Nghiên cứu các dạng điều chế trong truyền dẫn quang DWDM tốc độ kênh 40 GBPS

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU CÁC DẠNG ĐIỀU CHẾ TRONG TRUYỀN DẪN QUANG DWDM TỐC ĐỘ KÊNH 40 Gb/s Ngành: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG TRƯƠNG VĂN HÒA Người hướng dẫn khoa học: GS.TS TRẦN ĐỨC HÂN Hà nội, 2009 MỤC LỤC Thuật ngữ viết tắt Danh mục hình vẽ Lời nói đầu Tóm tắt luận văn CHƯƠNG 1: TẠO CÁC TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ QUANG VỚI CÁC MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN KHÁC NHAU 1.1 Giới thiệu 1.2 Tạo tín hiệu quang 1.3 Định dạng điều chế với xung đầu vào mã NRZ 11 1.4 Các định dạng điều chế với xung đầu vào mã RZ 15 CHƯƠNG 2: CÁC TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG TÍN HIỆU TRONG TRUYỀN DẪN QUANG 20 2.1 Giới thiệu 20 2.2 BER 20 2.3 Q-factor 26 2.4 OSNR 28 2.5 Eye Opening Penalty (EOP) 30 2.6 Mối liên hệ tiêu chuẩn đánh giá khác 34 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU, SO SÁNH CÁC MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN TRONG HỆ THỐNG WDM 40 GB/S 37 3.1 Giới thiệu phần mềm Optisystem 7.0 37 3.1.2 Những ưu điểm Optisystem 7.0 37 3.1.3 Các ứng dụng 38 3.2 Các định dạng điều chế dựa RZ NRZ hệ thống WDM long-haul tốc độ cao 38 3.2.1 Độ nhạy thu hệ thống RZ NRZ 38 3.2.2 Các tác động truyền dẫn sợi quang điều chế RZ NRZ 40 3.3 So sánh RZ NRZ hệ thống WDM đơn kênh 40 Gb/s 43 3.3.1 So sánh định dạng điều chế dựa RZ NRZ 49 3.3.2 So sánh mô hình bù tán sắc 62 3.4 So sánh RZ NRZ hệ thống WDM đa kênh tốc độ 40 Gb/s 76 3.4.1 Hệ thống WDM 8x40 Gb/s dựa định dạng điều chế NRZ 76 3.4.2 Hệ thống WDM 8x40 Gb/s dựa định dạng điều chế RZ 81 Kết luận 86 Tài liệu tham khảo 87 Thuật ngữ viết tắt STT Ký hiệu Thuật ngữ Ý nghĩa BER Bit Error Rate Tỉ lệ lỗi bit DCF Dispersion Compensating Fiber Sợi quang bù tán sắc DD Direct Detection Dò trực tiếp DFB Distributed Feedback Phản hồi phân tán DGD Differential Group Delay Trễ nhóm sai khác DR Dynamic Range Khoảng động DMUX Demultiplexer Bộ giải ghép kênh DSF Dispersion Shifted Fiber Sợi dịch chuyển tán sắc 10 DWDM Dense Wavelength Division Ghép kênh phân chia theo Multiplexing bước sóng mật độ cao Electro Absorption Modulator Bộ điều chế hấp thụ điện tử 11 EAM 12 EDFAE Erbium Doped Fiber Amplifier Bộ khuếch đại quang sợi pha tạp Erbium 13 EOP Eye Opening Penalty Lỗi mở mắt 14 ER Extinction Ratio 15 ETDM Electrical Time Division Ghép kênh phân chia theo thời Multiplexing gian miền điện 16 FBG Fiber Bragg Grating Cách tử quang sợi Bragg 17 FP Fabry Perot Buồng cộng hưởng Fabry Perot 