Tài liệu Phương pháp điều chế quang M-Qam sử dụng một bộ điều chế mach-zehnder điện cực kép: Kỹ thuật điều khiển & Điện tử
N.Đ. Nhân, N.T. Dũng “Phương pháp điều chế quang M-QAM điện cực kép.” 34
PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ QUANG M-QAM SỬ DỤNG MỘT BỘ
ĐIỀU CHẾ MACH-ZEHNDER ĐIỆN CỰC KÉP
Nguyễn Đức Nhân1*, Nguyễn Tiến Dũng2
Tóm tắt: Một phương pháp điều chế tín hiệu quang M-QAM sử dụng chỉ một bộ
điều chế Mach-Zehnder điện cực kép được đề xuất trong bài báo này. Nguyên lý
hoạt động và cấu trúc bộ phát theo phương pháp đề xuất đã được trình bày và khảo
sát thông qua mô phỏng dựa trên Simulink. Các kết quả mô phỏng thu được đã cho
thấy khả năng hoạt động thích ứng của phương pháp cho các bậc điều chế QAM
khác nhau. Sự ảnh hưởng của quá trình lượng tử hóa đến tính khả thi trong triển
khai thực tế của phương pháp đã được phân tích.
Từ khóa: Hệ thống truyền tải quang, Định dạng điều chế tiên tiến, Bộ điều chế Mach-Zehnder.
1. MỞ ĐẦU
Nhu cầu về băng thông ngày càng tăng mạnh đòi hỏi các hệ thống truyền tải quang cần
sử dụng tài nguyên bước sóng quang một cách hiệ...
8 trang |
Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 693 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Phương pháp điều chế quang M-Qam sử dụng một bộ điều chế mach-zehnder điện cực kép, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Kỹ thuật điều khiển & Điện tử
N.Đ. Nhân, N.T. Dũng “Phương pháp điều chế quang M-QAM điện cực kép.” 34
PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ QUANG M-QAM SỬ DỤNG MỘT BỘ
ĐIỀU CHẾ MACH-ZEHNDER ĐIỆN CỰC KÉP
Nguyễn Đức Nhân1*, Nguyễn Tiến Dũng2
Tóm tắt: Một phương pháp điều chế tín hiệu quang M-QAM sử dụng chỉ một bộ
điều chế Mach-Zehnder điện cực kép được đề xuất trong bài báo này. Nguyên lý
hoạt động và cấu trúc bộ phát theo phương pháp đề xuất đã được trình bày và khảo
sát thông qua mô phỏng dựa trên Simulink. Các kết quả mô phỏng thu được đã cho
thấy khả năng hoạt động thích ứng của phương pháp cho các bậc điều chế QAM
khác nhau. Sự ảnh hưởng của quá trình lượng tử hóa đến tính khả thi trong triển
khai thực tế của phương pháp đã được phân tích.
Từ khóa: Hệ thống truyền tải quang, Định dạng điều chế tiên tiến, Bộ điều chế Mach-Zehnder.
1. MỞ ĐẦU
Nhu cầu về băng thông ngày càng tăng mạnh đòi hỏi các hệ thống truyền tải quang cần
sử dụng tài nguyên bước sóng quang một cách hiệu quả hơn. Để đáp ứng được yêu cầu
mới này, các định dạng điều chế tiên tiến như điều chế khóa dịch pha kết hợp với kỹ thuật
thu kết hợp số và ghép kênh phân chia theo phân cực đã được quan tâm nghiên cứu phát
triển trong những năm gần đây [1,2]. Khi yêu cầu sử dụng hiệu suất phổ lớn hơn thì việc
sử dụng kỹ thuật điều chế QAM bậc cao là lựa chọn tốt nhất trong hệ thống. Do vậy, các
kỹ thuật điều chế quang M-QAM đã được chú ý nghiên cứu áp dụng trong nâng cao hiệu
suất phổ và dung lượng truyền tải của mạng [3,4]. Ngoài ra, mạng truyền tải quang đang
hướng đến một cấu trúc linh hoạt và mềm dẻo trong việc cấp phát băng thông hay còn
được gọi là mạng quang “mềm dẻo” EON [5]. Trong cấu trúc mạng này các bộ thu phát
quang được đòi hỏi có khả năng hoạt động thích ứng cả về tốc độ và định dạng điều chế và
đây cũng là thách thức khó khăn cho nghiên cứu thiết kế bộ phát quang.
