Báo cáo khoa học: So sánh hoạt động của các hệ thống thông tin quang M - QAM có sử dụng bộ khuếch đại quang

Bài báo so sánh hoạt động của các hệ thống thông tin quang M - QAM sử dụng các bộ khuếch đại quang. Tỷ số công suất sóng mang trên tạp âm CNR sau tách sóng quang đ-ợc tính toán, so sánh và mô phỏng với ba ph-ơng án sử dụng EDFA trên tuyến: làm khuếch đại công suất (BA), khuếch đại đ-ờng truyền (LA), hay tiền khuếch đại (PA).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo khoa học: "So sánh hoạt động của các hệ thống thông tin quang M - QAM có sử dụng bộ khuếch đại quang" So s¸nh ho¹t ®éng cña c¸c hÖ thèng th«ng tin quang M - QAM cã sö dông bé khuÕch ®¹i quang KS. Lª trung thµnh Bé m«n Th«ng tin - ViÔn th«ng Khoa §iÖn - §iÖn tö - Tr−êng §¹i häc GTVT Tãm t¾t: Bμi b¸o so s¸nh ho¹t ®éng cña c¸c hÖ thèng th«ng tin quang M - QAM sö dông c¸c bé khuÕch ®¹i quang. Tû sè c«ng suÊt sãng mang trªn t¹p ©m CNR sau t¸ch sãng quang ®−îc tÝnh to¸n, so s¸nh vμ m« pháng víi ba ph−¬ng ¸n sö dông EDFA trªn tuyÕn: lμm khuÕch ®¹i c«ng suÊt (BA), khuÕch ®¹i ®−êng truyÒn (LA), hay tiÒn khuÕch ®¹i (PA). Summary: In this paper, we investigate the performance of M - QAM optical communication systems with optical amplification. The Carrier to Noise Ratio (CNR) at the receiver is calculated for three types: EDFA is used as Booster Amplifier (BA), In - line Amplifier (LA), or Pre - Amplifier. The results are compared and simulated with different parameters of the system.i. giíi thiÖu Trong c¸c hÖ thèng th«ng tin quang c¸c bé khuÕch ®¹i quang sîi EDFA th−êng ®−îc södông lµm: khuÕch ®¹i c«ng suÊt (BA), khuÕch ®¹i ®−êng truyÒn (LA) hay tiÒn khuÕch ®¹i (PA).Tuú theo vÞ trÝ sö dông mµ tû sè tÝn hiÖu trªn t¹p ©m ®iÖn eSNR (electrical Signal to Noise Ratio)vµ c«ng suÊt sãng mang trªn t¹p ©m CNR (Carrier to Noise Ratio) sau t¸ch sãng quang kh¸cnhau. ViÖc tÝnh to¸n eSNR vµ vÞ trÝ tèi −u cña EDFA trªn tuyÕn th«ng tin quang ®· ®−îc ®−a ratrong mét sè c«ng tr×nh [1, 2]. Tuy nhiªn, c¸c kÕt qu¶ ®ã míi chØ xÐt cho hÖ thèng th«ng tinquang ®iÒu biÕn c−êng ®é - t¸ch sãng trùc tiÕp (IM - DD), cßn trong c¸c hÖ thèng th«ng tinquang truyÒn dÉn tÝn hiÖu cao tÇn RF, nh− tÝn hiÖu h×nh ¶nh ®−îc ®iÒu chÕ M - QAM th× ch−a®−îc nghiªn cøu. Trong bµi b¸o nµy chóng t«i sÏ nghiªn cøu vÞ trÝ ®Æt tèi −u cña EDFA trªn tuyÕn th«ng tinquang M-QAM dùa vµo CNR sau t¸ch sãng quang cho c¶ ba tr−êng hîp sö dông EDFA lµmkhuÕch ®¹i c«ng suÊt, khuÕch ®¹i ®−êng truyÒn hay khuÕch ®¹i c«ng suÊt.ii. M« h×nh tÝnh to¸n Cnr Bé khuÕch ®¹i quang sîi EDFA cã thÓ ®−îc dïng lµm khuÕch ®¹i c«ng suÊt BA, khuÕch®¹i ®−êng truyÒn LA hay tiÒn khuÕch ®¹i PA (h×nh 1). a/ b/ c/ H×nh 1. HÖ thèng truyÒn tÝn hiÖu M – QAM qua sîi quang cã sö dông EDFA lμm: a. KhuyÕch ®¹i c«ng suÊt (BA) b. KhuyÕch ®¹i ®−êng truyÒn (LA) c. TiÒn khuyÕch ®¹i (PA) 1. TÝnh CNR cho mét ®iÓm tÝn hiÖu sau t¸ch sãng quang Víi hÖ thèng ®iÒu chÕ M - QAM, ®Ó tÝnh to¸n tû sè c«ng suÊt sãng mang trªn t¹p ©m cñatoµn bé hÖ thèng CNR avr (gåm M ®iÓm tÝn hiÖu), tr−íc hÕt ta cÇn tÝnh CNR cho mét ®iÓm tÝnhiÖu. C«ng thøc tÝnh CNR sau t¸ch sãng quang ®−îc x¸c ®Þnh [3, 5]: 0,5m 2I 2 CNR = s (1) σ2 tot Trong ®ã m lµ chØ sè ®iÒu chÕ quang, I s = ℜPs lµ dßng ph«t« sau t¸ch sãng; ℜ, Ps t−¬ngøng lµ ®¸p øng vµ c«ng suÊt quang ®Õn cña bé t¸ch sãng; σ 2 lµ tæng c«ng suÊt t¹p ©m sau tott¸ch sãng, σ 2 ®−îc tÝnh nh− sau [2]: tot σ 2 = σ 2 + σ 2− sp + σ 2 + σ RIN , 2 (2) tot sh s th víi σ 2 , σ 2− sp , σ 2 − sp , σ RIN , σ 2 t−¬ng øng lµ c«ng suÊt t¹p ©m l−îng tö, c«ng suÊt t¹p ©m 2 sh s sp thph¸ch gi÷a tÝn hiÖu vµ ph¸t x¹ tù ph¸t, c«ng suÊt t¹p ©m ph¸ch gi÷a ph¸t x¹ tù ph¸t- tù ph¸t,c«ng suÊt t¹p ©m c−êng ®é t−¬ng ®èi vµ c«ng suÊt t¹p ©m nhiÖt sau t¸ch sãng quang, ®−îc x¸c®Þnh bëi: Be σ 2 = 2eB e α 2 (Gℜα 1Ptx + I ASE ); σ 2− sp = 2 α 1α 2 GℜPtx I ASE ; sh s 2 B0 Be 2 B ...