18 FWHM Full Width Half Maximum 19 GVD Group Velocity Dispersion Tán sắc vận tốc nhóm 20 IL Insertion Loss Suy hao chèn 21 IM Intensity Modulation Điều chế cường độ 22 ISI Inter Synbol Interference Nhiễu liên ký tự 23 ITU International Telecommunication Liên minh viễn thông quốc tế Union 24 LPF Low Pass Filter Bộ lọc thông thấp 25 MAN Metro Area Network Mạng khu vực Metro 26 MUX Multiplexer Bộ ghép kênh 27 MZI Mach Zehnder Interferometer Giao thoa kế Mach Zehnder 28 MZM Mach Zehnder Modulator Bộ điều chế Mach Zehnder 29 NF Noise Figure 30 NRZ Non-Return to Zero 31 NZDSF Non Zero Dispersion Shifted Fiber 32 OSNR Optical Signal Noise Ratio Tỉ số tín hiệu nhiễu quang 33 PMD Polarozation Mode Dispersion Bù tán sắc mode phân cực 34 RSP Receiver Sensitivity Penalty Lỗi độ nhạy thu 35 RZ Return to Zero 36 SOA Semiconductor Optical Amplifier Bộ khuếch đại quang bán dẫn 37 SPM Self Phase Modulation Điều chế tự pha 38 SSMF Standard Single Mode Fiber Sợi quang đơn mode tiêu Sợi dịch tán sắc khác chuẩn 39 WDM Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bước sóng 40 XPM Cross Pha Modulation Điều chế xuyên pha Danh mục hình vẽ Hình 1.1 : Các nguyên tắc điều chế tín hiệu quang Hình 1.2 : Tạo tín hiệu điều chế quang 40 Gb/s với xung đầu vào NRZ 13 Hình 1.3 : Tín hiệu điều chế quang 40 Gb/s với xung đầu vào NRZ 14 Hình 1.4 : Tạo tín hiệu điều chế quang 40 Gb/s với xung đầu vào RZ 16 Hình 1.5 : Tín hiệu điều chế quang 40 Gb/s với xung đầu vào RZ 19 Hình 2.1 : Ước lượng BER 20 Hình 2.2 : Xấp xỉ PDF 22 Hình 2.3 : Xác định lỗi độ nhạy thu 25 Hình 2.4 : Đo Q 27 Hình 2.5 : Định nghĩa DR 27 Hình 2.6 : OSNR Hình 2.7: OSNR vs khoảng cách NF EDFA khác 29 Hình 2.8: Méo biểu đồ mắt gây ảnh hưởng khác đường truyền quang 31 Hình 2.9 : Các tham số mở mắt 32 Hình 2.10 : So sánh phương pháp EOP với hiệu truyền dẫn khác 34 Hình 2.11 : Mối liên hệ tiêu chuẩn đánh giá 35 Hình 3.1: BER vs công suất quang thu duty cycle khác hệ thống quang back-to-back 39 Hình 3.2 : Biểu đồ mắt RZ NRZ qua 80 km sợi SMF hệ số tán sắc 16 ps/nm.km 41 Hình 3.3- Global paramaters 44 Hình 3.4 – Các tham số RZ Generator 45 Hình 3.5 – Các tham số sợi quang SSMF 46 Hình 3.6 – Các tham số sợi quang bù tán sắc DCF 48 Hình 3.7- Sơ đồ mô điều chế RZ sử dụng bù sau, tốc độ kênh 40 Gb/s, khoảng cách 500km 50 Hình 3.8- Phổ tín hiệu phát điều chế RZ 40 Gb/s 51 Hình 3.9 - Phổ tín hiệu thu điều chế RZ 40 Gb/s 51 Hình 3.10 - Biểu đồ mắt điều chế RZ 40 Gb/s 52 Hình 3.11- Sơ đồ mô điều chế NRZ sử dụng bù sau, tốc độ kênh 40 Gb/s, khoảng cách 250km 53 Hình 3.12- Phổ tín hiệu phát điều chế NRZ 