nghiên cứu ứng dụng mã kênh cho hệ thống thông tin quang tốc độ cao

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÃ KÊNH
CHO HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG
TỐC ĐỘ CAO
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Lê Nhật Thăng
SV thực hiện: Lê Hoài Thanh – D09VT2
Nguyễn Thành Vinh – D09VT2
Nguyễn Tuấn Tài – D09VT2
Hà Nội, tháng 11 năm 2013
Đề tài Khoa học Công nghệ
Cấp Học sinh – Sinh viên năm 2013
1

I. Tổng quan về mã kênh

Mã xoắn

Mã lưới TCM

Mã Turbo

II. Hệ thống thông tin quang tốc độ cao

Hiệu ứng phi tuyến

Tán sắc

III. Ứng dụng của mã kênh cho hệ thống thông tin
quang tốc độ cao

IV. Vướng mắc và hướng giải quyết
Nội dung

Hà Nội, tháng 11 năm 20132

Mã xoắn
◦
Cho chuỗi thông tin truyền qua hệ thống các thanh ghi
dịch tuyến tính có số trạng thái hữu hạn.
◦
Sản sinh ra một chuỗi bit có khả năng sửa lỗi.
◦
Có bộ nhớ.
Hà Nội, tháng 11 năm 2013
I. Tổng quan về mã kênh
3

Mã lưới TCM
◦
Sử dụng mã chập tỷ lệ mã nhỏ hơn ½ chiều dài hạn chế.
◦
Bảo tồn băng thông: tăng gấp đôi số điểm constellation
của tín hiệu, do đó tốc độ bit tăng nhưng tốc độ symbol
vẫn như cũ.
Hà Nội, tháng 11 năm 20134
I. Tổng quan về mã kênh

Mã Turbo
◦
Kết nối hai hay nhiều bộ mã xoắn hồi quy (RCS) để tạo
ra một mã tốt hơn và cũng lớn hơn.
Hà Nội, tháng 11 năm 20135
I. Tổng quan về mã kênh


Bộ mã xoắn hồi quy

Cho ra ít từ mã có trọng số thấp và cũng dẫn đến việc thực
hiện sửa sai tốt hơn.
Hà Nội, tháng 11 năm 20136
I. Tổng quan về mã kênh

Mã Turbo – Giải mã
Hà Nội, tháng 11 năm 20137
I. Tổng quan về mã kênh

Mã Turbo – Giải mã
Hà Nội, tháng 11 năm 20138
I. Tổng quan về mã kênh

Tốc độ bit cao (từ 10 Gb/s trở lên)
Hà Nội, tháng 11 năm 20139
II. Hệ thống TTQ tốc độ cao

Ảnh hưởng bởi hiệu ứng phi tuyến
◦
Tán xạ Rayleigh: tác động qua lại giữa các sóng ánh
sáng với các photon trong môi trường silica.

Do kích thích Brillouin (SBS), kích thích Raman (SRS)
◦ Hiệu ứng Kerr: sự phụ thuộc của chiết suất vào cường
độ điện trường hoạt động.

Tự điều pha SPM (Self Phase Modulation), điều chế xuyên

pha CPM (Cross Phase Modulation), trộn 4 bước sóng
FWM (Four Wave Mixing).
Hà Nội, tháng 11 năm 201310
II. Hệ thống TTQ tốc độ cao

Ảnh hưởng bởi tán sắc
◦
Phần lớn hoạt động ở vùng bước sóng 1550nm để sử
dụng các bộ khuếch đại quang sợi pha tạp Erbium
(EDFA) để tăng cự ly truyền dẫn.
◦ Sợi quang đơn mode tiêu chuẩn (sợi G.652) có hệ số tán
sắc tại vùng bước sóng 1550nm rất lớn.
◦
Xảy ra hiện tượng méo tín hiệu, giao thoa giữa các ký tự
ISI làm xuống cấp chất lượng truyền dẫn.
Hà Nội, tháng 11 năm 201311
II. Hệ thống TTQ tốc độ cao

Nhu cầu muốn nâng cao tốc độ truyền dẫn, hiệu
suất phổ.

Hiệu suất phổ sẽ được cải thiện thông qua việc
tăng số bít cho mỗi ký tự (symbol) gợi ý việc sử
dụng điều chế mã kênh.

Sử dụng các mã kênh (TCM, Turbo) giúp cải thiện
hiệu suất phổ, sửa lỗi.
Hà Nội, tháng 11 năm 201312
III. Ứng dụng mã kênh cho hệ thống
thông tin quang tốc độ cao


Mô phỏng bằng OptiSystem
◦
Sử dụng bộ MATLAB Component để đưa mã kênh từ
Simulink
Hà Nội, tháng 11 năm 201313
III. Ứng dụng mã kênh cho hệ thống
thông tin quang tốc độ cao

Đồ thị mắt BER
◦
Mã hóa NRZ
◦
Không sử dụng điều chế
mã kênh.
◦
Khoảng cách 100Km.
Hà Nội, tháng 11 năm 201314
III. Ứng dụng mã kênh cho hệ thống
thông tin quang tốc độ cao

Vướng mắc:
◦
Tính toán, thiết lập thông số hiệu ứng phi tuyến, tán sắc
cho kênh quang.
◦
Đưa mô phỏng mã kênh từ Simulink vào trong
OptiSystem.

Hướng giải quyết

◦
Nghiên cứu cách tính toán tán sắc và điều chỉnh thông
số trong OptiSystem
◦
Tìm hiểu code trong bộ MATLAB Component
◦
Tìm tòi cách đưa mô hình từ Simulink thành code
(Debug)
Hà Nội, tháng 11 năm 201315
IV. Vướng mắc và hướng giải quyết