Trong các phương pháp điều chế quang tín hiệu M-QAM được đề xuất có thể được
phân thành hai loại chính đó là loại phương pháp sử dụng tín hiệu điện kích thích nhị phân
hai mức [3,6,7] và loại phương pháp sử dụng tín hiệu đa mức [4,6,8]. Trong loại phương
pháp đầu tiên bộ phát quang sẽ có cấu trúc bộ điều chế quang phức tạp và đòi hỏi một cấu
trúc riêng biệt cho mỗi bậc điều chế. Để đơn giản hóa cấu trúc bộ điều chế quang thì loại
phương pháp thứ hai dùng bộ điều chế IQ là lựa chọn phổ biến nhất hiện nay. Tuy vậy bộ
điều chế IQ vẫn có cấu trúc phức tạp hơn so với bộ điều chế cường độ Mach-Zehnder dẫn
đến chi phí và kích thước bộ phát lớn hơn.
Từ yêu cầu đặt ra đối với bộ phát quang sử dụng điều chế QAM cho hiệu suất sử dụng
phổ tần cao nhưng có cấu trúc bộ điều chế đơn giản để giảm kích thước và chi phí kết hợp
với khả năng thích ứng các bậc điều chế khác nhau, một phương pháp điều chế mới dựa trên
loại phương pháp sử dụng tín hiệu kích thích đa mức sẽ được đề xuất trong bài báo này.
Phương pháp điều chế đề xuất này sử dụng chỉ một bộ điều chế Mach-Zehnder điện cực kép
được dựa trên ý tưởng của tác giả Ho trong [8] nhưng có chế độ hoạt động khác để đảm bảo
hiệu năng hoạt động của hệ thống. Hoạt động của phương pháp và tính khả thi trong triển
khai sẽ được chứng minh qua mô phỏng và so sánh với phương pháp của Ho để thấy hiệu
quả hơn trong quá trình điều chế QAM khi sử dụng cùng một bộ điều chế Mach-Zehnder.
Cấu trúc của bài báo được chia làm ba phần chính trong đó mục 2 trình bày về cấu trúc
bộ phát và nguyên lý điều chế quang QAM sử dụng chỉ một bộ điều chế Mach-Zehnder
điện cực kép. Mô hình mô phỏng và các kết quả thu được để đánh giá và phân tích sẽ được
trình bày trong mục 3. Kết quả cũng cho thấy mức độ khả thi và phạm vi sử dụng của
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 41, 02 - 2016 35
phương pháp đề xuất cũng như sự hiệu quả hơn so với phương pháp của Ho. Mục cuối
cùng là một số kết luận rút ra của bài báo.
2. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ QUANG M-QAM
2.1. Cấu trúc bộ phát quang M-QAM
Hình 1. Cấu trúc bộ phát quang tín hiệu M-QAM sử dụng một
bộ MZM điện cực kép.
Cấu trúc bộ phát quang M-QAM đề xuất sử dụng chỉ một bộ điều chế MZM điện cực
kép (DD-MZM) được cho thấy trong hình 1. Bộ phát bao gồm một bộ DD-MZM, bộ mã
hóa cùng bộ chuyển đổi số sang tương tự (DAC), các bộ khuyếch đại công suất, nguồn
laser cung cấp sóng mang quang liên tục và bộ tạo chuỗi xung RZ tùy chọn khi muốn sử
dụng mã đường RZ. Khối mã hóa thực hiện sắp xếp và chuyển đổi chuỗi bít đầu vào tùy
theo bậc điều chế M thành các mức tín hiệu kích thích cho hai điện cực độc lập của DD-
MZM. Mỗi từ mã n bít (2n = M) được chuyển đổi thành một mức xác định tại mỗi cổng
đầu ra điện áp kích thích. Quá trình chuyển đổi này được tính toán trong miền số bởi một
chip DSP khả lập trình để cho phép lập trình tính toán lại các mức và số lượng mức khi
bậc điều chế thay đổi. Các mức sau khi được xác định bởi bộ mã hóa sẽ được chuyển đổi
sang tín hiệu tương tự nhờ bộ DAC. Bộ khuyếch đại điện sử dụng để hiệu chỉnh mức điện
áp phù hợp với mức điện áp kích thích của bộ DD-MZM. Tại bộ điều chế DD-MZM, các
mức điện áp kích thích 2 điện cực là độc lập nhau bao gồm 2 thành phần: thành phần một
chiều là điện áp định thiên cho điện cực (VB) và thành phần xoay chiều là điện áp dữ liệu
tới từ bộ chuyển đổi DAC (VD).
