Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Giảm méo phi tuyến trong hệ thống thông tin sợi quang băng rộng

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật "Giảm méo phi tuyến trong hệ thống thông tin sợi quang băng rộng" được nghiên cứu với mục tiêu: Tổng quan về cấu trúc mạng thông tin viễn thông; Kỹ thuật lan truyền ngược trong miền số và phân tích đánh giá hiệu suất giảm méo tín hiệu của kỹ thuật DBP truyền thống với bước chia đều cho hệ thống truyền dẫn băng rộng; Đánh giá và đề xuất phương pháp làm giảm tác động của méo phi tuyến cho hệ thống truyền tải kết hợp quang/vô tuyến sử dụng các bộ khuếch đại điện công suất lớn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Giảm méo phi tuyến trong hệ thống thông tin sợi quang băng rộng ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA GIẢM MÉO PHI TUYẾNTRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN SỢI QUANG BĂNG RỘNG Chuyên ngành : KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Mã số : 9520208 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng, 2023 Mở đầuLí do chọn đề tài Hệ thống thông tin quang đóng vai trò rất quan trọng trong mạng thôngtin liên lạc. Hệ thống này đảm bảo truyền tải dung lượng lớn trên khoảng cáchxa và chi phí truyền trên đơn vị bit thấp. Công nghệ truyền dẫn phân cấp sốđồng bộ SDH dung lượng 2.5 Gbit/s, 10 Gbit/s ra đời từ lâu và dần không đápứng kịp mức tăng trưởng rất nhanh về nhu cầu về dung lượng của người dùng.Công nghệ truyền dẫn quang 100 Gbit/s sử dụng kỹ thuật điều chế khóa dịchpha cầu phương phân cực kép DP-QPSK và máy thu quang coherence số đãđược nghiên cứu thành công và được đưa vào thương mại hóa. Tuy nhiên, nhu cầu cao về dung lượng của người dùng tiếp tục tăngnhanh, các kênh truyền dẫn quang băng rộng hơn với tốc độ dữ liệu 400 Gbit/s,1 Tbit/s hay cao hơn đang được nghiên cứu phát triển. Việc phát và thu tínhiệu băng rộng này giúp tăng hiệu suất phổ và giảm chi phí. Tuy nhiên, do cáchiệu ứng phi tuyến trong sợi quang tăng mạnh khi truyền dẫn tín hiệu có tốcđộ ký tự lớn, sử dụng định dạng điều chế bậc cao, chất lượng truyền hệ thốngthông tin sợi quang băng rộng bị suy giảm rất nhanh. Cho đến nay, nhiều kỹthuật giảm méo tín hiệu cho hệ thồng truyền có tốc độ dữ liệu thấp (dưới 50Gbaud) được nguyên cứu, trong khi các kỹ thuật giảm méo tín hiệu cho hệthống truyền băng rộng (50 Gbaud trở lên) rất quan trọng với các ứng dụngtốc độ cao trong tương lai, chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng. Để đạt mục tiêu truyền khoảng cách lớn, hiệu suất phổ cao cho hệ thốngsợi quang, luận án với nội dung: GIẢM MÉO PHI TUYẾN TRONG HỆTHỐNG THÔNG TIN SỢI QUANG BĂNG RỘNG phát triển bộ thu phátbăng rộng với tín hiệu định dạng điều chế cầu phương QAM nhiều mức. Tôinghiên cứu các kỹ thuật bù méo phi tuyến sợi dùng phương pháp quang vàphương pháp số. Phương pháp quang là kỹ thuật sử dụng bộ liên hợp phaquang OPC được áp dụng. Trong phương pháp số, kỹ thuật lan truyền ngượctrong miền số DBP linh hoạt có độ phức tạp thấp được nghiên cứu. Thêm vào đó, việc tăng dung lượng truyền dẫn của mạng truy cập là chủđề rất nổi trội thu hút rất nhiều quan tâm. Các thiết bị và người sử dụng với 1đặc thù thường tập trung ở các khu