40 Gb/s 54 Hình 3.13 - Phổ tín hiệu thu điều chế NRZ 40 Gb/s 54 Hình 3.14 - Biểu đồ mắt điều chế NRZ 40 Gb/s 55 Hình 3.15 – Biểu diễn Q max theo P điều chế RZ, 40 Gb/s kênh đơn, bù sau, khoảng cách 500km 59 Hình 3.16 – Biểu diễn Q max theo P điều chế NRZ, 40 Gb/s kênh đơn, bù sau, khoảng cách 250km 62 Hình 3.17- Sơ đồ mô điều chế RZ sử dụng bù trước, tốc độ kênh 40 Gb/s, khoảng cách 250km 63 Hình 3.18-Phổ tín hiệu phát điều chế RZ 40 Gb/s bù trước 64 Hình 3.19- Phổ tín hiệu thu điều chế RZ 40 Gb/s bù trước 64 Hình 3.20- Biểu đồ mắt điều chế RZ 40 Gb/s bù trước 65 Hình 3.21 – Biểu diễn Q max theo P điều chế NRZ, 40 Gb/s kênh đơn, bù trước, khoảng cách 250km 65 Hình 3.22 – Kết so sánh bù trước bù sau hệ thống 40 Gb/s đơn kênh, điều chế RZ, khoảng cách 250km 75 Hình 3.23 : Sơ đồ mô hệ thốngWDM x 40 Gb/s điều chế với xung đầu vào NRZ 76 Hình 3.24: Biểu đồ mắt kênh kênh với xung đầu vào NRZ 77 Hình 3.25 – Biểu diễn Q max theo P điều chế NRZ,WDM x 40 Gb/s, bù sau, khoảng cách 250km 80 Hình 3.26 – Biểu diễn Eye Height theo P điều chế NRZ,WDM x 40 Gb/s, bù sau, khoảng cách 250km 80 Hình 3.27: Sơ đồ mô hệ thống WDM 8x 40Gb/s điều chế với xung đầu vào RZ 81 Hình 3.28: Biểu đồ mắt kênh kênh với xung đầu vào RZ 82 Hình 3.29 – Biểu diễn Q max theo P điều chế RZ,WDM x 40 Gb/s, bù sau, khoảng cách 250km 85 Hình 3.30 – Biểu diễn Eye Height theo P điều chế RZ WDM x 40 Gb/s, bù sau, khoảng cách 250km 85 Danh mục bảng biểu Bảng - Hệ thống WDM đơn kênh 40 Gb/s sử dụng phương thức điều chế RZ, có bù tán sắc phương pháp bù sau, truyền dẫn qua khoảng cách 500 km…………………………… 56 Bảng - Hệ thống WDM đơn kênh 40 Gb/s sử dụng phương thức điều chế NRZ, có bù tán sắc phương pháp bù sau, truyền dẫn qua khoảng cách 250 km 60 Bảng - Hệ thống WDM đơn kênh 40 Gb/s sử dụng phương thức điều chế RZ, có bù tán sắc phương pháp bù sau, truyền dẫn qua khoảng cách 250 km…………………………… 66 Bảng - Hệ thống WDM đơn kênh 40 Gb/s sử dụng phương thức điều chế RZ, có bù tán sắc phương pháp bù trước, truyền dẫn qua khoảng cách 250 km………………………… 71 Bảng 5- Hệ thống DWDM 8x40 Gbps, sử dụng điều chế với xung đầu vào NRZ………… 78 Bảng 6- Hệ thống DWDM 8x40 Gb/s sử dụng định dạng điều chế với xung đầu vào RZ… 83 Lời nói đầu Mục tiêu luận văn tập trung vào việc tìm hiểu dạng điều chế quang dựa xung đầu vào mã NRZ RZ, đồng thời so sánh ưu nhược điểm ứng dụng chúng truyền dẫn quang DWDM tốc độ kênh 40 Gb/s Sử dụng phần mềm mô Optisystem 7.0 hãng Optiwave để mô hệ thống DWDM, luận văn đến đánh giá ảnh hưởng tán sắc, phi tuyến chất lượng tín hiệu hiệu hệ thống dựa định dạng điều chế với xung