MỤC LỤC

Trang

LỜI CÁM ƠN . .ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỬ VIẾT TẮT . . vi

DANH MỤC HÌNH VẼ . . ix

LỜI MỞ ĐẦU . . 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN . . 3

1.1. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 3

1.2. KỸ THUẬT GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO

OFDM . . 6

1.3. Ý TƯỞNG ĐỀ TÀI . . 7

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ QAM . . 8

2.1. Định nghĩa QAM: . . 8

2.2. Điều chế QAM . 9

2.3. Giải điều chế và tách tín hiệu QAM . 10

2.4. Đặc điểm của tín hiệu QAM . . 12

2.5. Xác suất xác định sai tín hiệu QAM . 12

2.6. Thiết kế 16-QAM 4R . . 15

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG CO-OFDM . 20

3.1. Giới thiệu hệ thống CO- OFDM . 20

3.2. Kỹ thuật OFDM . 21

3.2.1. Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật OFDM . 21

3.2.2. Tính trực giao OFDM . 22

3.2.3. Mô hình hệ thống sử dụng kỹ thuật OFDM . 23

3.2.4. Ưu và nhược điểm của kỹ thuật OFDM . 25

3.3. Bộ phát quang . 26

3.3.1. Nguồn phát quang . 27

3.3.2. Bộ điều chế quang . 29

3.4. Bộ thu quang . 32

3.4.1. Photo- detector . 33

3.4.2. Bộ giải điều chế . 35

3.5. Kênh truyền quang . 35

3.5.1. Giới thiệu sợi quang . 35

3.5.2. Suy hao sợi quang . 37

3.5.3. Tán sắc trong sợi quang đơn mode . 38

3.5.4. Các hiệu ứng phi tuyến . 40

CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ . 41

4.1. MÔ HÌNH HỆ THỐNG CO-OFDM . . 42

4.1.1. Bộ phát . 42

4.1.2. Mô phỏng kênh truyền sợi quang . 47

4.1.3. Bộ thu quang coherrent . 49

4.2. Kết quả mô phỏng . . 52

4.2.1. Hệ thống CO-OFDM sử dụng phương pháp điều chế 16QAM 4R tốc độ

100Gb/s . . 52

4.2.2. Khảo sát tỷ lệ lỗi BER của hệ thống theo công suất đầu vào ở tốc độ

100Gb/s sử dụng bộ điều chế 16QAM . . 54

4.2.3. Kết quả khảo sát tỷ lệ lỗi BER của hệ thống ở tốc độ 100Gb/s theo

khoảng cách truyền dẫn . . 55

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN . 57

5.1. Kết luận . 57

5.2. Hướng phát triển . . 57

Thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM và ứng dụng vào hệ thống CO-OFDM

LỜI MỞ ĐẦU

Trong kỷ nguyên công nghệ thông tin và truyền thông hiện nay sự đòi hỏi ngày

càng cao về hệ thống truyền tải thông tin đã thúc đẩy sự phát triển không ngừng về tốc

độ và dung lượng của hệ thống. Vì vậy, hệ thống thông tin quang từ khi ra đời đến nay

đã không ngừng phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu về một hệ thống mạng viễn thông có

dung lượng lớn, tốc độ cao và đã thay thế dần mạng lưới thông tin hiện tại.

Hiện nay, nhiều kỹ thuật tiên tiến đang được tiếp tục nghiên cứu nhằm khai thác

triệt để khả năng truyền tải thông tin gần như vô tận mà hệ thống thông tin quang

mang lại. Một trong những hệ thống thông tin quang thế hệ mới được nghiên cứu và

phát triển hiện nay là hệ thống Coherent Optical OFDM (CO-OFDM). Hệ thống này

sử dụng kỹ thuật OFDM để xử lý tín hiệu trong miền điện nhằm nâng hiệu suất sử

dụng phổ và có thể giải quyết vấn đề tán sắc do kênh truyền sợi quang gây ra. Tán sắc

không những làm giới hạn khoảng cách truyền dẫn mà còn làm giảm tốc độ của hệ

thống. Ngoài việc sử dụng kỹ thuật OFDM, chúng ta có thể nâng cao hiệu quả băng

tần và giảm sự ảnh hưởng của tán sắc bằng cách sử dụng các bộ điều chế nhiều mức.

Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM với cách bố

trí giản đồ chòm sao hợp lý sao cho giảm được ảnh hưởng tán sắc đến hệ thống thông

tin quang. Ngoài ra, đề tài còn tập trung khảo sát việc sử dụng bộ điều chế đa mức vào

hệ thống CO-OFDM nhằm giảm băng thông, nâng cao tốc độ truyền và khoảng cách

truyền dẫn của hệ thống.

Nội dung chính của đề tài bao gồm 5 chương và được tóm tắt như sau:

 Chương 1 trình bày tổng quan về lịch sử và những điểm nổi bật của hệ thống

thông tin quang và kỹ thuật OFDM. Bên cạnh đó, trong chương này của đề tài

cũng nêu lên ý tưởng chính của đề tài.

 Chương 2 trình bày các vấn đề về lý thuyết cơ bản phương pháp điều chế QAM

cũng như việc thiết kế bộ điều chế và giải điều chế 16QAM.

 Chương 3 trình bày chi tiết về các kỹ thuật và nguyên lý được sử dụng trong hệ

thống CO-OFDM. Ngoài ra, trong chương này còn phân tích các hiệu ứng ảnh

hưởng đến chất lượng hệ thống thông tin quang.

 Chương 4 trình bày phần mô phỏng và kết quả của việc ứng dụng bộ điều chế

và giải điều chế 16QAM và hệ thống CO-OFDM. Ngoài ra, trong chương này

còn trình bày một số kết quả khảo sát việc sử dụng các bộ điều chế khác nhau

vào hệ thống trên.

 Chương 5 là phần kết luận của đề tài. Trên cơ sở các kết quả đạt được, đề tài

đưa ra các hướng có thể tiếp tục nghiên cứu