2.2. Nguyên lý điều chế
Xét hoạt động của bộ điều chế DD-MZM ở trạng thái tĩnh, hai nhánh của bộ điều chế
sẽ được kích thích bởi 2 điện áp độc lập V1 và V2. Trường điện đầu ra bộ điều chế Eo đặc
trưng cho mỗi ký hiệu điều chế sẽ là:
2expexp
2expexp
2211
21
VVVjVVVjE
VVjVVjEE
BDBDi
io
(1)
trong đó. V là điện áp nửa sóng là mức điện áp cần thiết để gây ra sự dịch pha bằng của
bộ điều chế DD-MZM, Ei là trường điện đầu vào bộ điều chế được tách thành 2 phần bằng
nhau và trải qua sự biến đổi pha độc lập trên 2 nhánh tương ứng của bộ điều chế, VB1 và
VB2 là các mức điện áp định thiên tại hai điện cực tương ứng (như đã đề cập ở trên VB1 =
Tín hiệu
M-QAM Bộ tạo chuỗi
xung RZ
Nguồn laser B
ộ
m
ã
h
óa
Chuỗi bít
dữ liệu vào
VB2
VB1
VD2
VD1
V1
V2
VBi – Điện áp định thiên của bộ MZM (i = 1,2.)
VDi – Điện áp dữ liệu
Vi – Điện áp kích thích bộ MZM
DAC
DAC
D
S
P
I
C
DD-MZM
Bộ khuyếch đại điện
Kỹ thuật điều khiển & Điện tử
N.Đ. Nhân, N.T. Dũng “Phương pháp điều chế quang M-QAM điện cực kép.” 36
V/2, VB2 = -V/2), VD1 và VD2 là các mức điện áp đầu ra bộ DAC sau khi được xác định từ
bộ mã hóa.
Đối với tín hiệu điều chế QAM có M mức mỗi ký hiệu si được mã hóa cho n bít (M =
2n) có thể được biểu diễn trong không gian pha ở dạng số phức như sau:
ij
iiii erjbas
22
iii bar và iii ab
1tan , 1,...,1,0 Mi
(2)
trong đó, ai, bi là các giá trị các thành phần đồng pha (I) và vuông pha (Q) chuẩn hóa của
ký hiệu tương ứng nằm trong dải {1, 3,..., M-1}, ri là biên độ chuẩn hóa và i là góc
pha của ký hiệu (- i < ). Từ các công thức (1)-(2), trường điện đầu ra bộ điều chế
được viết lại dưới dạng chuẩn hóa đặc trưng cho một ký hiệu điều chế như sau:
21max 21 RReeaE jjo
với iji eaR
max
i = 1, 2 (3)
ở đây, amax = max{a0, a1,..., aM-1}. Nó được lưu ý rằng cách lựa chọn amax này khác với lựa
chọn của Ho trong [8] và sẽ ảnh hưởng đến tính toán các mức điện áp kích thích bộ điều
chế đề cập sau đây. Thêm nữa, trong phương pháp của Ho không sử dụng điện áp định
thiên ban đầu giống như phương pháp đề xuất ở bài báo này. Từ (2) và (3) có thể thấy
vector trường đặc trưng cho một ký hiệu bất kỳ trên biểu đồ chòm sao có thể được hình
thành từ phép cộng 2 vector thành phần R1 và R2 như được minh họa ví dụ trong biểu đồ
chòm sao 16-QAM ở hình 2. Vì hai điện cực được định thiên tại điểm /2 tương ứng nên
mức điện áp kích thích sẽ tỉ lệ với độ lệch pha giữa vector thành phần và vector định thiên
ban đầu (góc i). Cụ thể các mức điện áp cho ký hiệu si sẽ được xác định:
11 iD VV và 22 iD VV
với i = 1, 2, , M-1 (4)