đầu vào mã NRZ RZ khác Phân chia định dạng điều chế thành nhóm – với xung đầu vào mã NRZ RZ - khả chúng chống lại ảnh hưởng truyền dẫn tuyến tính phi tuyến nghiên cứu truyền dẫn đơn kênh đa kênh, việc thực định dạng điều chế với xung đầu vào mã NRZ cung cấp khả chống lại tán sắc tốt hơn, gặp phải vấn đề giới hạn phi tuyến mạnh Các định dạng điều chế với xung đầu vào mã RZ đặc trưng độ nhạy tán sắc dư khả chống lại tán sắc đáng kể Những hạn chế kênh mạnh mẽ giới hạn truyền dẫn trội đặc biệt định dạng điều chế với xung đầu vào mã RZ đặc trưng tương tác mạnh mẽ xung liên tiếp chuỗi bit, mở rộng nhanh xung quang ngắn tốc độ 40 Gb/s Ảnh hưởng tác động lẫn SPM-GVD, trở nên hiển nhiên nhóm điều chế công suất kênh lớn Chúng ta thấy trội hiệu ứng kênh đòi hỏi việc thực sợi quang với giá trị tán sắc hợp lý Hơn nữa, thấy cần hiệu ứng kênh trội hiệu truyền dẫn , mô hình bù tán sắc tốt đặc trưng lượng nhỏ bù tán sắc bù trước, việc nén tương tác xung lân cận Vì vậy, lượng bù tán sắc trước phù hợp phụ thuộc vào định dạng điều chế sử dụng Tầm quan trọng bù tán sắc trước tăng lên đường truyền dẫn long-haul sử dụng bù tán sắc khoảng span, chồng liên tiếp XPM kênh span Các hệ thống DWDM dựa 40 Gb/s với hiệu suất phổ 0.4 bit/s/Hz kết truyền dẫn giống truyền dẫn đơn kênh tất kiểu điều chế, điều mà giải thích tính trội hiệu ứng đơn kênh với khoảng cách kênh 100 GHz Điều cho thấy việc nâng cấp hệ thống từ đơn kênh lên WDM tốc độ bit 40 Gb/s thực sử dụng hạ tầng truyền dẫn giống Về bản, định dạng điều chế với xung đầu vào mã RZ thể tốt định dạng điều chế với xung đầu vào mã NRZ truyền dẫn đơn kênh 40 Gb/s, ưu điểm truyền dẫn định dạng điều chế với xung đầu vào mã RZ trở nên rõ ràng khoảng cách truyền dẫn tăng lên Tuy nhiên, với truyền dẫn WDM đa kênh tốc độ 40 Gb/s khoảng cách lớn định dạng điều chế với xung đầu vào mã NRZ lại thể rõ ưu điểm Luận văn hoàn thành với giúp đỡ nhiệt tình thầy cô giáo bạn đồng nghiệp Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo GS Trần Đức Hân hướng dẫn bảo em trình em hoàn thiện luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng trình tìm hiểu, nghiên cứu hoàn thành đề tài, song trình độ thời gian hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót; mong nhận ý kiến đóng góp quý báu từ quý thầy cô bạn đồng nghiệp Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2009 Học viên Trương Văn Hòa Tóm tắt luận văn Luận văn tập trung vào nghiên cứu hệ thống truyền dẫn quang dựa tốc độ kênh 40 Gb/s với số lượng kênh thay đổi hiệu suất phổ khác cho thấy tiềm công nghệ 40 Gb/s việc thực mạng truyền dẫn