Moderní metody modulace

PROJEKT

European Virtual Learning Platform for Electrical and Information Engineering
http://www.techepdia.eu

Tento projekt byl realizován za finanční podpory Evropské unie.
Za obsah publikací odpovídá výlučně autor. Publikace (sdělení) nereprezentují názory Evropské komise a Evropská komise neodpovídá za použití informací, jež jsou jejich obsahem.

AUTOR

Michal Lucki

ANOTACE

Vhodná modulace je nutná k přizpůsobení signálu tomu, aby mohl být přenášen optickým vláknem. Dosažení vysoké přenosové rychlosti a velké informační kapacity přenosových systémů je spojeno s použitím vhodných modulačních formátů. Každá modulace se provádí jiným způsobem a je vhodná pro určité typy přenosu. Z tohoto důvodu je nutné seznámit studenty s principy pokročilých modulačních formátů, které jsou součástí každého procesu optimalizace moderních vysokorychlostních optických přenosových sítí.

CÍLE

Cílem tohoto výukového materiálu je prezentovat přehled o digitálních modulačních formátech, včetně amplitudové, fázové, vícestavové modulace a pokročilých modulací kombinujících více parametrů. Popis zahrnuje principy jednotlivých modulací, jejich výhody a některé nevýhody. Čtenář by měl být schopen posoudit, která modulace je vhodná pro danou oblast použití (s ohledem na potřebnou délku trasy, informační kapacitu, kanálovou rozteč a další).

KLÍČOVÁ SLOVA

Modulace, amplitudová modulace, fázová modulace, vícestavová modulace, modulace s více nosnými, polarizační multiplex, klíčování on-off, s návratem k nule, bez návratu k nule, duobinární modulace, CSRZ, BPSK, DPSK, QPSK, PM-QPSK, OFDM, VDMT.