Lưu đồ chi tiết tính toán các mức điện áp này được cho thấy trong hình 2. Trong lưu đồ
trên tùy theo bậc điều chế, các từ mã sẽ được sắp xếp thành các ký hiệu dạng chuẩn hóa
gồm 2 thành phần đồng pha (ai) và vuông pha (bi). Sau đó các thành phần vector ký hiệu
được tính theo các công thức (4) và góc giữa vector ký hiệu và các vector thành phần là i
có thể được xác định bởi:
max
1 2cos arii
với i = 1, 2, , M-1 (5)
Tùy thuộc vào góc pha vector ký hiệu để tính các thành phần lệch pha. Nếu 2 i
thì các thành phần lệch pha và góc lệch pha i được tính bởi:
ii và ii
với i = 1, 2, , M-1 (6)
21 i và 22 i (7)
còn trong trường hợp ngược lại các thành phần lệch pha sẽ là:
iii .sgn
* và iii .sgn
* (8)
2*1 i và 2*2 i (9)
trong đó, sgn được gọi là hàm dấu. Và các mức điện áp kích thích dễ dàng được xác định
bởi công thức (4). Như vậy, dựa trên phương pháp điều chế trình bày ở trên, bất kỳ bậc
điều chế M-QAM nào đều có thể thực hiện được. Mỗi điểm chòm sao đặc trưng cho một
ký hiệu sẽ được xác định bởi một cặp điện áp kích thích ở 2 điện cực của bộ điều chế DD-
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 41, 02 - 2016 37
MZM. Phương pháp này vừa cho phép đơn giản cấu trúc bộ phát quang trong khi vẫn có
khả năng điều chế thích ứng ở các bậc khác nhau.
Hình 2. Mô tả nguyên lý và lưu đồ tính mức điện áp kích thích tại hai điện cực
bộ điều chế MZM điện cực kép cho một ký hiệu bất kỳ.
3. MÔ PHỎNG VÀ THẢO LUẬN
3.1. Mô hình mô phỏng
Để chứng minh và đánh giá hiệu quả của phương pháp điều chế quang M-QAM đề
xuất, một mô hình mô phỏng hệ thống truyền dẫn quang M-QAM được xây dựng dựa trên
nền tảng Simulink theo sơ đồ cấu trúc cho trong hình 1 gồm hai thành phần quan trọng là
bộ điều chế DD-MZM và bộ mã hóa. Hình 3 cho thấy mô hình bộ điều chế MZM điện cực
kép được xây dựng trong Simulink.
Y branch combine
phase modulated
carrier arm 1
DD-MZM Data Modulator
phase modulated
carrier arm 2
1
Optical
M-QAM
1/2
Vbias
arm2
-1/2
Vbias
arm1
Scope7
Ts:[0 0], C:0, D:[0]
Probe
Optical RZ pulse
Dif f erential data
biasing v oltage
Out1
Phase Modulator 2
Optical RZ pulse
Dif f erential data
biasing v oltage
Out1
Phase Modulator 1
Optical RZ
Time scope3
Optical RZ
Time scope2
Optical RZ
Time scope1
Optical RZ
Time scope
1
Gain1
1
Gain
double
Data Type Conversion2
double
Data Type Conversion1
Re(u)
Complex to
Real-Imag
u
Complex to
Magnitude-Angle1
|u|
u
Complex to
Magnitude-Angle
Add
3
V2
2
V1
1
Optical
Carrier
Hình 3. Sơ đồ cấu trúc bộ điều chế MZM điện cực kép xây dựng trong Simulink.
