dạng xung PC nối tiếp với điều chế 0c) mô tả máy thu DQPSK gồm hai nhánh để phát hai thành phần tín hiệuI Q Mặc dù nhánh tư ng tự với máy thu NRZ-DBPSK, có khác biệt:pha sóng mang tr ng nhánh uang b n ưới dịch +π/4 –π/4 ian Điều cần thiết để phát tín hiệu ưỡng cực +|i|và -|i| Để thấy rõ h n tính hiệu áp dụng kỹ thuật mã hóa này, ta đánh giá thông ua hiệu ph Footer Page 12 of 126 Header Page 13 of 126 11 Popt 16.67% 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 FWHM= 66% 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Ts (a) Footer Page 13 of 126 0.6 0.7 0.8 0.9 t Header Page 14 of 126 12 Popt 0.9 0.8 25% 0.7 0.6 0.5 50% 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Ts (b) Footer Page 14 of 126 0.6 0.7 0.8 0.9 t Header Page 15 of 126 13 Popt 0.9 0.8 0.7 33% 0.6 0.5 33% 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Ts 0.6 0.7 0.8 0.9 t (c) Hình 2.16 Ph tín hiệu 40Gbps (a) 66% RZ-DQPSK, (b) 50% RZ-DQPSK, (c) 33% RZ-DQPSK 2.3.4 Điều chế đa mức kết hợp công suất pha vi sai MADPSK Footer Page 15 of 126 Header Page 16 of 126 14 2.4 ĐIỀU CHẾ DỊCH PHA 2.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG Tr ng chư ng này, uận văn phân tích ỹ thuật điều chế sử dụng mạng truyền dẫn quang nhằm khắc phục ảnh hưởng bất lợi suy hao phi tuyến Qua uận văn có nhìn trực uan h n, t ng uát h n loại điều chế từ đưa ựa chọn phù hợp với nhu cầu thực tế sử dụng Do nhu cầu mở rộng băng tần truyền dẫn nên kỹ thuật điều chế pha pha công suất nhiều mức ưu ti n hàng đầu CHƯƠNG KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ QUANG TRONG TẦM NHÌN CỦA NHÀ CUNG CẤP THIẾT BỊ 3.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG Chư ng cung cấp thông tin tầm nhìn lộ trình thư ng mại hóa thiết bị ứng dụng kỹ thuật điều chế tín hiệu quang tiên tiến số nhà sản xuất thiết bị truyền dẫn quang Những thông tin giúp VTN, VNPT chủ động định hướng việc chọn lựa thiết bị có kỹ thuật điều chế tín hiệu tiên tiến, áp dụng phù hợp vào mạng truyền dẫn quang VTN VNPT 3.2 TÌNH HÌNH THỊ TRƯỜNG THIẾT BỊ TRUYỀN DẪN 3.3 ALCATEL – LUCENT Alcatel-Lucent cho kỹ thuật điều chế pha sử dụng dạng ung NRZ NRZ-BPSK, NRZ-DBPSK, NRZ-QPSK NRZDQPSK đảm bảo khả chống nhiễm tốt h n ảnh hưởng phi tuyến so sánh với kỹ thuật điều chế công suất OOK truyền thống công suất tín hiệu điều chế pha gần hông đ i theo thời gian Footer Page 16 of 126 Header Page 17 of 126 15 3.4 CIENA/NORTEL CORP Theo nghiên cứu Ciena/ Nortel, thách thức lớn sử dụng kỹ thuật điều chế công suất OOK truyền thống để nâng cao tốc độ truyền dẫn từ 10 Gbit/s lên tốc độ 40 Gbit/s ảnh hưởng CD, PMD số yếu tố hác tr n đường truyền Những thách thức vượt qua sử dụng kỹ thuật PDM-DQPSK cho phép ứng dụng hiệu với tốc độ 40 Gbit/s trở lên 3.5 FUJITSU LTD Nghiên cứu Fujitsu ch thấy kỹ thuật RZ-DQPSK có tính ưu việt hiệu O NR sử dụng giải điều chế pha vi sai dạng xung RZ Về tính chống nhiễm CD, RZ-DQPSK có tốc độ baud 1/2 tốc độ bit