LITERATURA

[1] M. Lucki, R. Agalliu, R. Zeleny, Limits of advanced modulation formats for transition in fiber optic telecommunication systems to increase speeds from 10, 40, 100 Gb•s-1 to higher bit rates, SPIE Proceedings Volume 9131: Optical Modelling and Design III, Bellingham, USA, 2014.
[2] R. Agalliu, M. Lucki, System improvements in dense wavelength division multiplexing networks by using advanced optical modulation formats, in Proceedings of 17th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON), IEEE, Budapest, 1-4, 2015.
[3] L. Bohac, M. Lucki, Optické komunikační systémy, skripta ČVUT, 2010, ISBN 978-80-01-04484-1.
[4] E. Lach, W. Idler, Modulation formats for 100G and beyong, Optical Fiber Technology 17, 377-386, 2011.
[5] N. Clark, Simulation of Optical Transmission Systems in OptSim, Master Thesis, Thesis supervisor: Dr. Michal Lucki, Prague, 18-23, 2013.
[6] Kim, H., Essiambre, R., "Transmission of 8 x 20 gb/s dqpsk signals over 310-km smf with 0.8-b/s/hz spectral efficiency," IEEE Photonics Technology Letters 15(5), 769-771, 2003.
[7] K. Kim, H.S. Chung, S.H. Chang, J.Ch. Lee, J.H. Lee: Field trial of direct-detection and multi-carrier based 100G transceiver, in Optical Fiber Communications Conference and Exhibition, pp. 1-3, 2014.
[8] L. Cheng, Z. Li, Y. Yang, Ch. Lu, Y. Fang, H. Jiang, X. Xu, Q. Xiong, Sh. Zhong, Z. Chen, H. Tam, and P. Wai, 8×200-Gbit/s polarization-division multiplexed CS-RZ-DQPSK transmission over 1200 km of SSMF, OptoElectronics and Communications Conference, OECC 1(2), 13-17, 2009.
[9] S. Shinada, H. Furukawa, N. Wada: Field demonstration of DWDM/NRZ-DQPSK optical packet switching and buffering, in 16th Opto-Electronics and Communications Conference, pp. 780-781, 2011.
[10] V. Ket-Urai, R. Maneekut, P. Kaewplung: Feasibility of 40-Gbps RZ-DQPSK signal transmission over PON, in 17th Opto-Electronics and Communications Conference, pp. 319-320, 2012.
[11] T. J. Xia, G. A. Wellbrock, M. Huang, S. Zhang, Y. Huang, D. Chang, S. Burtsev, W. Pelouch, E. Zak, H. de Pedro, W. Szeto and H. Fevrier, Transmission of 400G PM-16QAM Channels over Long-Haul Distance with Commercial All-Distributed Raman Amplification System and Aged Standard SMF in Field, in Optical Fiber Communications Conference and Exhibition (OFC), 2014.
[12] X. Zhou, L. E. Nelson, P. Magill, R. Isaac, B. Zhu, D. W. Peckham, P. I. Borel and K. Carlson, High Spectral Efficiency 400 Gb/s Transmission Using PDM Time-Domain Hybrid 32–64 QAM and Training-Assisted Carrier Recovery, Journal of Lightwave Technology, vol.31, iss.7, pp. 999 - 1005, 2013.
[13] B. Zhu, D. W. Peckham, X. Jiang, and R. Lingle Jr, System Performance of Long-Haul 112-Gb/s PDM-QPSK DWDM Transmission over Large-area Fiber and SSMF Spans, in Optical Communication (ECOC 2013), 39th European Conference and Exhibition, 2013.
[14] J. Renaudier, O. Bertran-Pardo, G. Charlet, M. Salsi, H. Mardoyan, P. Tran, and S. Bigo, "8 Tb/s Long Haul Transmission Over Low Dispersion Fibers Using 100 Gb/s PDM-QPSK Channels Paired With Coherent Detection", Bell Labs Technical Journal, vol.14, iss.4, pp. 27-45, 2010.
[15] J. Karaki, E. Pincemin, D. Grot, T.Guiliossou, Y. Jaouen, R. le Bidan and T. le Gall, Dual-Polarization Multi-Band OFDM versus Single-Carrier DP-QPSK for 100 Gbps Long-Haul WDM Transmission over Legacy Infrastructure, in Optical Communications (ECOC), 38th European Conference and Exhibition, 2012.
[16] Ch. Laperle, B. Villeneuve, Zh. Zhang, D. Mcghan, H. Sun and M. O’Sullivan, WDM performance and PMD Tolerance of a Coherent 40-Gbit/s Dual-Polarization QPSK Transceiver, Journal of Lightwave Technology, vol. 26, iss. 1, 2008.
[17] G. Raybon, S. Randel, A. Adamiecki, P. Winzer, L. Salamanca, R. Urbanke, S. Chandrasekhar, A. Konczykowska, F. Jorge, J. Dupuy, L. Buhl, S. Draving, M. Grove, and K. Rush, 1-Tb/s dual-carrier 80-GBaud PDM-16QAM WDM transmission at 5.2 b/s/Hz over 3200 km, Photonics Conference (IPC) 1(2), 23-27, 2012.
[18] Y. Ma, Q. Yang, Y. Tang, S. Chen, W. Shieh, 1-Tb/s Single-Channel Coherent Optical OFDM Transmission With Orthogonal-Band Multiplexing and Subwavelength Bandwidth Access, Journal of Lightwave Technology 28(4), 308-315, 2010.
[19] P. Wizner, J. Essiamber, Advanced Modulation Formats for High-Capacity Optical Transport Networks, Journal of Lightwave Technology 24(12), 4711- 4728, 2006.
[20] P.J. Winzer, High-Spectral-Efficiency Optical Modulation Formats, J. Lightwave Technology, vol.30, no.24, pp. 3824-3835, 2012. D. Wang, D. Lu, C. Lou, L. Huo, W. Yu: Performance comparison of phase modulated formats in 160 Gb/s transmission system, in Asia Communications and Photonics Conference and Exhibition, pp. 1-6, Nov. 2011.
[21] S. Ghoniemy, K.F. George and L. MacEachern, Performance Evaluation and Enhancements of 42.7 Gb/s DWDM Transmission System using Different Modulation Formats, in Ninth Annual Communication Networks and Services Research Conference, pp. 189-194, 2011.
[22] D. Wang, D. Lu, C. Lou, L. Huo and W. Yu, Performance Comparison of Phase Modulated Formats in 160 Gb/s Transmission System, in Communications and Photonics Conference and Exhibition, ACP, Asia, 2011.
[23] Petr Jareš, Moderní modulační metody a jejich aplikace, Inovace předmětů a studijních materiálů pro e-learningovou výuku v prezenční a kombinované formě studia, teaching module, Czech Technical University in Prague, Faculty of Electrical Engineering

1.0