I
Q
S0
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
VB2
VB1
V2
V1 S8
S9
S10
S11
S12
S13
S14
S15
i
i
2 nhánh dịch pha của
bộ điều chế MZM
2 điện áp kích
thích đầu vào
Cổng sóng
quang CW
Kỹ thuật điều khiển & Điện tử
N.Đ. Nhân, N.T. Dũng “Phương pháp điều chế quang M-QAM điện cực kép.” 38
Chi tiết bộ mã hóa xây dựng trong Simulink được cho thấy trong hình 4 bao gồm các
khối sắp xếp ký hiệu (Mapping) thực hiện chuyển đổi từ mã bít nhị phân thành ký hiệu
chuẩn hóa gồm 2 thành phần I và Q đầu ra, khối mã hóa trước (Precoding) chuyển đổi các
thành phần I, Q thành các mức điện áp chuẩn hóa tương ứng theo lưu đố tính toán trong
hình 2, và khối DAC chuyển đổi mức điện áp được tính thành các mức lượng tử tương ứng
tùy theo độ dài bit chuyển đổi. Tùy thuộc độ dài nb bit của bộ DAC, sai số lượng tử cực đại
do quá trình lượng tử hóa gây ra sẽ là /2 với bnq VMV 222 maxmax làm sai lệch
vị trí chòm sao ra khỏi vị trí lý tưởng dẫn đến suy giảm hiệu năng hệ thống.
Data Mapper for M-QAM Modulation
2
V2
1
V1
In1
In2
Out1
Out2
Pre-coding
In1
I
Q
Mapping
[data]
Goto
Data Time scope1
Data Time scope
In1
In2
Out1
Out2
DAC
Buffer1
Bit to Integer
Converter
Bit to Integer
Converter
Bernoull i
Binary
Bernoull i Binary
Generator
b3
Hình 4. Mô hình bộ mã hóa (Encoder) trong Simulink.
Các tín hiệu quang M-QAM được giải điều chế qua bộ thu kết hợp số. Thành phần bộ
thu kết hợp và các thành phần khác để xây dựng thành hệ thống truyền dẫn quang trong
Simulink có thể được tham khảo trong [9,10].
3.2. Kết quả mô phỏng và bình luận
Dựa trên mô hình mô phỏng xây dựng các bậc điều chế M-QAM khác nhau hoạt động
tại tốc độ 40 Gbit/s đã được khảo sát trên cùng một bộ phát quang để cho thấy khả năng
điều chế thích ứng của phương pháp đề xuất. Hình 5 cho thấy hiệu năng của hệ thống M-
QAM với các bậc điều chế khác nhau trong giới hạn của nhiễu quang thể hiện qua tham số
tỉ số tín hiệu trên nhiễu quang (OSNR). Ở đây tham số OSNR được xác định tại độ rộng
băng tần quang tham chiếu là 0,1 nm (hay 12,5 GHz).
5 10 15 20 25 30
10
-10
10
-8
10
-6
10
-4
10
-2
OSNR (dB)
B
E
R
4-QAM Ideal
4-QAM DAC 2bit
16-QAM Ideal
16-QAM DAC 4bit
16-QAM DAC 5bit
64-QAM Ideal
64-QAM DAC 6bit
64-QAM DAC 7bit
Hình 5. Hiệu năng của các hệ thống điều chế QAM khác nhau có xét đến ảnh
hưởng của độ dài bít của bộ DAC so với lý tưởng.
Kết quả thu được cũng phản ánh sự tác động mạnh của nhiễu quang lên các tín hiệu
QAM có bậc điều chế cao. Để xác định phạm vi ảnh hưởng của quá trình lượng tử hóa
Khối chuyển đổi DAC Khối mã hóa trước Khối sắp xếp Tạo chuỗi
nhị phân
ngẫu nhiên
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 41, 02 - 2016 39
cũng như điều kiện hoạt động của phương pháp khi triển khai thực tế, hiệu năng của các hệ
thống điều chế QAM khác nhau đã được khảo sát trong điều kiện độ dài bít của bộ DAC
thay đổi. Kết quả khảo sát thu được thể hiện trong Hình 5 cho thấy tác động của quá trình
lượng tử hóa càng lớn khi mức điều chế tăng lên. Ngoại trừ trường hợp 4-QAM, các
trường hợp điều chế QAM bậc cao đều cho thấy sự suy giảm hiệu năng tại độ dài bít DAC
tối thiểu (nb = n).