độ rộng ph 60% NRZ-OOK nên kỹ thuật có khả chống nhiễm ca h n ần so với NRZ OOK RZ-DQP K có chống nhiễm với PMD ca h n h ảng lần so với dạng điều chế khác Với tốc độ baud nửa tốc độ bit, RZ-DQPSK có ph tín hiệu tư ng đối hẹp chịu ảnh hưởng lọc quang Điều cho phép tín hiệu truyền qua nhiều thiết bị ROADM mạng uang có ích thước lớn, gồm nhiều phần tử mạng 3.6 HUAWEI TECHNOLOGIES 3.7 KẾT LUẬN CHƯƠNG Qua chư ng 3, uận văn phần thấy tầm nhìn công nghệ nhà sản xuất thiết bị truyền dẫn hàng đầu Từ đây, luận văn có nhìn trực uan h n, t ng thể h n để lựa chọn dòng sản phẩm công nghệ phù hợp cho mục tiêu sử dụng Footer Page 17 of 126 Header Page 18 of 126 16 CHƯƠNG MÔ PHỎNG MỘT SỐ KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU QUANG 4.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG Qua chư ng trước, luận văn trình bày hái uát ỹ thuật điều chế sử dụng truyền dẫn thông tin uang Để có nhìn hách uan đánh giá ác h n ua phân tích lý thuyết luận văn xây dựng lại hệ thống điều chế phần mềm tiến hành mô Từ đó, uận văn đánh giá tính xác lý thuyết thực tế cho loại điều chế Trong nội ung chư ng này, tập trung phân tích hai kỹ thuật điều chế QPSK DQPSK 4.2 PHỔ TÍN HIỆU QPSK Spectrum -10 -20 Power (dBm) -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -100 -120 -80 -40 Frequence (GHz) 40 Hình 4.1 Ph tín hiệu QPSK Footer Page 18 of 126 80 120 Header Page 19 of 126 17 DQPSK Spectrum -10 -20 Power (dBm) -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -100 -120 -80 -40 Frequence (GHz) 40 80 120 Hình 4.2 Ph tín hiệu DQPSK Tr ng trục tung biểu diễn công suất ph tín hiệu đ n vị tính: dBm Trục hoành biểu diễn độ rộng tín hiệu đ n vị tính GHz Chú ý: Mối liên quan tần số chiều dài tín hiệu quang sau: Độ rộng phổ 100GHz gần tương đương 0.8nm 4.3 SO SÁNH CHẤT LƯỢNG TÍN HIỆU QPSK VÀ DQPSK 4.3.1 Theo Tri Budu Santoso [38] Mức độ lỗi bit điều chế QPSK DQPSK tính theo Eb N mô tả hình vẽ 4.3 Footer Page 19 of 126 Header Page 20 of 126 18 Hình 4.3 So sánh BER QPSK ( ) DQPSK (Δ) Từ hình vẽ 4.3 ta thấy tỉ lệ bit lỗi, tỉ lệ Eb/No hệ thống DQPSK lớn h n hệ thống QPSK khoảng 2.3dB [38] 4.3.2 Kết chương trình mô Footer Page 20 of 126 Header Page 21 of 126 19 QPSK and DQPSK 10 -1 bit error probability, P b 10 QPSK in simulation QPSK in theory DQPSK in simulation DQPSK in theory DQPSK -2 10 QPSK -3 10 -4 10 -5 10 -6 10 Eb/No in dB 10 12 Hình 4.4 So sánh BER QPSK DQPSK 4.4 SO SÁNH CÁC LOẠI ĐIỀU CHẾ 4.4.1 So sánh tính chống nhiễm tán sắc màu 32 Giá trị OSNR cần thiết để đạt BER=10-3 độ dư tán sắc (residual CD) khác 30 120-Gbit/s 16-ADPSK 107-Gbit/s Duobinary 26 120-Gbit/s PDM 16-ADPSK -3 OSNR for BER=10 , dB 28 24 42-Gbit/s NRZ 42-Gbit/s ODB (Optical duobinary) 22 20 42-Gbit/s DQPSK 18 42-Gbit/s DPSK 40-Gbit/s 16-ADPSK 16 14 50 Hình 4.5 Footer Page 21 of 126 100 150 200 250 300 Residual chromatic dispersion (ps/nm) 350 400 sánh tính chống nhiễm CD Header Page 22 of 126 4.4.2 20 So