การส่งผ่านสัญญาณซีดีเอ็มเอแสงบนโครงข่ายเชิงแสงแบบพาสซีฟ

Abstract

โครงข่ายไฟเบอร์ทูเดอะโฮม (fiber-to-the–home: FTTH) ที่ใช้เทคโนโลยีโครงข่ายเชิงแสงแบบพาสซีฟ (passive optical network: PON) เป็นโครงข่ายเข้าถึง (access network) ที่เชื่อมต่อผู้ใช้บริการเข้ากับระบบด้วยเส้นใยแสง และอุปกรณ์ภายในโครงข่ายเป็นอุปกรณ์ที่ทำงานทางแสงทั้งหมด ตั้งแต่อุปกรณ์ส่งสัญญาณแสงไปจนถึงอุปกรณ์รับสัญญาณแสง ทำให้ต้นทุนของระบบค่อนข้างต่ำ ในขณะที่สามารถให้บริการการสื่อสารข้อมูลด้วยอัตราบิตที่สูงมาก เมื่อเทียบกับโครงข่ายเข้าถึงประเภทอื่นๆ อย่างไรก็ตามโครงข่าย FTTH แบบเดิมที่อาศัยการเข้าถึงหลายทิศทางแบบแบ่งเวลา (TDMA) ต้องมีการซิงโครนัสระหว่างอุปกรณ์ในโครงข่ายเพื่อจัดสรรช่องสัญญาณในการส่งข้อมูลให้กับผู้ใช้บริการแต่ละราย ทำให้ไม่สามารถใช้แบนด์วิดท์ในการรับส่งข้อมูลได้อย่างเต็มที่ นอกจากนี้ยังมีข้อจำกัดด้านแบนด์วิดท์ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ทำให้การพัฒนาให้สามารถรับส่งข้อมูลด้วยอัตราบิตที่สูงขึ้นกว่าเดิมมากๆ นั้นทำได้ยากมาก ในวิทยานิพนธ์นี้ได้ศึกษาการนำเทคโนโลยีการเข้าถึงหลายทางแบบแบ่งรหัส (OCDMA) มาใช้ร่วมกับ PON เพื่อลดปัญหาการแย่งกันเข้าใช้ช่องสัญญาณ และสามารถทำให้ผู้ใช้บริการแต่ละรายสามารถใช้แบนด์วิดท์ที่ได้รับในการรับส่งข้อมูลได้อย่างเต็มที่ จากการศึกษาในเชิงทฤษฎีปรากฏว่า การสื่อสัญญาณที่อัตราบิตเท่ากับ 1.25 Gbps ต่อผู้ใช้บริการ 1 ราย และใช้ en/decoder ที่ใช้ความยาวของรหัสโกลด์เท่ากับ 511 จะสามารถรองรับจำนวนผู้ใช้บริการได้เท่ากับ 9 รายพร้อมกันที่อัตราบิตผิดพลาดเท่ากับ 10-⁹ โดยปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อสมรรถนะของระบบ OCDMA-PON คือสัญญาณรบกวน MAI และ beat noise และกำลังของสัญญาณแสง auto-correlation peak ที่เครื่องรับ ในการตรวจสอบผลที่ได้จากการศึกษาในเชิงทฤษฎีโดยการใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ พบว่าแบบจำลองโครงข่าย OCDMA-PON สามารถรองรับจำนวนผู้ใช้บริการได้มากที่สุดเท่ากับ 8 รายที่อัตราบิตผิดพลาดเท่ากับ 10-⁹ ทั้งนี้ปัจจัยที่ส่งผลต่อคุณภาพของสัญญาณ ได้แก่ กำลังส่งสัญญาณ ระยะทางในการให้บริการ จำนวนผู้ใช้บริการในระบบ อัตราการแบ่งพลังงานแสง และแบนด์วิดท์ของวงจรกรองผ่านต่ำที่เครื่องรับ นอกจากนี้ยังได้ประยุกต์ระบบ OCDMA-PON ร่วมกับการมัลติเพล็กซ์ความยาวคลื่นแบบหยาบ (Coarse wavelength division multiplexing: CWDM) เพื่อเพิ่มจำนวนผู้ใช้บริการ ผลการทดสอบการส่งสัญญาณ OCDMA-PON ที่มีจำนวนผู้ใช้บริการ 4 รายต่อ 1 ความคลื่น และใช้ความยาวคลื่นทั้งหมด 4 ความยาวคลื่น ที่อัตราบิตเท่ากับ 1.25 Gbps ต่อผู้ใช้บริการ 1 รายต่อ 1 ความยาวคลื่น ทำให้สามารถรองรับผู้ใช้บริการได้ทั้งหมด 16 รายที่อัตราบิตผิดพลาดเท่ากับ 10-⁹