Hình 3.6 cho thấy phổ tín hiệu DPSK 40 Gb/s tại đầu ra khối phát quang trước khi truyền dẫn. Hình 3.7 cho thấy phổ tín hiệu sau khi truyền dẫn qua tuyến sợi quang 300 km tại mức công suất phát 9 dBm và bị tác động của nhiễu phi tuyến.
Hình 3.6: Dạng phổ của tín hiệu phát DPSK 40 Gb/s
Hình 3.7: Dạng phổ của tín hiệu sau truyền dẫn qua tuyến dài 300 km tại mức công suất phát 9 dBm
Tín hiệu sau đó sẽ được lấy liên hợp pha quang để thực hiện truyền ngược thông qua quá trình trộn bốn sóng FWM sử dụng sợi HNLF. Hình 3.8 cho thấy phổ của tín hiệu trước và sau khi truyền qua sợi HNLF trong phần OPC.
Hình 3.8: Phổ của tín hiệu (a) trước khi, và (b) sau khi truyền qua sợi HNLF trong bộ OPC
Khảo sát tham số BER
Phụ thuộc vào công suất thu
Hiệu năng của hệ thống truyền dẫn ở hai mô hình khảo sát được đánh giá qua BER phụ thuộc vào công suất thu. Mức phát tín hiệu ở cả hai mô hình đều được thiết lập ở mức 1 dBm. Kết quả khảo sát ở hai mô hình được cho thấy trong hình 3.9 cùng được so sánh với trường hợp back-to-back (đấu trực tiếp bộ phát với bộ thu không qua tuyến truyền dẫn).
Hình 3.9: BER phụ thuộc vào công suất thu. Hình con cho thấy một phần phóng to của đường cong BER giữa hai mô hình khảo sát
Nhận xét: Từ kết quả hình 3.9 cho thấy không có sự khác biệt nhiều về hiệu năng giữa hai mô hình. Hai mô hình đều cho thấy khả năng bù méo tuyến truyền dẫn. Tuy nhiên, cả hai đường đường cong BER của hai mô hình đều cho thấy một nền lỗi BER tức sự bão hòa khả năng bù lỗi tại mức lỗi gần 10-6. Tại mức ngưỡng BER cỡ 10-3 độ nhạy thu của hai mô hình OBP có thể đạt cỡ -24 dBm và chỉ có độ thiệt thòi về công suất nhỏ chỉ 0,5 dB so với trường hợp back-to-back. Độ nhạy thu
sẽ bị suy giảm nhanh tại mức ngưỡng BER thấp hơn, cụ thể độ nhạy đạt cỡ -20dBm tại ngưỡng BER cỡ 10-5. Sự giới hạn về khả năng bù này có thể do sự ảnh hưởng của quá trình phi tuyến xảy ra trong sợi HNLF. Bên cạnh quá trình trộn bốn sóng tạo ra tín hiệu liên hợp pha quang mong muốn, còn có các quá trình trộn khác thông qua các hiệu ứng XPM, FWM tạo ra thành phần nhiễu quang rơi đúng băng tần tín hiệu liên hợp pha quang đầu ra. Các thành phần nhiễu pha quang dễ bị chuyển đổi thành nhiễu cường độ khi đi qua bộ giao thoa MZI ở bộ thu làm suy giảm tín hiệu.
Phụ thuộc vào công suất phát
Hiệu năng của hệ thống truyền dẫn ở hai mô hình khảo sát được đánh giá qua BER phụ thuộc vào công suất phát để xem xét khả năng bù phi tuyến. Trong khảo sát này, mức công suất phát được thiết lập từ mức thấp nhất cỡ -6 dBm đến mức cao nhất +11 dBm. Kết quả khảo sát ở hai mô hình được cho thấy trong hình 3.10 cùng được so sánh với trường hợp không sử dụng phần tử sợi HNLF để bù phi tuyến trong khối OBP.
