BỘ CÂN BẰNG TÍN HIỆU DỰA TRÊN MẠNG NƠ-RON TÍCH CHẬP MỘT CHIỀU CHO HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG CỰ LY NGẮN TỐC ĐỘ 100 Gb/s

Tạp chí Khoa học Đại học Huế: Kỹ thuật và Công nghệ; pISSN 2588-1175 | eISSN 2615-9732 Tập 134, Số 2A, 2025, Tr. 127–141; DOI: 10.26459/hueunijtt.v134i2A.8021 * Liên hệ: vqphuoc@hueuni.edu.vn Ngày nhận bài: 13–08–2025; Ngày nhận đăng: 29–12–2025 BỘ CÂN BẰNG TÍN HIỆU DỰA TRÊN MẠNG NƠ-RON TÍCH CHẬP MỘT CHIỀU CHO HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG CỰ LY NGẮN TỐC ĐỘ 100 Gb/s Vương Quang Phước1,2*, Nguyễn Văn Thọ3, Hồ Đức Tâm Linh1, Đặng Thanh Chương1, Nguyễn Phú Hào1, Hồ Thanh Thiên4, Nguyễn Tấn Hưng5 1 Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế, Huế, Việt Nam 2 Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt Nam 3 Viện Nghiên cứu và Đào tạo Việt - Anh, Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt Nam 4 Trung tâm Giáo dục quốc phòng và an ninh, Đại học Huế, Huế, Việt Nam 5 Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến, Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt Nam Tóm tắt. Các hệ thống thông tin quang cự ly ngắn sử dụng điều chế cường độ kết hợp tách sóng trực tiếp (IM/DD) với định dạng PAM-4 được xem là lựa chọn tối ưu nhờ kiến trúc đơn giản và chi phí thấp. Tuy nhiên, giới hạn băng thông, tán sắc, phi tuyến trên thiết bị thu phát gây ra méo tín hiệu nghiêm trọng và làm suy giảm chất lượng hệ thống. Trong bài báo này, nhằm khắc phục các hạn chế trên, chúng tôi đề xuất bộ cân bằng dựa trên mạng nơ-ron tích chập 1 chiều (1D-CNN) nhằm khắc phục một số thiếu sót mà bộ cân bằng tuyến tính (FFE) không thể thực hiện được. Bộ cân bằng được thiết kế với mô hình CNN kiến trúc nhẹ, vừa đảm bảo tính đơn giản nhưng vẫn có khả năng khai thác thông tin hiệu quả từ chuỗi ký tự

đầu vào. Kết quả mô phỏng cho thấy, bộ cân bằng 1D-CNN có thể tăng độ nhạy máy thu gần 2.5 dB so với bộ cân bằng truyền thống FFE và xấp xỉ 1 dB khi so với bộ cân bằng sử dụng ANN tại cùng mức BER. Bên cạnh đó, ảnh hưởng của độ sâu và số lượng đặc trưng của mô hình cũng được chúng tôi khảo sát, nhằm xác định cấu hình tối ưu hơn, hỗ trợ định hướng triển khai thực tế. Từ khóa: Thông tin quang cự ly ngắn, Điều chế PAM-4, Kỹ thuật cân bằng, Bộ cân bằng FFE, Mạng nơ-ron tích chập, Kiến trúc nhẹ A one-dimensional convolutional neural network-based equalizer for 100 Gb/s short-reach optical communication systems Vuong Quang Phuoc1,2*, Nguyen Van Tho3, Ho Duc Tam Linh1, Dang Thanh Chuong1, Nguyen Phu Hao1, Ho Thanh Thien4, Nguyen Tan Hung5 1 University of Science, Hue University, Hue, Vietnam 2 University of Technology, Da Nang University, Danang, Vietnam 3 Vietnam-UK Research and Training Institute, Da Nang University, Danang, Vietnam 4 Center for National Defense and Security Education, Hue University, Hue, Vietnam