1 2.2 Suyhao do tán xạ
6.1.3. Các kết quả mô phỏng
Có tổng cộng 4 loại ựiều chế ựược xem xét trong mô phỏng: NRZ, CS-RZ, NRZ- DPSK và RZ-DPSK. Trên cơ sở hệ thống ựã mô tả ở trên, ta thực hiện 1 loạt các mô phỏng trên máy tắnh ựể so sánh các dạng ựiều chế quang này và hiệu suất của chúng trên các loại sợi quang khác nhau. Ta sẽ xem xét với cả 2 hệ thống 40 Gb/s và 10 Gb/s.
Các hệ thống quang 40Gb/s.
Hệ số Q của hệ thống mô phỏng tỷ lệ nghịch với số lượng nhánh sợi quang tại tốc ựộ dữ liệu 40Gb/s ựược mô tả trên hình 6.3 ựến hình 6.6.
Hình 6.3 mô tả hiệu suất của hệ thống sử dụng ựiều chế NRZ. Hình 6.3 (a) so sánh hiệu suất truyền dẫn ựơn kênh giữa SMF-28 và LEAF. Rõ ràng là từ hình trên ta thấy sợi quang LEAF thực hiện tốt hơn SMF-28 vẫn cung cấp giá trị Q thấp nhất sau 15 nhánh truyền dẫn trong 4 loại sợi quang khác nhau.
Hiệu suất của hệ thống phụ thuộc mạnh vào dạng ựiều chế quang. Hình 6.4 chỉ ra 1 vắ dụ về hiệu suất hệ thống sử dụng ựiều chế CS-RZ (carier suppressed return to zero) trên cả 2 loại sợi quang SMF-28 và LEAF trong hệ thống 40 Gb/s ựơn kênh. So sánh hình 6.4 (a) và hình 6.3(a) ta thấy sự khác nhau về hiệu suất giữa SMF-28 và LEAF nhỏ hơn khi sử dụng CS-RZ. điều này ựạt ựược là do sự cải thiện tán sắc của CS-RZ. Tương tự, hình 6.4 minh họa kết quả mô phỏng của 1 hệ thống WDM 40 kênh với tốc ựộ mỗi kênh là 40Gb/s. Mặc dù LEAF vẫn cho 1 hiệu suất tốt nhất ở khoảng cách truyền dẫn lớn nhưng sự khác nhau giữa LEAF và SMF-28 là rất nhỏ.
Hình 6.3 và 6.4 minh họa rằng trong các hệ thống quang 40Gb/s, SPM là 1 trong những nguyên nhân chắnh gây ra sự suy giảm hiệu suất của hệ thống. đặc biệt ựối với SMF-28, loại sợi quang có tán sắc nội tại cao nhất, thì hiệu ứng SPM càng rõ rệt. Cần chú ý rằng cả NRZ và CS-RZ ựều là các hệ thống quang dựa trên cơ sở ựiều chế cường ựộ và SPM ựược tạo ra từ ựiều chế cường ựộ tắn hiệu. Như vậy thì các hệ thống ánh sáng dựa trên cơ sở ựiều chế pha quang sẽ giảm ựược ựáng kể hiệu ứng SPM bởi khi ựó công suất quang không bị ựiều chế.
Hình 6.3. NRZ trong các hệ thống 40 GHz; công suất trung bình mỗi kênh là 3dB
(a) Kênh ựơn
(b) Hệ thống WDM 40 kênh với khoảng cách kênh là 100GHz.