sánh tính chống nhiễm PMD Độ thiệt Q giá trị PMD trung bình khác 40-Gbit/s 40-Gbit/s RZ-DQPSK CSRZ-DQPSK 1.8 40-Gbit/s NRZ 16-ADPSK 40-Gbit/s CSRZ-OOK 1.6 40-Gbit/s 66%-RZ 16-ADPSK Độ thiệt Q, dB 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 40-Gbit/s 50%-RZ 16-ADPSK 0.2 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 PMD trung bình, Ts 0.3 0.35 0.4 Hình 4.7 So sánh tính chống nhiễm PMD tín hiệu khác 4.4.3 4.4.4 So sánh dạng phổ tín hiệu So sánh hiệu suất phổ, khoảng cách truyền dẫn Hiệu suất phổ khoảng cách truyền lớn số hệ thống truyền dẫn quang 10 kênh x 112-Gbit/s PDM 16-QAM Giới hạn hiệu suất phổ-khoảng cách truyền dẫn Hiệu suất phổ, bit/s/Hz kênh x 114-Gbit/s RZ PDM 8-DPSK kênh x 120-Gbit/s PDM 16-ADPSK kênh x 120-Gbit/s O-OFDM 4-QAM 107-Gbit/s DQPSK 10 kênh x111-Gbit/s RZDQPSK WDM PDM 11 kênh x 112-Gbit/s O-OFDM PDM QPSK 107-Gbit/s 4-QAM OFDM 134 kênh 110Gbit/s PDM CO-OFDM QPSK 10x121.9-Gbit/s 8-QAM 120-Gbit/s 16-QAM OFDM WDM PDM O-OFDM SSB kênh x120-Gbit/s 16-ADPSK 10 kênh x 107Gbit/s NRZDQPSK 400 600 800 1000 1400 1800 Khoảng cách truyền lớn nhất, km 10 kênh x100Gbit/s PDM RZ-DQPSK 2400 3000 4000 Hình 4.8 Hiệu suất ph khoảng cách truyền lớn số hệ thống truyền dẫn Footer Page 22 of 126 Header Page 23 of 126 21 4.4.5 So sánh hiệu OSNR OSNR cần thiết BER=10-3 số hệ thống truyền dẫn 28 CE: Coherent equalization ODB: Optical duobinary 24 RZ-8PSK PDM [33] NRZDQPSK [37] 107 Gbit/s 4-QAM OFDM [35] 2x60 Gbit/s 8-QAM PDM OFDM [32] 107 Gbit/s 107 Gbit/s PDM RZCE-RZ PDM QPSK DQPSK [36] [40] 121.9 Gbit/s 16 111 Gbit/s 18 114 Gbit/s 20 PDM 16ADPSK [22] NRZOOK [39] 120 Gbit/s 22 100 Gbit/s OSNR cần thiết BER=10-3, dB 26 16-ADPSK [22] Hình 4.9 Giá trị OSNR cần thiết để đạt BER=10-3 4.5 MỘT SỐ NHẬN XÉT: Từ luận văn thấy: - Việc sử dụng kỹ thuật điều chế tín hiệu nhiều mức tiết kiệm cách đáng ể băng tần cần thiết để truyền tín hiệu so với trường hợp điều chế hai mức - Các kỹ thuật điều chế tín hiệu uang chuyển dần từ điều chế công suất sang điều chế pha kết hợp pha công suất, với chuyển dịch phư ng thức giải điều chế từ trực tiếp sang đồng Footer Page 23 of 126 Header Page 24 of 126 22 4.6 MỘT SỐ KHUYẾN NGHỊ: Hình 4.10 Kỹ thuật điều chế ứng dụng điển hình Chư ng đề tài đưa khuyến nghị sau áp dụng cho dự án truyền dẫn quang Công ty Viễn thông Liên tỉnh với ứng dụng 40-100 Gbit s nh uang ca h n - Điều chế pha khuyến nghị mức độ ưu ti n ca h n s với điều chế công suất, - Điều chế giải điều chế đồng khuyến nghị mức độ ưu ti n ca h n s với điều chế công suất thu trực tiếp, - Điều chế pha tuyệt đối giải điều chế đồng khuyến nghị mức độ ưu ti n ca h n s với điều chế giải điều chế pha vi sai, - Những kỹ thuật điều chế hỗ trợ khoảng nh 50 GHz khuyến nghị mức độ ưu ti n ca h n s với kỹ thuật hỗ trợ khoảng cách kênh 100 GHz, - Những kỹ thuật có ph tín hiệu hẹp gọn h n y u cầu tỉ số OSNR thấp h n khuyến nghị mức độ ưu ti n ca h n - Những kỹ thuật có khả chịu ảnh hưởng