Hình 3.10: BER phụ thuộc vào công suất phát
Nhận xét: Kết quả hình 3.10 cho thấy sự khác biệt nhỏ về khả năng bù phi tuyến giữa hai mô hình. Mô hình OBP cỡ bước lớn cho thấy khả năng bù phi tuyến
tốt hơn so với mô hình OBP cỡ bước đầy đủ. So sánh với trường hợp không sử dụng sợi HNLF, cả hai mô hình đều cho thấy khả năng bù phi tuyến tốt hơn cho thấy rõ vai trò của phần tử HNLF trong bù phi tuyến. Một cách cụ thể, mức BER thấp nhất ở mô hình không dùng HNLF có thể đạt được ở mức phát 1 dBm, còn ở mô hình OBP cỡ bước lớn có thể đạt được ở mức phát 3 dBm. Còn tại mức ngưỡng BER cỡ 10-5, mô hình OBP cỡ bước lớn có mức cải thiện lớn hơn 1 dB so với mô hình không sử dụng HNLF. Sự ảnh hưởng của phi tuyến có thể thấy rõ qua biểu đồ mắt ở hai mức công suất phát khác nhau được cho thấy trong các hình 3.11 và 3.12. Tại mức công suất phát lớn cỡ 9 dBm, biểu đồ mắt cho thấy bị suy giảm do sự tác động của phi tuyến, đặc biệt các ảnh hưởng điều biến pha phi tuyến sẽ bị chuyển đổi thành điều biến cường độ tác động mạnh lên chất lượng của tín hiệu DPSK. Mặc dù cả hai mô hình đều có khả năng bù phi tuyến
Hình 3.12: Mẫu mắt tín hiệu thu tại mức công suất phát 9 dBm
3.5 Kết luận chƣơng
Chương 3 của luận văn đã khảo sát khả năng bù méo ảnh hưởng của các hiệu ứng quang sợi trong hệ thống truyền dẫn quang DPSK 40 Gb/s thông qua mô hình mô phỏng. Có hai mô hình OBP đã được khảo sát gồm mô hình cỡ bước đầy đủ và cỡ bước lớn.Các kết quả đánh giá hiệu năng hệ thống dưới ảnh hưởng của các hiệu ứng quang sợi và nhiễu ASE của bộ khuếch đại EFDA. Dựa vào các kết quả thu được ta có thể đánh giá khả năng bù và các giới hạn bù của kỹ thuật truyền ngược trong miền quang.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Với nhu cầu tăng băng thông trong các mạng truyền dẫn quang, nhiều công nghệ được sử dụng bao gồm công nghệ ghép kênh theo bước sóng DWDM và các định dạng điều chế mới để tăng tốc độ kênh truyền với hiệu suất sử dụng phổ cao. Tuy nhiên dung lượng mạng luôn bị giới hạn bới các yếu tố ảnh hưởng gây méo truyền dẫn trong sợi quang như tán sắc và hiệu ứng phi tuyến. Đã có nhiều biện pháp để bù ảnh hưởng tán sắc và ảnh hưởng phi tuyến tách biệt nhau. Tuy nhiên phương pháp bù mới dựa trên kỹ thuật truyền ngược trong miền quang OBP cho thấy khả năng bù đồng thời cả ảnh hưởng tán sắc và phi tuyến với mức độ linh hoạt cao khi sử dụng.
Luận văn đã xem xét tổng quan kỹ thuật truyền ngược trong bù méo tín hiệu. Cơ sở lý thuyết của kỹ thuật truyền ngược trong miền quang OBP cũng được trình bày trong chương 2 và làm tiền đề để đưa ra mô hình khảo sát ở chương 3 của luận văn. Bằng cách sử dụng phần mềm mô phỏng Optisystem để xây dựng hệ thống mô phỏng truyền dẫn quang DPSK 40 Gb/s, hai mô hình OBP cỡ bước đầy đủ và cỡ bước lớn đã được khảo sát để đánh giá khả năng bù méo. Các thành phần sử dụng trong mô hình khảo sát được thiết lập tham số đúng với hệ thống thực tế và phổ biến trên mạng. Các kết quả thu được đều cho thấy khả năng bù đồng thời cả hiệu ứng tán sắc và hiệu ứng phi tuyến. Tuy nhiên, kết quả khảo sát cũng cho thấy giới hạn của phương pháp bù do ảnh hưởng của các thành phần nhiễu quang sinh ra từ quá trình trộn phi tuyến trong phần liên hợp pha quang OPC sử dụng sợi HNLF. Do vậy, để cải thiện khả năng bù méo của phương pháp OBP có thể cần xem xét các thành phần phi tuyến tạo liên hợp pha quang với nhiễu sinh ra thấp.
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] G. P. Agrawal, Lightwave technology: telecommunication systems, John Wiley & Sons, 2005.
[2] T. Morioka, M. Jinno, H. Takara and H. Kubuta, “Innovative Future Optical Transport Netwok Technologies,” NNT Technical Review, vol. 9 , No 8, 2011. [3] D. Rafique, J. Zhao, and A. D. Ellis, “Digital back-propagation for spectrally effcient WDM 112 Gbit/s PM m-ary QAM transmission”, Optics Express, vol. 19, pp. 5219-5224, 2011.
[4] Shiva Kumar and Jing Shao, “Optical Back Propagation With Optimal Step Sizefor Fiber Optic Transmission Systems,” IEEE Phot. Tech. Lett., Vol. 25, No. 5, pp. 523-525, 2013.
[5] S. Kumar and D. Yang,“Optical backpropagation for fiber-optic communications using highly nonlinear fibers,” Opt.Lett. 36(7), 1038–1040 (2011). [6] X. Liang, S. Kumar, “Optical back propagation for fiber opticnetworks with hybrid EDFA Raman amplification”, Optics Express, vol. 25, no. 5, pp. 5031-5043, 2017.