quang hệ sau Xem xét phương pháp điều chế dựa ASK truyền thống, tối ưu hóa thiết lập hệ thống thực kênh đơn 40 Gb/s, đường truyền WDM DWDM, cho phép so sánh việc ứng dụng dạng mã đường truyền khác vào điều chế truyền dẫn quang mặt khoảng cách truyền dẫn hiệu suất phổ cực đại đạt - Phần 1: bao gồm chương chương 2; dạng điều chế truyền thống dựa ASK trình bày thấy khả nâng cao hiệu đường truyền dẫn 40 Gb/s, việc tạo tín hiệu đặc tính truyền dẫn phương pháp truyền dẫn khác DWDM Ngoài ra, luận văn trình bày tiêu chuẩn đánh giá khác cho việc đánh giá chất lượng tín hiệu ước lượng hiệu hệ thống để ưu điểm nhược điểm chúng mô tả mối liên hệ chúng việc đánh giá hiệu hệ thống truyền dẫn quang - Phần 2: chương vào việc tìm hiểu, mô hệ thống truyền dẫn quang dựa tốc độ bit kênh 40 Gb/s bao gồm mô hệ thống kênh đơn DWDM 40 Gb/s để từ phân tích, kết luận việc ứng dụng mã đường truyền phù hợp để điều chế tín hiệu quang, cần sử dụng mô hình bù tán sắc hợp lý hệ thống CHƯƠNG 1: TẠO CÁC TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ QUANG VỚI CÁC MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN KHÁC NHAU 1.1 Giới thiệu Trong chương tìm hiểu việc tạo tín hiệu quang, tập trung vào định dạng điều chế sử dụng điều chế biên độ sóng mang quang dựa xung vào mã đường truyền khác nhau, tầm quan trọng chúng hệ thống truyền dẫn quang ngày Chương giới thiệu việc tạo đặc tính truyền dẫn dạng điều chế truyền thống 1.2 Tạo tín hiệu quang Hình 1.1 Các nguyên tắc điều chế tín hiệu quang 73 4.7 6.721 11.5121 3.52626.10-31 1.1 0.414 4.8 6.812 11.1212 3.0095.10-29 1.124 0.506 4.9 6.901 11.0255 8.85819.10-29 1.146 0.593 6.99 10.8029 1.03006.10-27 1.17 0.68 5.1 7.075 10.6222 7.26634.10-27 1.193 0.765 5.2 7.16 10.3944 8.12795.10-26 1.216 0.85 5.3 7.243 10.0751 2.1936.10-24 1.239 0.932 5.4 7.324 9.84337 2.2503.10-23 1.262 1.014 5.5 7.403 9.74588 5.94342.10-23 1.286 1.092 5.6 7.482 9.52753 5.00056.10-22 1.309 1.169 5.7 7.559 9.45538 1.01295.10-21 1.332 1.244 5.8 7.634 9.21131 1.00739.10-20 1.355 1.32 5.9 7.709 9.05979 4.0898.10-20 1.377 1.394 7.781 8.85146 2.68696.10-19 1.402 1.467 6.1 7.853 8.86401 2.43288.10-19 1.423 1.535 6.2 7.924 8.62582 2.01356.10-18 1.447 1.606 6.3 7.993 8.54958 3.90739.10-18 1.47 1.673 6.4 8.061 8.35583 2.05788.10-17 1.494 1.743 6.5 8.128 8.14364 1.22135.10-16 1.517 1.81 6.6 8.195 8.11268 1.57978.10-16 1.54 1.874 6.7 8.261 8.07387 2.18478.10-16 1.562 1.937 6.8 8.325 7.77898 2.33842.10-15 1.587 2.004 6.9 8.388 7.72965 3.472.10-15 1.609 2.065 8.451 7.56332 1.27209.10-14 1.632 2.129 7.1 8.513 7.52242 1.73584.10-15 1.655 2.189 7.2 