Mức bù công suất phụ thuộc vào độ dài bít DAC tại ngưỡng BER = 10-9 được cho thấy
trong Hình 6. Kết quả cho thấy để mức bù nhỏ hơn 1 dB thì độ dài bít nb phải lớn hơn độ dài
từ mã n ít nhất 1 bít ngoại trừ trường hợp 4-QAM. Đối với điều chế 4-QAM sự ảnh hưởng
của quá trình lượng tử hóa không đáng kể có thể bỏ qua là do độ lệch các mức điện áp giữa
hai điện cực kích thích luôn bằng nhau và bằng V/2. Kết quả cũng chỉ ra mức độ khả thi để
triển khai phương pháp điều chế đề xuất trong thực tế vì các bộ chuyển đổi ADC/DAC hoạt
động ở tốc độ trên 50GHz có độ phân giải 8 bít hiện đều đã sẵn có trên thị trường.
2 3 4 5 6 7 8 9
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Number of bits of DAC
P
e
n
a
lty
(
d
B
)
4-QAM
16-QAM
64-QAM
Hình 6. Mức bù công suất so với lý tưởng khi thay đổi độ dài bít của bộ DAC
của các hệ thống điều chế QAM khác nhau.
Phương pháp đề xuất cũng được kiểm tra so sánh với phương pháp của Ho đề xuất
trong [8] do cùng sử dụng một bộ DD-MZM. Trong điều kiện cùng bộ DAC độ dài bit
giống nhau, phương pháp đề xuất trong bài báo này cho thấy hiệu năng tốt hơn như thể
hiện qua đường cong hiệu năng của hệ thống cho 2 trường hợp 4-QAM sử dụng bộ DAC 2
bit và 16-QAM sử dụng bộ DAC 5 bit thể hiện trong Hình 7.
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
10
-10
10
-8
10
-6
10
-4
10
-2
OSNR (dB)
B
E
R
4-QAM Proposed
4-QAM Ho's method
16-QAM Proposed
16-QAM Ho's method
Hình 7. Hiệu năng của các hệ thống M-QAM theo phương pháp đề xuất (chấm
tròn) so với phương pháp của Ho (chấm vuông) trong cùng điều kiện sử dụng
bộ DAC giống nhau.
Kỹ thuật điều khiển & Điện tử
N.Đ. Nhân, N.T. Dũng “Phương pháp điều chế quang M-QAM điện cực kép.” 40
Sự cải thiện hiệu năng này có thể được giải thích là do các mức điện áp được tính theo
phương pháp đề xuất có dải giá trị biến đổi nhỏ hơn nhờ sự định thiên ban đầu và lựa chọn
biên độ vector ban đầu so với các mức được tính theo phương pháp của Ho. Nhờ đó với
cùng số lượng mức lượng tử giống nhau nhưng sai số lượng tử trong phương pháp đề xuất
trong bài báo này nhỏ hơn nên bị ảnh hưởng ít hơn qua đó cải thiện được hiệu năng của hệ
thống so với phương pháp của Ho. Tại ngưỡng BER = 10-9, phương pháp đề xuất có thể
cải thiện được khoảng 2 dB trong trường hợp 4-QAM và 1 dB trong trường hợp 16-QAM.
