การศึกษาทฤษฎีเกี่ยวกับสมรรถนะของวิธีสังยุคเฟสทางแสงสำหรับการสื่อสัญญาณแสงดีพีเอสเคระยะทางไกลยิ่ง

Abstract

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ศึกษาความผิดพลาดเฟสที่เกิดจากการสะสมแบบไม่เป็นเชิงเส้นผ่านปรากฎการณ์เคอร์ (Kerr Effect) ของสัญญาณรบกวนที่เกิดจากเครื่องขยายสัญญาณทางแสงแบบ Erbium-doped fiber amplifier (EDFA) ในระบบการสื่อสัญญาณทางแสงที่ใช้วิธีสังยุคเฟสทางแสงในเชิงทฤษฎี และนำเสนอปัจจัยที่ส่งผลต่อสมรรถนะของระบบที่ใช้วิธีสังยุคเฟสทางแสงสำหรับการสื่อสัญญาณทางแสงดีพีเอสเคระยะไกลยิ่งทั้งรูปแบบการส่งช่องสัญญาณเดียวและการมัลติเพลกซ์ทางความยาวคลื่นนำมาเปรียบเทียบกับระบบที่ใช้การชดเชยดิสเพอชัน (Dispersion) เป็นรายคาบ ในการตรวจสอบผลการศึกษาในเชิงทฤษฎีทำโดยการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อจำลองการเดินทางของสัญญาณทางแสงแบบดีพีเอสเคในระบบที่ทำการศึกษา จากผลการศึกษาพบว่าระบบที่ใช้วิธีสังยุคเฟสทางแสงที่กึ่งกลางระบบสามารถลดผลกระทบจาก Self-phase modulation (SPM) ในกรณี Normal dispersion ส่วนกรณี Anomalous dispersion สามารถลดผล Modulation Instability (MI) ได้อย่างเห็นได้ชัด ผลลัพธ์ที่ได้จากทั้งการศึกษาในทางทฤษฎีและการสร้างแบบจำลองแสดงถึงว่าในระบบการส่งสัญญาณแบบช่องสัญญาณเดียวและแบบมัลติเพลกซ์ทางความยาวคลื่นที่อัตราบิตต่ำเช่น 5 Gbps ระบบชดเชยค่า Dispersion เป็นรายคาบให้คุณภาพของสัญญาณที่ดีกว่าระบบที่ใช้วิธีสังยุคเฟสทางแสงที่กึ่งกลางระบบ แต่ในการส่งอัตราบิตสูงเช่น 40 Gbps ระบบที่ใช้วิธีสังยุคเฟสทางแสงที่กึ่งกลางระบบให้คุณภาพสัญญาณที่ดีกว่าระบบที่ชดเชยค่า Dispersion เป็นรายคาบ เพราะว่าในระบบที่ใช้วิธีสังยุคเฟสทางแสงสามารถลดผลกระทบจากความไม่เป็นเชิงเส้นของสัญญาณรบกวนได้อย่างมาก เนื่องจากผลของการไม่ชดเชยการสะสมของ Dispersion ถึงกึ่งกลางระบบนอกจากนี้ผลการศึกษาพบว่าระยะห่างระหว่างช่องสัญญาณที่เหมาะสมในการส่งสัญญาณแบบมัลติเพลกซ์ทางความยาวคลื่นอยู่ที่ 100 GHz ที่อัตราส่งข้อมูล 40 Gbps