8.573 7.31767 8.19954.10-14 1.678 2.25 74 7.3 8.632 7.24553 1.39244.10-13 1.702 2.309 7.4 8.692 7.11834 3.5591.10-13 1.725 2.368 7.5 8.751 6.9904 8.93303.10-13 1.748 2.427 7.6 8.808 6.8882 1.83791.10-12 1.772 2.483 7.7 8.865 6.77634 4.03861.10-12 1.794 2.539 7.8 8.921 6.64338 1.00057.10-11 1.818 2.596 7.9 8.976 6.58681 1.47954.10-11 1.841 2.65 9.031 6.46938 3.23554.10-11 1.864 2.705 8.1 9.085 6.40492 4.94536.10-11 1.887 2.757 8.2 9.138 6.30577 9.46532.10-11 1.909 2.81 8.3 9.191 6.18705 2.03085.10-10 1.934 2.864 8.4 9.243 6.19656 1.90933.10-10 1.955 2.912 8.5 9.294 6.01592 5.95309.10-10 1.98 2.966 8.6 9.345 5.9711 7.84032.10-10 2.001 3.015 8.7 9.394 5.88449 1.33514.10-9 2.025 3.065 8.8 9.445 5.808 2.10306.10-9 2.049 3.115 8.9 9.494 5.7827 2.46102.10-9 2.071 3.162 9.542 5.66371 4.97024.10-9 2.095 3.211 75 Kết cho thấy mô hình bù tán sắc bù sau vượt trội so sánh với mô hình bù trước hệ thống bù tán sắc tốc độ 40 Gb/s dùng sợi SMF theo hình 3.22: RZ POST vs RZ PRE 25 Hệ số Q max 20 15 Series1 Series3 10 0 50 100 150 Công suấ t phá t P(m w ) Hình 3.22 – Kết so sánh bù trước bù sau hệ thống 40 Gb/s đơn kênh, điều chế RZ, khoảng cách 250km Qua phân tích, mô trên, kết luận mạng quang sử dụng bước sóng 1.55um tốc độc 40 Gb/s đơn kênh: - Việc bù tán sắc cần thiết - Điều chế dựa RZ trội so với điều chế dựa NRZ - Ở công suất thấp, hiệu bị ảnh hưởng chủ yếu nhiễu khuếch đại tích lũy - Ở công suất cao, khoảng cách truyền dẫn bị giảm đáng kể SPM - Bù tán sắc sau trội bù tán sắc trước 76 3.4 So sánh RZ NRZ hệ thống WDM đa kênh tốc độ 40 Gb/s 3.4.1 Hệ thống WDM 8x40 Gb/s dựa định dạng điều chế NRZ Hình 3.23 : Sơ đồ mô hệ thốngWDM x 40 Gb/s điều chế với xung đầu vào NRZ 77 Hình 3.24: Biểu đồ mắt kênh kênh với xung đầu vào NRZ 78 Bảng 5- Hệ thống DWDM 8x40 Gbps, sử dụng điều chế với xung đầu vào NRZ Công suất phát Hệ số Q EYE HEIGHT mw dBm 1.10-8 -80 0.1 -10 6.86781 0.00005275 0.2 -6.99 9.25026 0.0001275 0.3 -5.229 10.8148 0.0002055 0.4 -3.979 11.4551 0.0002784 0.5 -3.01 12.452 0.0003579 0.6 -2.218 13.2769 0.0004448 0.7 -1.548 13.73 0.0005212 0.8 -0.968 13.8936 0.0005977 0.9 -0.458 14.3576 0.0006732 13.9329 0.0007448 1.1 0.413927 12.0393 0.0007817 1.2 0.791812 11.8682 0.0008398 1.3 1.139434 10.6024 0.0008706 1.4 1.46128 9.70526 0.0009006 1.5 1.760913 8.95425 0.0009272 1.6 2.0412 8.23902 0.0009409 1.7 2.304489 7.56066 0.0009477 1.8 2.553 7.18847 0.0009481 1.9 2.788 6.66747 0.0009491 3.01 6.09172 0.0009173 2.1 3.222 6.26499 0.0009589 2.2 3.424 5.81975 0.0009464 79 2.3 3.617 5.7328 0.0009689 2.4 3.802 5.39107 0.0009271 2.5 3.979 5.29072 0.0009325 