Báo cáo nghiên cứu khoa học: NGHIÊN CỨU VIỆC ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU HÌNH ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP M-QAM QUA TUYẾN THÔNG TIN SỢI QUANG CÓ SỬ DỤNG BỘ KHUẾCH ĐẠI QUANG SỢI EDFA

Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu việc đánh giá chất lượng truyền dẫn tín hiệu hình được điều chế bằng phương pháp M-QAM qua tuyến thông tin quang có sử dụng khuếch đại quang sợi EDFA, trên cơ sở xác định tỷ số công suất sóng mang trên tạp âm CNR (Carrier to Noise Ratio), tỷ lệ lỗi bít- BER ở đầu thu phụ thuộc vào các nguồn tạp âm từ EDFA và các bộ tách sóng PIN hoặc APD.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: "NGHIÊN CỨU VIỆC ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU HÌNH ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP M-QAM QUA TUYẾN THÔNG TIN SỢI QUANG CÓ SỬ DỤNG BỘ KHUẾCH ĐẠI QUANG SỢI EDFA" NGHIÊN CỨU VIỆC ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU HÌNH ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP M-QAM QUA TUYẾN THÔNG TIN SỢI QUANG CÓ SỬ DỤNG BỘ KHUẾCH ĐẠI QUANG SỢI EDFA A STUDY ON PERFORMANCE EVALUATION OF M-QAM VIDEO SIGNALS OVER OPTIC FIBER COMMUNICATION SYSTEMS WITH EDFA LÊ TRUNG THÀNH Đại học Giao thông Vận tải Hà Nội TÓM T ẮT Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu việc đánh giá chất lượng truyền dẫn tín hiệu hình được điều chế bằng phương pháp M-QAM qua tuyến thông tin quang có sử dụng khuếch đại quang sợi EDFA, trên cơ sở xác định tỷ số công suất sóng mang trên tạp âm CNR (Carrier to Noise Ratio), tỷ lệ lỗi bít- BER ở đầu thu phụ thuộc v ào các nguồn tạp âm từ EDFA v à các bộ tách sóng PIN hoặc APD. ABSTRACT This paper proposes a method of evaluating the performance of M- QAM modulated video signals over optic fiber communication systems with EDFA; Carrier to Noise Ratio (CNR), Bit Error Rate at the receiver is calculated, including the effect of noise sources on the performance of the system. 1. Giới thiệu Việc truyền dẫn tín hiệu hình tương tự được điều chế bằng phương pháp điều tần FMhoặc điều biên AM đã được đưa ra trong một số công trình [6], [7]. Tuy nhiên, để tận dụnghiệu quả băng tần, ngày nay tín hiệu hình thường được điều chế bằng phương pháp QAM Mmức (M-QAM). Trong các hệ thống thông tin quang, bộ khuếch đại quang sợi EDFA được sửdụng để khuếch đại trực tiếp tín hiệu quang, mà không phải qua biến đổi quang- điện hayđiện- quang. Tốc tộ và khoảng cách truyền dẫn từ đó cũng được tăng lên. Tuy vậy, ngoàikhuếch đại tín hiệu quang, EDFA còn tạo ra tạp âm phát xạ tự phát được khuếch đại ASE(Amplified Spontaneous Emission), ảnh hưởng đến tỷ số công suất sóng mang trên tạp âm ởđầu thu CNR và làm giảm khả năng hoạt động của hệ thống. Bài báo đưa ra phương pháp xác định chất lượng truyền dẫn tín hiệu hình dựa vàoCNR và tỷ lệ lỗi bit BER (Bit Error Rate) ở đầu thu cho cả hai hệ thống dùng tách sóng PINvà APD. 2. Mô hình hệ thống Việc truyền tín hiệu hình qua tuyến thông tin quang có sử dụng EDFA được mô tả bởisơ đồ sau: Hình 1: Sơ đồ hệ thống truyền tín hiệu M- QAM qua sợi quang.trong đó, bộ tách sóng dùng phôtôđiốt PIN hoặc APD. 2.1. Hệ thống dùng phôtôđiốt PIN Công thức tính CNR sau tách sóng quang được xác định [5]: m 2 (GI s ) 2 , (1) CNR  2 2tottrong đó m là chỉ số điều chế quang; I s  Ps là dòng phôtô sau tách sóng; , Ps tương ứng e ,  là hiệu suất lượng tử);  2là đáp ứng và công suất quang đến của bộ tách sóng (   tot hlà tổng công suất tạp âm sau tách sóng. Trong trường hợp hệ thống dùng tách sóng PIN, tổngcông suất tạp âm sau tách sóng được tính như sau [1],[3]:  2   sh   2sp   sp sp   2   2 , 2 2 (2) tot s th RIN 2 2 2 2 2với  ,  ,  ,  ,  tương ứng là công suất tạp âm lượng tử, công suất tạp âm phách s sp sp  sp sh RIN thgiữa tín hiệu- phát xạ tự phát, giữa phát xạ tự phát- tự phát, công suất tạp âm cường độ tươngđối và công suất tạp âm nhiệt sau tách sóng quang, được xác định bởi: B2 B  sh  2eB e (GI s  m t S sp B 0 ) ;  s sp  4 e GI s I sp ;  sp sp  2m t  2 Ssp (B 0 B e  e ) ; 2 2 2 2 2 B0 4kTBe  2  RIN.(GI ) 2 Be ;  2  , RIN th ...