vực đô thị, thành phố lớn có mật độ dâncư đông và địa hình phức tạp. Vì vậy, thế hệ tiếp theo của mạng truy cập ngoàithách thức về dung lượng truyền tải dữ liệu, nó còn có thách thức về khả năngtriển khai và chi phí vận hành. Hệ thống lai ghép kết hợp sợi quang/vô tuyếnnhư: sóng vô tuyến truyền qua sợi quang RoF, sóng milimét mmW và truyềnthông quang học trong không gian tự do FSO đã chứng minh được tính hiệuquả và đáp ứng các thách thức kể trên. Để tăng chất lượng truyền dẫn tín hiệuqua mạng truy cập hỗn hợp sợi quang/vô tuyến, tôi nghiên cứu về các tác độngcủa việc cắt xén tín hiệu trong các bộ khuếch đại công suất lớn ở các ăng-tenphát sóng. Đồng thời, các kỹ thuật giảm méo tín hiệu trong xử lý kỹ thuật sốở phía phát và thu cũng được nghiên cứu để giảm tác động của các dạng méotín hiệu trong quá trình truyền dẫn qua mạng truy cập hỗn hợp này.Nội dung nghiên cứu: - Phát triển bộ thu phát quang băng rộng (trên 100 Gbit/s) hiệu suấtcao dùng định dạng điều chế QAM nhiều mức kết hợp kỹ thuật ghép kênh caocấp. - Truyền dẫn tín hiệu quang băng rộng hiệu suất phổ cao dùng các kỹthuật bù phi tuyến phương pháp quang và số để khắc phục các giới hạn Shanonphi tuyến. - Truyền dẫn tín hiệu qua mạng truy cập hỗn hợp sợi quang/vô tuyếnbăng rộng sử dụng sóng milimét qua sợi quang.Đối tượng nghiên cứu: - Hệ thống thông tin sợi quang băng rộng và máy thu phát quang coher-ence tốc độ trên 100 Gbit/s. - Định dạng điều chế cao cấp và bộ xử lí tín hiệu số DSP cho thông tinquang. - Kỹ thuật ghép kênh cao cấp: ghép kênh theo tần số trực giao quangcoherence OFDM, ghép kênh theo bước sóng dùng lọc Nyquist, ghép kênh theophân cực. - Hệ thống truyền dẫn tín hiệu sóng milimet qua sợi quang với các bộkhuếch đại công suất lớn.Bố cục luận án Trong chương 1, luận án trình bày tổng quan về cấu trúc mạng thôngtin viễn thông, các nhu cầu, thách thức, vấn đề gặp phải của hệ thống thôngtin viễn thông ngày nay. Đồng thời, luận án trình bày nền tảng lý thuyết về tínhiệu lan truyền trong sợi quang và các méo dạng tín hiệu trong hệ thống thôngtin sợi quang băng rộng. Cuối cùng, luận án giới thiệu một số các kỹ thuật giảm 2méo tuyến tính và phi tuyến trong hệ thống thông tin sợi quang. Chương 2 trình bày về kỹ thuật lan truyền ngược trong miền số và phântích đánh giá hiệu suất giảm méo tín hiệu của kỹ thuật DBP truyền thống vớibước chia đều cho hệ thống truyền dẫn băng rộng. Tiếp đến, luận án đề xuấtbước chia logarit tổng quát bằng phương pháp tối ưu hóa bước chia và tỷ số hệsố phi tuyến làm giảm độ phức tạp ở phía thu, nâng cao chất lượng truyền dẫncho hệ thống truyền băng rộng. Chương 3 trình bày chất lượng đường truyền bằng kỹ thuật bù méo liênhợp pha quang trong bối cảnh truyền dẫn tín hiệu quang băng rộng. Ảnh hưởngcủa tán sắc bậc ba đến hệ thống truyền sợi quang băng rộng được nghiên cứuvà phân tích. Sau đó, luận án sử dụng bộ liên hợp pha để giảm méo phi tuyếncủa kỹ thuật này cho hệ thống truyền dẫn tần số vô tuyến RoF nhiều băng,băng rộng. Trong chương 4, tôi đưa ra các đánh giá và đề xuất phương pháp làmgiảm tác động của méo phi tuyến cho hệ thống truyền tải kết hợp quang/vôtuyến sử dụng các bộ khuếch đại điện công suất lớn. Đồng thời, tôi xây dựngbộ thu phát xử lý số D ...