相位強度轉換傳輸系統實驗

在探討完一些相位強度轉換傳輸的基本性質後，接下來我們將考量相 位強度轉換傳輸系統在傳送信號所將遇到的問題。

3.3.1 QAM 信號之 BER 與接收光功率之關係

在開始正式討論系統實驗之前，首先要說明的是，在 3.2 節相位強度轉 換傳輸理論實驗的說明中，輸入外調器相位埠(phase modulation port)的信 號，是由信號產生器產生的 single tone 信號，而此 single tone 信號是一個 unmodulate 的 CW 信號，可視為 CATV AM-VSB 類比信號之載波。現今光 通訊系統所使用之信號除了類比信號(如 AM-VSB)之外，還有相當多比例 的數位信號(如 QAM)。因此在 3.2 節討論完 AM-VSB 類比信號在相位強度 轉換傳輸系統中的基本問題之後，在本小節將觀察 QAM 數位信號在相位 強度轉換傳輸系統的傳輸可行性與系統性能。實驗架構(見圖 17)與 3.2 節 之實驗架構相似，在光的傳輸架構上是一樣的，所不同的是，輸入外調器 之相位埠(phase modulation port)的信號源變成 QAM 信號產生器(30 Mb/s, 64-QAM)。我們發現，在接收端之接收光功率為 -6.0 dBm 時，其量測 BER 仍有 3.7×10^-9的水準。

表 4 1 QAM in Phase Modulation Port. RF frequency = 747.25 MHz, RF power = 6.6 dBm. (Back-to-back BER = 5.7×10^-10)

1 QAM in Phase Modulation Port

Rx Power (dBm) -3.0 -5.0 -6.0

BER 1.7×10

^-9

2.9×10

^-9

3.7×10

^-9

3.3.2 QAM 與 CW 信號同時在 PM Port 傳輸時彼此的干擾

實驗架構如圖 18所示，光的傳輸架構與 3.2 節所使用的實驗架構相 同。我們將 QAM 數位信號與 CW 類比信號一起輸入外調器之相位調變埠 (phase modulation port)，並將兩種信號之 RF 信號位準一同設定為 6.6 dBm。

我們在此所要觀察的是兩種信號一起由外調器之相位調變埠輸入，由相位 強度調變轉換系統傳輸時，兩種信號間彼此的干擾。

實驗結果如表 5所示。可看出兩種信號同時以外調器之相位調變埠，

對 CW 類比信號之影響較大。對 QAM 信號而言，雖然有些許的劣化，但 信號品質(BER)仍可維持在 10^-9的水準。

因此，由這個實驗結果我們得知，CW 信號較不適合以相位調變埠來 傳輸，而 QAM 數位信號非常適合以相位調變埠來傳輸。

表 5 1 CW and 1 QAM in Phase Modulation Port. CW RF Power=6.6 dBm；

QAM RF Power=6.6 dBm。Back-to-back BER=6.8

×

10^-10 1 CW and 1 QAM in Phase Modulation Port

CNR (dBc) of Ch. 2 (55.25 MHz) BER of Ch.116 (747.25 MHz)

w/o QAM tone w/i QAM tone w/o CW tone w/i CW tone

25.8 31 7.1×10^-9 7.4×10^-9

CNR (dBc) of Ch. 42 (331.25 MHz) BER of Ch.116 (747.25 MHz)

w/o QAM tone w/i QAM tone w/o CW tone w/i CW tone 44.0 43.5 8.4×10^-9 8.5×10^-9

3.3.3 CW 以 RF Port 傳輸對 PM Port QAM 信號的影響

實驗架構如圖 19所示。這個架構是將 CW 類比信號以 RF 輸入埠(RF Input Port)來傳送，而 QAM 數位信號以相位調變埠(Phase Modulation Port) 來傳輸。而在光的傳輸上，則在外調器之後加上了一段 10 公里的單模光纖 (SMF, single mode fiber)，延長傳輸距離。在 10 公里單模光纖之後，則接上 頻擾式光纖光柵作為相位強度轉換(phase-intensity conversion)的裝置。

實驗結果如表 6所示。我們可看出，在這個傳輸架構之下，不管是 CW 類比信號或是 QAM 數位信號，幾乎不會互相干擾。而且，對 CW 類比信 號而言，其 CNR 比起 3.3.2 架構的 CNR 來得好。而對 QAM 數位信號而言，

所得到的結果仍然與 3.3.2 架構相同，不受 CW 信號之影響。

表 6 1 CW in RF Input Port and 1 QAM in Phase Modulation Port. CW RF Power = 6.6 dBm；QAM RF Power = 6.6 dBm. Back-to-back BER = 6.8×10^-10 1 CW in RF Input Port；1 QAM in Phase Modulation Port

CNR (dB) of Ch. 2 (55.25 MHz) BER of Ch.116 (747.25 MHz)

w/o QAM tone w/i QAM tone w/o CW tone w/i CW tone

57.7 57.9 3.8×10^-9 3.3×10^-9

CNR (dB) of Ch. 42 (331.25 MHz) BER of Ch.116 (747.25 MHz)

w/o QAM tone w/i QAM tone w/o CW tone w/i CW tone 59.1 59.3 4.1×10^-9 3.6×10^-9

CNR (dB) of Ch. 100 (649.25 MHz) BER of Ch.116 (747.25 MHz)

w/o QAM tone w/i QAM tone w/o CW tone w/i CW tone 61.2 61.4 4.3×10^-9 6.2×10^-9

3.4 討論

我們由實驗所發現的結果大約與第二章所得到的結果相符合，這些結 論包括了：

1. 線寬越寬的光源所引發的相位強度轉換雜訊越大。[3.2.1節]

2. 調變深度越深，相位強度轉換之信號位準越大。[3.2.2節]

3. 色散元件的色散量越大，則相位強度轉換之信號位準越大[3.2.3節]

4. 加上摻鉺光纖放大器會引入額外的雜訊。[3.2.4節]

除此之外，我們由系統實驗得到了兩個重要結果：

1. QAM 數位信號較適合以相位強度轉換的架構來傳輸。

2. 最佳的傳輸方式為 AM-VSB 類比信號用外調器之 RF 輸入埠，而 QAM 數位信號用外調器之相位調變埠來傳送。

在最佳傳輸架構之下，我們傳輸了 10 公里單模光纖，AM-VSB 類比信號之 CNR 可達 57~61 dB，而 QAM 數位信號之 BER 為 3.2×10^-9到 6.8

×10

^-9。

在文檔中 耐高電壓之磷化鎵發光二極體之研究 (頁 24-28)