lọc quang dải hẹp tốt h n khuyến nghị mức độ ca h n Footer Page 24 of 126 Header Page 25 of 126 23 - Các kỹ thuật điều chế phải kết hợp với công nghệ xử lý quang tiên tiến hác bù tán sắc, tán phân cực, phi tuyến có khả bù cách linh hoạt dải bù rộng, đáp ứng yêu cầu truyền dẫn mạng quang hệ dựa công nghệ chuyển mạch quang tự động ASTN/ASON/GMPLS với cấu hình mạng mesh - Các kỹ thuật điều chế phải kết hợp với công nghệ mã hóa số liệu FEC tiên tiến để giảm công suất phát tín hiệu đạt hiệu BER O NR ca h ảng cách truyền dẫn lớn 4.7 KẾT LUẬN CHƯƠNG Qua chư ng 5, so sánh loại điều chế ưới ảnh hưởng nhân tố suy đường truyền, tán sắc, tán phân cực, độ rộng băng tần,… uận văn phần hiểu rõ h n loại điều chế Từ đó, uận văn có nhìn t ng uan đánh giá hách uan h n ch ỹ thuật điều chế sử dụng truyền dẫn thông tin quang Việc đưa huyến nghị giúp luận văn có c sở nhìn nhận chuẩn mực h n tr ng ỹ thuật điều chế Bên cạnh đó, luận văn giúp đưa lựa chọn kỹ thuật điều chế phù hợp h n ch hệ thống mạng Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 24 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Trong khuôn kh luận văn tốt nghiệp này, Tác giả trình bày khái niệm nguy n ý phư ng pháp điều chế Bên cạnh đó, tác giả giới thiệu t ng quan u hướng sử dụng điều chế bước sóng 100G hãng lớn giới Phần cuối luận văn, tác giả trình bày ết mô kỹ thuật điều chế QPSK DQPSK so sánh mô với lý thuyết đưa đánh giá sánh ỹ thuật điều chế theo tiêu chí khác O NR, tán sắc, độ rộng ph mật độ ph Trong khoảng năm ại đây, phát triển mạng Internet toàn cầu ứng dụng đa phư ng tiện dựa giao thức Int rn t đặt thách thức to lớn nhà khai thác mạng việc cung cấp băng thông truyền dẫn D nhu cầu băng thông hông ngừng tăng ca , tr ng hi ải bước sóng dùng sợi uang để ghép bước sóng hông đ i (khoảng 35nm) Việc sử dụng mạng truyền dẫn quang WDM dựa công nghệ ghép kênh với tốc độ kênh nhỏ h n10 Gbit s trở thành nhân tố giới hạn chủ yếu hạn chế ực truyền dẫn hệ thống Ngày với phát triển khoa học, Việc ghép kênh với tốc độ kênh từ 40Gbit s hay 100Gbit s bắt đầu triển khai Việt Nam tr n giới Vì tác giả muốn tìm hiểu phư ng pháp điều chế để sử dụng hệ thống ghép kênh có tốc độ 40Gbit/s hay 100Gbit/s hay ghép chung với kênh có tốc độ nhỏ hạ tầng tầng xây dựng Footer Page 26 of 126 ... vi nghiên cứu Nghiên cứu hệ thống thông tin sợi quang tốc độ cao Đề tài tập trung nghiên cứu kỹ thuật điều chế giải điều chế tín hiệu quang hệ thống thông tin sợi quang tốc độ cao Nghiên cứu kỹ. .. chế tín hiệu Ứng ụng ỹ thuật điều chế giải điều chế tr ng hệ thống thông tin quang ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU a Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu kỹ thuật điều chế hệ thống truyền dẫn sợi quang. .. điểm kỹ thuật hệ thống truyền dẫn quang phía Bắc, trục Bắc-Nam, phía Nam ưới góc độ kỹ thuật điều chế tín hiệu quang - Chư ng – Mô số kỹ thuật điều chế tín hiệu quang Chư ng – sánh đánh giá ỹ thuật