Сравнение различных видов модуляции в системах связи WDM

в 20:38, , рубрики: wdm, Телекомы, метки:

image

Моя магистерская работа. Сама работа вряд ли кому-то будет интересна, потому-что она написана на латышском языке.

В первой части рассмотрел модуляцию интенсивности: NRZ, RZ, Dubinary и а так же модуляцию по фазе: DPSK и QPSK. Во второй часте разсмотрел влияющие факторы, линейные: хроматическая дисперсия, поляризационная дисперсия, затухание сигнала, а так же нелинейные эффекты: SPM, XPM, FWM, SBS, SRS.

Симуляции производились в программе OptSim, программа платная, запускается только с USB ключем. Факультет любезно предоставил нам… два ключа на поток. Был составлен график, что когда приходит и работает в программе, по два часа. Возможно, была бы программу доступна «на дому», результаты могли быть лучше, более оптимизированы, да и вообще, может что нибудь получше бы придумал.

Третья часть — компоненты системы WDM, передающая часть, принимающая и линия. Вчетвертой части уже описывается создание схемы и программа OptSim, какие методы она использует для подсчета и так далее, а пятая часть уже собственно сами симуляции и результаты.

Самое сложное было создать рабочие схемы, потому что, вроде бы все сделал, настроил все компоненты, запускаешь симуляцию и видишь очень маленький BER и полностью закрытый глаз в глазговской диаграмме. Я делал 4 схемы: 1) NRZ, 2) RZ 3) Duobinary, 4) DPSK. Так получилось, что 3 схемы с модуляцией интенсивоности, и только одна с фазовой. Схемы выглядят так:

image

Я не стал переводить с латышского, думаю и так все понятно. Четырехканальная система WDM, использующая SSMF оптическое волокно (между канальный интервал 100 GHz), усилители и компенсацию дисперсии не использовал. Четыре схемы, менял только передатчики: 1) NRZ, 2) RZ 3) Duobinary, 4) DPSK, линия одна и та же, с SSMF оптическим волокном (менял длину), принимающая часть тоже одна для всех — оптический фильтр, фото диод, электрический фильтр, анализатор Q фактора, анализатор BER и осциллограф. Симуляции делались как для 10 Gbit/s, так и для 40 Gbit/s.

Когда схемы заработали, началась вторая тяжелая стадия работы — оптимизация параметров, к конкретно электрические и оптически фильтры, подбирал для каждой длины оптимальное значение, чтобы BER был как можно больше.

Вот для примера

image

зависимость -3dB полосы электрического фильтра Беселя от BER, для 40 км, 60 км и 80 км. Если мне не изменяет память, то это было 10 Gbit/s NRZ.

Вообще с OptSim работать очень приятно, запустил симуляцию, он тебе сразу покажет и глаз диаграммы:

image

и спектры:

image

Ну и в конце концов, когда все схемы настроены, оптимизированы и просимулированы, были получены результаты:

image

Как видим, Duobinary показал лучшие результаты как при 10 Gbit/s так и при 40 Gbit/s. При 10 Gbit/s он работает до 120 км, при 40 Gbit/s — до 6 км. С учетом, что приемлемый BER для 10Gbit/s — 1x10-9, а для 40 Gbit/s — 1x10e-12. Тут правда у меня немного странные результаты получились, ведь по теории NRZ должен работать в два раза лучше чем RZ, из за того, что спектр NRZ в два раза уже, но у меня почему-то NRZ работает совсем чучуть лучше :) Но это не помешало мне успешно защититься.

Автор: und

* - обязательные к заполнению поля