MDB based on 2x2 optical power switch MDB based on 2x2 optical wavelength switch
圖 2.35 dilated Benes 建構在光功率開 關 SNR 分析
Switching port number
DB based on 2x2 optical power switch DB based on 2x2 optical wavelength switch
圖 2.37 Dilated Benes 光波長開關在理
Switching port number
Theory caculation of DB Simulation of DB
圖 2.38 Modified Dilated Benes 光波 長開關在理論與模擬上最佳
路由
Switching port number
Theory caculation of MDB Simulation of MDB
的 32x32 光波長開關網路。我們先設定一個有著頻譜分割光源的光波長開關網路，如(圖 2.39) 所示，其包含了 8x1 MUX, 1x8 DeMUX, EDFA 及 32x32 光交叉連接。然後以 optisyststem 軟 體來模擬 32x32 光波長開關其包含了 Dilated Benes 與 Modified Dilated Benes 建構在 2x2 光波長開關的誤碼率。(圖 2.40)與(圖 2.41)為 DB 網路在傳輸速率為 40(Gbit/s)下 誤碼率
圖 2.40 Modified Dilated Benes 光開關網 路 bit rate 為 40(Gbit/s)下 BER 與輸入
Input power (dBm)
log(BER)
crosstalk=10.96dB(Theory) crosstalk=30dB(Theory) crosstalk=10.96dB(Opti-system) crosstalk=30dB(Opti-system)
圖 32 Dilated Benes 光開關網路 bit rate 為 40(Gbit/s)下 BER 與輸入功率的關係(插 入損耗為 0.2dB)
Input power (dBm)
log(BER)
crosstalk=10.45dB(Theory) crosstalk=27.21dB(Theory) crosstalk=10.45dB(Opti-system) crosstalk=27.21dB(Opti-system)
圖 2.41 Dilated Benes 光開關網路 bit rate 為 40(Gbit/s)下 BER 與輸入功率的關係
Input power (dBm)
log(BER)
crosstalk=10.45dB(Theory) crosstalk=27.21dB(Theory) crosstalk=10.45dB(Opti-system) crosstalk=27.21dB(Opti-system)
(表一
表一表一表一) Bit ratestructure crosstalk Insertion loss=0.2dB as BER at 10
-15
Insertion loss=0.5dB as BER at 10
-15
圖 2.42 Modified Dilated Benes 光開關網 路 bit rate 為 40(Gbit/s)下 BER 與輸入
Input power (dBm)
log(BER)
crosstalk=10.96dB(Theory) crosstalk=30dB(Theory) crosstalk=10.96dB(Opti-system) crosstalk=30dB(Opti-system)
圖 2.43 Modified Dilated Benes 光開關網路 bit rate 為 40(Gbit/s)下 BER 與輸入功
Input power (dBm)
log(BER)
crosstalk=10.96dB(Theory) crosstalk=30dB(Opti-system) crosstalk=10.96dB(Opti-system) crosstalk=30dB(Opti-system)
圖 2.44 光取樣模組架構圖
臨界電壓選擇定義臨界電壓選擇定義臨界電壓選擇定義臨界電壓選擇定義
由於非同步取樣方式，易將訊號眼圖中 1 與 0 以外的交越點涵蓋進來，形成量測誤差，
為使量測更為精準，需定義出適當臨界電壓的準位，利用臨界準位的選擇，有效地排除交 越點，藉由公式(2-1, 2-2)運算可求出臨界準位。圖 2.45 為在不同的修正常數下所產生的臨 界準位示意圖，當修正常數越小(C = 0.1)，臨界準位將越靠近統計過後的平均值，使得信 號本身雜訊被臨界準位所切除，對 Q 值產生誤判，量測出較原始信號還高的 Q 值，反之，
若修正常數越大(C = 0.4)，將使臨界準位涵蓋較多因非同步所取出的交越點，對 Q 值產生 誤判，量測出較原信號還低的 Q 值；圖 2.46 為改變修正常數後實際量測到的 Q 值信號，
在此刻意將修正常數調整為 0.1、0.2、0.25、0.3 和 0.4，分別對不同常數值作分析，由圖中 可知，隨著修正常數的上升，所量測到的 Q 值將越來越小。圖 2.47 可看出在不同的修正常 數下所量的曲線與實際 Q 值曲線具有斜率上的差異，造成斜率上的差異主要來自於監控模 組前端自動偏振保持控制器(Polarization stabilizer；POS)與接收器自身雜訊的影響，(2-3) 式為考慮雜訊損耗與插入損耗後 Q 值與 OSNR 的關係式，式中
S loss
、N loss
和R Noise
分別 為訊號損耗量、雜訊損耗量和接受器自身雜訊量，經由模擬結果可看出，較小的 Q 值因受 到自動偏振保持控制器後端的線性起偏振鏡影響，ASE 將降為原來的一半，造成量測時產 生較高的 Q 值，反之，較大的 Q 值由於受到接受器自身雜訊影響，量測的 Q 值結果將小 於實際的 Q 值，在此我們將模擬結果與量測結果相互比較，比較後結果極為相近，證明了 實際 Q 值與量測 Q 值的差異是來自於自動偏振保持控制器的影響。)
Real Q-factor (dB)
Real Q-factor (dB)
率的衰減，當功率於 4dBm 以下時，所有 Q 值將隨功率衰減而下降。
自動色散補償量測自動色散補償量測自動色散補償量測自動色散補償量測
圖 2.49(a)是以直調雷射調變 2.5Gb/s 於 75 公里光纖傳輸後的眼圖，當信號經光纖 傳輸後產生色散現象，造成信號 ER 與 Q 值的下降，在此實驗架構中，於後端加入一析 光器，藉由改變雷射波長位置，對色散做補償，圖 2.49(b)為經析光器後的眼圖，由圖 中可看出經析光器後的眼圖，ER 與 Q 值有明顯的提升，達成補償效果，圖 2.50 為自動 色散補償量測圖，藉由控溫方式，於不同光纖長度傳輸下對色散做動態補償，使系統自 動維持於最佳的 Q 值信號。
10 12 14 16 18 20
1 2 3 4 5 6 7 8
105km W/ Etalon 75km W/Etalon 105km W/O Etalon 75km W/O Etalon
Q ,( d B )
Time(s)
圖 2.49 於 75 公里光纖傳輸下眼圖 圖 2.50 不同光纖長度的動態色散補償
結論結論結論結論
(1) 此實驗利用修正常數(C)的選定，調整臨界準位的位置，在無色散效應影響下，修 正常數 C 為 0.25 時，估算出的 Q 值會最接近實際訊號的 Q 值。
(2) 監控系統架構的損耗約 8dB，對接受器靈敏度有極大的影響，為獲得準確的 Q 值，
監控系統所需輸入功率大小需在 4dBm 之上。
(3) 在不同的訊號速率下，使取樣脈波寬度小於訊號每位元寬度，並搭配臨界準位 (C=0.25)排除交越點的影響，則 Q 值的量測會較準確。
(4) 本實驗利用析光器做為色散補償元件，藉由監控的 Q 值動態調整雷射溫度，改變輸
直調雷射的特性 加幾乎呈現指數形式的增長，主要是由於嚴重的暫態啁啾值(transient chirp )與色散作用 導致。(2)ER 值愈小，暫態啁啾值降低，因此由啁啾值造成的 penalty 減小，但到達一 定的光纖長度後，penalty 又遽增，此為靜態啁啾(adiabatic chirp)效應浮現所導致。
從圖 2.53 的頻譜圖上觀察，直接調變雷射的輸出頻譜是呈現一個非對稱的形狀，