CHƯƠNG 2: PHÁT TRIỂN CHUYỂN MẠCH SMZ VỚI COUPLER ĐẦU RA KHÔNG ĐỐI XỨNG VÀ XUNG ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT KHÁC NHAU Ở
2.4 MÔ PHỎNG VÀ THẢO LUẬN
2.4.2 Kết quả mô phỏng và thảo luận
Với mục tiêu đánh giá hiệu năng của chuyển mạch SMZ với coupler đầu ra không cân bằng và xung điều khiển CP có công suất khác nhau ở hai nhánh đã đề xuất, các tham số cơ bản phản ánh hiệu năng chuyển mạch SMZ trong hệ thống OTDM được khảo sát gồm:
(i) Dịch pha trong SOA ảnh hưởng đến công suất kênh tín hiệu chuyển mạch mong muốn (kênh tín hiệu cần tách trong bộ tách kênh). Cụ thể để kênh tín hiệu cần tách đạt được chất lượng tốt nhất thì dịch pha của tín hiệu trong SOA phải bằng .
Các tham số SOA thiết lập cho mô phỏng ảnh hưởng dịch pha SOA đến chất lượng tín hiệu chuyển mạch như đưa ra trên bảng 2.3. Hình 2.16 là kết quả mô phỏng biểu thị BER của kênh tín hiệu cần tách phụ thuộc công suất của tín hiệu điều khiển CP. Rõ ràng là với công suất CP khoảng 17,62 dBm thì chất lượng của kênh tín hiệu cần tách đạt được là tốt nhất khoảng BER= 5,98×10-13.
Hơn nữa, như đã khảo sát qua phân tích lý thuyết với các điều kiện hoạt động khác nhau của SOA để đạt được yêu cầu tín hiệu dịch pha mong muốn, liên quan đến dòng định thiên, chiều dài SOA và bước sóng tín hiệu đầu vào. Chúng ta có thể thấy
rõ thêm khi thay đổi các tham số khác của SOA cũng ảnh hưởng đến độ dịch pha tối ưu, thí dụ như trên bảng 2.4 và kết quả hình 2.17. Khi giảm hệ số RA và RB như trong bảng 2.4, để SOA đạt được dịch pha tối ưu thì chỉ yêu cầu công suất CP khoảng 14,5 dBm.
Hình 2.16: BER của kênh tín hiệu cần tách thay đổi theo công suất đỉnh của tín hiệu điều khiển CP.
Hình 2.17: BER của kênh tín hiệu cần tách thay đổi theo công suất đỉnh của tín hiệu điều khiển CP.
(ii) Tỉ số giảm R của các CP ảnh hưởng đến công suất kênh tín hiệu cần tách trong bộ tách kênh OTDM. Cụ thể để kênh tín hiệu cần tách đạt được chất lượng tốt nhất (công suất lớn nhất) thì tỉ số giảm R phải đạt giá trị Ropt. Hình 2.18 biểu thị BER của kênh tín hiệu cần tách thay đổi theo tỉ số giảm R của các xung điều khiển CP. Từ hình
2.18, có thể thấy rõ khi R= Ropt = 0,4 dBm thì chất lượng BER của kênh tín hiệu cần tách đạt được là tốt nhất.
Hình 2.18: BER của kênh tín hiệu cần tách thay đổi theo tỉ số giảm của các xung điều khiển CP khi R=0-1,9dB.
(iii) Tỉ số ghép 𝛼𝐶 của coupler đầu ra chuyển mạch SMZ ảnh hưởng đến công suất kênh tín hiệu cần tách trong bộ tách kênh OTDM. Hình 2.19 biểu thị BER của kênh tín hiệu cần tách thay đổi theo tỉ số ghép 𝛼𝐶 của coupler đầu ra thu được trên mô hình mô phỏng. Đồ thị cho thấy khi hệ số ghép 𝛼𝐶= 0,6 thì BER của kênh tín hiệu cần tách đạt được tốt nhất.
Hình 2.19: BER của kênh tín hiệu cần tách thay đổi theo tỉ số ghép αC của coupler đầu ra.
(iv) Kết quả mô phỏng đối với xuyên nhiễu dư (RCXT) theo tỉ số giảm R với giá trị cửa sổ chuyển mạch TSW=12,5ps đưa ra trong bảng 2.6 và hình 2.20. Với các giá trị R âm, nghĩa là PCP1 < PCP2, RCXT tương đối cao do chênh lệch khuếch đại giữa G1
và G2. RCXT giảm khi tăng R và đạt được giá trị tối thiểu khi R=Ropt=0,4dB, trước khi tăng trở lại khi R lớn.
Bảng 2.6: Kết quả mô phỏng xuyên nhiễu dư thay đổi theo tỉ số giảm.
R (dB) -0,6 -0,4 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 RCXT (dB) -21,2 -22,1 -22,9 -23,1 -25,1 -26,5 -25,6
Hình 2.20: Xuyên nhiễu dư theo mô phỏng thay đổi theo tỉ số giảm (R).
(v) Kết quả mô phỏng đối với độ thiệt thòi công suất thu (Prx) theo tỉ số giảm R với TSW =12,5 ps như trong bảng 2.7 và hình 2.21. Độ thiệt thòi công suất thu cũng giảm khi R tăng, giá trị nhỏ nhất đạt được bằng khoảng 0,9 dB tại R= Ropt. Tuy nhiên, khi R lớn hơn Ropt thì Prx tăng trở lại.
Bảng 2.7: Kết quả mô phỏng độ thiệt thòi công suất thu Prx thay đổi theo R với TSW=12,5ps.
R (dB) -0,6 -0,4 -0,2 0 0,2 0,4 0,6
Prx (dB) 3,5 2,98 2,61 2,01 1,57 0,88 1,52
Hình 2.21: Độ thiệt thòi công suất thu Prx thay đổi theo R với TSW=12,5ps.
(vi) Kết quả mô phỏng ảnh hưởng của RCXT được quan sát rõ nhất dựa trên hiệu năng BER như minh họa trong hình 2.22. Với quá trình tách kênh thứ nhất 10 Gb/s từ hệ thống 80 Gb/s, tại BER=10-12 thì độ thiệt thòi công suất là 0,87 dB và 1,99 dB (cải thiện được 1,12 dB) tương ứng với chuyển mạch SMZ thông thường và chuyển mạch SMZ đề xuất khi so sánh với trường hợp nối lưng đấu lưng (B-B). Tại BER=10-12 thì độ thiệt thòi công suất là 1,77 dB và 1,99 dB (cải thiện được 0,22 dB) tương ứng với chuyển mạch SMZ [19] và chuyển mạch SMZ đề xuất khi so sánh với trường hợp nối lưng đấu lưng (B-B).
Hình 2.22: Kết quả mô phỏng BER kênh thứ nhất, TSW=12,5 ps.
Tóm lại, trong hệ thống OTDM tốc độ cao rõ ràng với lược đồ xung điều khiển CP có công suất không bằng nhau kết hợp sử dụng coupler đầu ra không đối xứng sẽ góp phần cải thiện được hiệu năng của chuyển mạch hoặc tách kênh của SMZ.