การศึกษาวิธีลดผลกระทบของเคอร์ในระบบสื่อสัญญาณแสงทางไกลที่ใช้การส่งแบบดีพีเอสเค

Abstract

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ศึกษาถึงผลของความผิดพลาดเฟสที่เหนี่ยวนำจาก Kerr effect และนำทฤษฎีที่ได้จากการศึกษามาประยุกต์ใช้กับการส่งสัญญาณแบบดีพีเอสเค (Differential-phase-shiff keying, DPSK) ทั้งรูปแบบการส่งช่องสัญญาณเดียวและการมัลติเพลกซ์ทางความยาวคลื่น แนวทางการวิเคราะห์ในการศึกษาครั้งนี้เป็นการนำสัญญาณขนาดเล็กมอดูเลตไปพร้อมกับคลื่นพาห์โดยมีจุดประสงค์เพื่อที่จะสังเกตความผิดพลาดเฟสที่เกิดขึ้น การวิเคราะห์ความผิดพลาดเฟสจะแบ่งออกเป็นหลายช่วงสถาด้วยกันซึ่งในแต่ละช่วงสถานะจะเป็นการแสดงถึงอิทธิพลของเคอร์ที่แตกต่างกัน ในการทดสอบผลการศึกษาในทางทฤษฎีจะใช้วิธีการสร้างแบบจำลองการเดินทางสัญญาณที่มอดูเลตแบบดีพีเอสเคทางคอมพิวเตอร์ จากผลการศึกษาพบว่ามีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อความผิดพลาดเฟสแบบไม่เชิงเส้นที่เกิดจากผลของเคอร์ เช่น Group-velocity dispersion (GVD) กำลังงานสัญญาณ ช่วงการชดเชย Dispersion และความห่างระหว่างช่องสัญญาณในกรณีการส่งสัญญาณแบบมัลติเพลกซ์ทางความยาวคลื่น ผลลัพธ์ที่ได้จากทั้งการศึกษาในทางทฤษฎีและการสร้างแบบจำลองแสดงถึงว่าเส้นใยแสงที่มีค่า GVD สูงกว่าจะส่งผลให้คุณภาพสัญญาณดีขึ้น การเลือกกำลังงานสัญญาณให้น้อยที่สุดเท่าที่เป็นไปได้จะเป็นผลดีต่อสัญญาณ เพราะว่าผลของเคอร์มีความสัมพันธ์โดยตรงกับกำลังงานสัญญาณ ในทางทฤษฎีการกำหนดช่วงการชดเชย Dispersion ให้มีค่ามากจะทำให้ความผิดพลาดเฟสลดน้อยลงแต่ในทางปฏิบัติระบบที่มีช่วงการชดเชย Dispersion ยาวมากจะส่งผลให้เกิด Inter-symbol interference (ISI) มากไปกว่านั้นวัฏจักรหน้าที่ (Duty cycle) ของสัญญาณพลัส์ยังเป็นอีกหนึ่งปัจจัยในการกำหนดคุณภาพสัญญาณ สำหรับการส่งสัญญาณแบบมัลติเพลกซ์หลายช่องสัญญาณ การกำหนดความห่างระหว่างช่องสัญญาณให้มีค่ามากจะทำให้คุณภาพสัญญาณดีขึ้นเนื่องจากเป็นการลดผลของ Cross-phase modulation (XPM) โดยเฉพาะช่องสัญญาณที่อยู่ใกล้กัน ในภาพรวมแล้วผลลัพธ์ที่ได้จากการสร้างแบบจำลองจะสอดคล้องกับการวิเคราะห์ในทางทฤษฎี