Hình 6.4: CS-RZ trong các hệ thống 40GHz, công suất trung bình của mỗi kênh là 3dB
(a) Kênh ựơn
Hình 6. 5. Hệ thống 40 Gb/s NRZ-DPSK, công suất trung bình mỗi kênh là 0dBm (a) đơn kênh (b) 40-λ-WDM với khoảng cách kênh là 100GHz
Hình 6.5 mô tả hiệu suất hệ thống sử dụng phương pháp ựiều chế NRZ-DPSK. Hình 6.5(a) so sánh hiệu suất truyền dẫn ựơn kênh giữa SMF-28 và LEAF. Trong trường hợp này, hầu như không có sự khác nhau giữa SMF-28 và LEAF. điều này cũng dễ hiểu: vì NRZ-DPSK có công suất quang không ựổi, vì thế hiệu ứng SPM không ựáng kể. Hình 6.5b biểu diễn kết quả mô phỏng cho NRZ-DPSK trong hệ thống WDM, trong ựó bao gồm cả các xuyên nhiễu phi tuyến như SPM và FWM. Các xuyên nhiễu phi tuyến này dẫn ựến việc giảm mạnh của hiệu suất trong các hệ thống sợi quang có tán sắc thấp, trong khi ựó giá trị Q của hệ thống có SMF-28 giảm không ựáng kể. Tán sắc nội cao của SMF-28 tạo ra sự walk-off mạnh giữa các kênh WDM trong quá trình truyền dẫn và do ựó làm tối thiểu hóa xuyên nhiễu phi tuyến giữa chúng.
Hình 6.5 mô tả một cách rõ ràng rằng trong 1 hệ thống quang ghép kênh WDM 40Gb/s có khoảng cách giữa các kênh là 100GHz, SMF-28 có hiệu suất cao nhất trong số các loại sợi quang khi sử dụng ựiều chế NRZ-DPSK. Trong trường hợp này, mức công suất quang tối ưu là OdBm.
Dạng ựiều chế khác mà chúng ta ựề cập ựến ở ựây là RZ-DPSK. Hình 6.6 tổng kết các kết quả mô phỏng cho dạng ựiều chế này. Thêm 1 lần nữa, hình 6.6 (a) so sánh hiệu suất truyền dẫn ựơn kênh giữa SMF-28 và LEAF.
Do ựiều chế cường ựộ cộng thêm trong các hệ thống RZ-DPSK, hiệu ứng của SPM không thể bỏ qua ựược. Do vậy, LEAF thực hiện tốt hơn SMF-28 trong trượng hợp ựơn kênh này. Tuy nhiên, so với các dạng ựiều chế mật ựộ khác, sự khác nhau về hiệu suất giữa LEAF và SMF-28 ắt có ý nghĩa hơn với RZ-DPSK và chỉ có sai khác
xấp xỉ l.5dB trong giá trị Q của bộ thu ở nhánh thứ 20. Khi truyền dẫn ựa kênh WDM, xem xét trên hình 6.6 (b) ta thấy sự khác nhau về hiệu suất giữa SMF-28 và LEAF sẽ là không ựáng kể.
Hình 6.6. Hệ thống 40 Gb/s RZ-DPSK~ công suất trung bình mỗi kênh là 0dB (a) đơn kênh (b) 40 - λ - WDM với khoảng cách kênh là 100GHz
Tóm lại, ựối với các hệ thống quang 40Gb/s có ựiều chế cường ựộ, SPM là 1 trong các nguyên nhân quan trọng nhất làm giảm hiệu suất hệ thống. đối với các sợi quang tán sắc nội cao như SMF-28, hiệu ứng SPM mạnh hơn các sợi quang có tán sắc nội thấp như là LEAF và TW-RS. Mặt khác, SMF-28 ắt nhạy cảm với xuyên nhiễu phi tuyến trong các hệ thống WDM do khả năng walkoff nhanh giữa các kênh bước sóng ựiều chỉnh ựược. Khi thực hiện ựiều chế pha quang, như là NRZ-DPSK, SPM không còn là mối lo ngại lớn nữa. Trong trường hợp này SMF-28 làm tốt hơn các loại sợi quang khác trong các hệ thống WDM.
Tuy nhiên, hiệu suất tốt nhất ựối với khoảng cách truyền dẫn 1600km (20spans) ựạt ựược bằng cách sử dụng RZ-DPSK. Với dạng ựiều chế này, các loại sợi quang SMF-28, LEAF và TW-RS sẽ có hiệu suất gần bằng nhau. Nếu có 1 số cách ựể bù cho hiệu ứng SPM, thì SMF-28 có lẽ là lựa chọn tốt nhất trong các loại sợi quang.