4. KẾT LUẬN
Bằng việc sử dụng chỉ một bộ điều chế quang Mach-Zehnder điện cực kép phổ biến,
một phương pháp điều chế tín hiệu quang M-QAM đã được đề xuất và chứng minh qua
mô hình mô phỏng. Theo phương pháp đề xuất mỗi vị trí chòm sao đặc trưng cho ký hiệu
đều có thể được tạo thành từ một cặp mức điện áp kích thích phù hợp. Thông qua mô
phỏng, các ảnh hưởng của giới hạn mức lượng tử có thể chấp nhận được khi số bít phân
giải của bộ DAC nhiều hơn số bít cần mã hóa trên một ký hiệu là một bít. Trong dải bậc
điều chế từ 64 trở xuống, số bít phân giải của bộ DAC cần chỉ là 8 cho thấy tính khả thi
khi triển khai trong thực tế. Thêm nữa kết quả mô phỏng cũng cho thấy sự cải thiện hiệu
năng của hệ thống sử dụng phương pháp đề xuất so với phương pháp của Ho với cùng loại
bộ điều chế quang sử dụng.
Lời cảm ơn: Tác giả cảm ơn sự tài trợ về kinh phí của Học viện Công nghệ BCVT cho
nghiên cứu này thuộc đề tài nghiên cứu mã số 15-2015-HV-VT1.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. P. J. Winzer, "High-Spectral-Efficiency Optical Modulation Formats," IEEE
Journal of Lightwave Technology, Vol. 30 (2012), pp. 3824-3835.
[2]. Kikuchi,"Digital coherent optical communication systems: fundamentals and
future prospects," IEICE Electronics Express, Vol. 8 (2011), pp. 1642-1662.
[3]. H. Y. Choi, and I. Morita, "Optical transmitter for 320-Gb/s PDM-RZ-16QAM
generation using electrical binary drive signals," Optics Express, Vol. 20, pp.
28772-28778, 2012.
[4]. B. C. T. K. A. Sano et al, "102.3-Tb/s (224 x 548-Gb/s) C- and extended L-band
all-raman transmission over 240 km using PDM-64QAM single carrier FDM with
digital pilot tone," in OFC/NFOEC (2012), p. PDP5C.3.
[5]. P. Layec et al, "Elastic Optical Networks: The Global Evolution to Software
Configurable Optical Networks," Bell Labs Technical Journal, Vol. 18 (2013), pp.
133-151.
[6]. K. M. Seimetz, "Transmitter design," in High-order modulation for optical fiber
transmission: Springer, 2009.
[7]. A. C. T. Sakamoto, and T. Kawanishi, "50-Gb/s 16 QAM by a quad-parallel Mach-
Zehnder modulator," in Proc. ECOC, 2007, p. PDP2.8.
[8]. K. P. Ho, Cuei, H.W,, "Generation of arbitrary quadrature signals using one dual-
drive modulator," IEEE Journal of Lightwave Technology, Vol. 23 (2005), pp.
764–770.
[9]. L. N. Binh, “Optical fiber communications systems: Theory and practice with
Matlab and Simulink models” CRC Press, 2010.
[10]. N. Nguyen and L. N. Binh, "Demultiplexing Techniques of 320 Gb/s TDM-DQPSK
Signals: A Comparison by Simulation," Proc of the IEEE International Conference
on Communication Systems, Singapore, (2010).
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 41, 02 - 2016 41
ABSTRACT
ADAPTIVE MODULATION FOR M-QAM SIGNALS USING ONLY A DUAL-DRIVE
MACH-ZEHNDER MODULATOR
A scheme to generate the optical quadrature amplitude modulation (QAM)
signals using only one dual-drive Mach-Zehnder modulator is proposed. The
principle of operation and the structure of transmitter based on the proposed
method have been presented and demonstrated by simulation. The simulated results
show that the proposed scheme provides the transmission systems with the ability to
generate the different order M-QAM sigals. The influence of quantization on the
feasibility of the method has been investigated.
Keywords: Optical transmission system, Advanced modulation formats, Mach-Zehnder modulator.
Nhận bài ngày 10 tháng 01 năm 2016
Hoàn thiện ngày 2 tháng 02 năm 2016
Chấp nhận đăng ngày 22 tháng 02 năm 2016
Địa chỉ: 1 Khoa Viễn thông 1 – Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông;
2 Khoa Công nghệ tự động – Đại học Điện lực.
* Email : nhannd@ptit.edu.vn
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 05_nhan_8115_2150010.pdf