2.6 4.15 5.0388 0.0009206 2.7 4.314 4.89486 0.0009115 2.8 4.472 4.77564 0.0008933 2.9 4.624 4.77462 0.000914 4.771 4.74088 0.0009276 3.1 4.914 4.67645 0.0009356 3.2 5.051 4.46026 0.000872 3.3 5.185 4.30803 0.0008385 3.4 5.315 4.21608 0.0008202 3.5 5.44 4.02902 0.000744 3.6 5.563 3.89292 0.0006799 3.7 5.682 3.77924 0.0006265 3.8 5.798 3.63582 0.0005437 3.9 5.911 3.48501 0.0004345 6.021 3.43029 0.0004009 80 Biể u diễ n Q m ax theo P 16 Hệ số Q max 14 12 10 Series1 0 Công suấ t phá t P (m w ) Hình 3.25 – Biểu diễn Q max theo P điều chế NRZ,WDM x 40 Gb/s, bù sau, khoảng cách 250km Biể u diễ n Eye Height theo P 0.0012 Eye Height 0.001 0.0008 0.0006 Series1 0.0004 0.0002 0 Công suấ t phá t P (m w ) Hình 3.26 – Biểu diễn Eye Height theo P điều chế NRZ,WDM x 40 Gb/s, bù sau, khoảng cách 250km 81 3.4.2 Hệ thống WDM 8x40 Gb/s dựa định dạng điều chế RZ: Hình 3.27: Sơ đồ mô hệ thống WDM 8x 40Gb/s điều chế với xung đầu vào RZ 82 Hình 3.28: Biểu đồ mắt kênh kênh với xung đầu vào RZ 83 Bảng 6- Hệ thống DWDM 8x40 Gb/s sử dụng định dạng điều chế với xung đầu vào RZ Công suất phát Hệ số Q Eye Height mw dBm 1.10-8 -80 0.1 -10 7.00325 0.000052455 0.2 -6.99 9.80363 0.0001286 0.3 -5.229 11.6141 0.0002067 0.4 -3.979 12.7724 0.000285 0.5 -3.01 13.4605 0.0003639 0.6 -2.218 13.6369 0.0004419 0.7 -1.548 14.5304 0.0005225 0.8 -0.968 14.7144 0.0006005 0.9 -0.458 14.3136 0.0006709 14.0254 0.000742 1.1 0.413927 12.7087 0.0007833 1.2 0.791812 11.6942 0.0008276 1.3 1.139434 11.5515 0.0008873 1.4 1.46128 10.238 0.0009118 1.5 1.760913 9.64288 0.0009516 1.6 2.0412 8.78855 0.0009721 1.7 2.304489 7.95041 0.0009579 1.8 2.553 7.52674 0.0009819 1.9 2.788 7.10581 0.0009858 3.01 6.59035 0.0009714 2.1 3.222 6.20932 0.000964 2.2 3.424 5.73103 0.0009229 84 2.3 3.617 5.67333 0.0009475 2.4 3.802 5.33422 0.000915 2.5 3.979 5.27674 0.0009281 2.6 4.15 5.01064 0.000896 2.7 4.314 4.89473 0.0008979 2.8 4.472 4.71296 0.0008704 2.9 4.624 4.63693 0.0008644 4.771 4.65759 0.0009011 3.1 4.914 4.49749 0.0008713 3.2 5.051 4.38836 0.0008491 3.3 5.185 4.28769 0.0008234 3.4 5.315 4.21028 0.0008035 3.5 5.44 3.97528 0.0007056 3.6 5.563 3.90501 0.0006765 3.7 5.682 3.83189 0.0006481 3.8 5.798 3.77414 0.0006256 3.9 5.911 3.64254 0.0005479 6.021 3.52757 0.0004744 85 Biểu diễn Q m ax theo P 16 14 Hệ số Q max 12 10 Series1 0 Công suất phát P (m W) Hình 3.29 – Biểu diễn Q max theo P điều chế RZ,WDM x 40 Gb/s, bù sau, khoảng cách 250km Biểu diễn Eye Height theo P 0.0012 Eye Height 0.001 0.0008 0.0006 Series1 0.0004 0.0002 0 Công suất phát P (m W) Hình 3.30 – Biểu diễn Eye Height theo P điều chế RZ WDM x 40 Gb/s, bù sau, khoảng cách 250km 86 Kết luận Tổng kết đặc tính quan trọng định dạng điều chế khác sau: Dạng điều chế Ưu điểm Nhược điểm Phạm vi triển khai - Tạo tín hiệu đơn giản NRZ - Khả chống phi - Khả chịu tán tuyến thấp sắc - Metro, Regional - Giảm khoảng cách wdm, dwdm - Hiệu suất sử dụng truyền dẫn phổ - Tạo tín hiệu phức tạp RZ - Khả chống lại phi tuyến - Khả chịu tán sắc thấp - Long-haul wdm - Nhạy với việc lọc băng hẹp Chúng ta kết luận định dạng điều chế truyền thống dựa NRZ phù hợp với việc triển khai mạng quang có khoảng cách ngắn dựa công nghệ WDM DWDM, định dạng điều chế dựa RZ đáp ứng tốt yêu cầu hệ thống WDM long-haul với hiệu suất sử dụng phổ giảm (≤ 0.4 bit/s/Hz) Các kỹ thuật điều chế truyền thống xem phương thức cho phép thực hệ thống WDM DWDM long-haul, khả chống lại phi tuyến tốt chúng Từ quan điểm thiết kế hệ thống 40Gb/s, xu hướng phát triển nghiên cứu luận văn cần phải xác định ảnh hưởng PMD cần thiết phải bù tán sắc PMD mô hình bù tán sắc phức tạp phương pháp khuếch đại quang phức tạp (như khuếch đại quang EDFA + Raman) 87 Tài liệu tham khảo TIẾNG VIỆT: Lê Quốc Cường, Bài giảng thông tin quang 2 Ngô Thanh Ngọc, Bài giảng truyền dẫn sợi quang NXB Bưu điện, Công nghệ truyền dẫn quang Phùng Văn Vận, Trần Hồng Quân, Hệ thống thông tin sợi quang Trần Đức Hân, Nguyễn Minh Hiển, Cơ sở kỹ thuật laser TIẾNG ANH: Ashwin Gumaste, Tony Antony, DWDM Network Design and Engineering Solutions Biswanath Mukherjee, Optical WDM Networks C.M.Weinert, R Ludvig, W Papier, H.G.Weber, D.Breuer, K.Peterman F.Kuppers, 40 Gb/s Comparison and 4x40 Gb/s TDM/WDM Standard Fiber Transmission , Journal of Lightwave Technology, Vo.7,pp.2276-2284, 1999 D Breuer K.Peterman, Comparison of NRZ and RZ-Modulation Format for 40 Gb/s TDM Standard-Fiber System , IEEE Photonics Technology Letters, Vol.9, pp.398-400, 1997 M.I.Hayee A.E.Willner, NRZ versus RZ in 10-40 Gb/s Dispersion-Managed WDM Transmission Systems , IEEE Photonics Technology Letters, Vol.11, pp.991993, 1999 ... đơn kênh 40 Gb/s, ưu điểm truyền dẫn định dạng điều chế với xung đầu vào mã RZ trở nên rõ ràng khoảng cách truyền dẫn tăng lên Tuy nhiên, với truyền dẫn WDM đa kênh tốc độ 40 Gb/s khoảng cách lớn... đơn kênh lên WDM tốc độ bit 40 Gb/s thực sử dụng hạ tầng truyền dẫn giống Về bản, định dạng điều chế với xung đầu vào mã RZ thể tốt định dạng điều chế với xung đầu vào mã NRZ truyền dẫn đơn kênh. .. 3.2 Các định dạng điều chế dựa RZ NRZ hệ thống WDM long-haul tốc độ cao 38 3.2.1 Độ nhạy thu hệ thống RZ NRZ 38 3.2.2 Các tác động truyền dẫn sợi quang điều chế RZ NRZ 40