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 Phước và CS. Tập 134, Số 2A, 2025 130 2 Mô hình hệ thống và đề xuất cấu trúc cân bằng dựa trên CNN 2.1 Mô hình hệ thống IM/DD Hệ thống được khảo sát là tuyến truyền quang cự ly ngắn sử dụng kỹ thuật IM/DD kết hợp định dạng điều chế PAM-4 với tốc độ truyền dẫn 50 Gbaud (100 Gb/s), hoạt động tại bước sóng λ = 1.55 μm thuộc băng C. Kiến trúc này được lựa chọn để mô phỏng hệ thống truyền dẫn tốc độ cao cho các tuyến cự ly ngắn với thiết bị phần cứng giá rẻ. Hệ thống cũng mô phỏng các suy giảm trên đường truyền và thiết bị thường gặp trong triển khai thực tế như tán sắc, phi tuyến tại bộ thu phát, nhiễu pha từ laser hay nhiễu trắng trên đường truyền được điều chỉnh qua tham số SNR. Hình 1. Sơ đồ khối minh hoạ mô hình của một hệ thống IM/DD sử dụng định dạng điều chế PAM-4. Hình 1 mô tả về sơ đồ của hệ thống IM/DD sử dụng PAM-4, với các tham số thiết lập được trình bày cụ thể trong Bảng 1. Bảng 1. Thông số hệ thống thông tin quang cự ly ngắn sử dụng điều chế PAM-4 Thành phần Tham số / Giá trị Bước sóng hoạt động λ = 1.55 μm (băng C) Tốc độ tín hiệu 50 Gbaud (tương ứng 100 Gb/s với PAM-4) Chuỗi bit đầu vào 219 bit nhị phân ngẫu nhiên Định dạng xung Raised Cosine (với hệ số cuộn 𝛽 = 0.1) Sợi quang Đơn mode - SMF (Single-Mode Fiber) Tán sắc sợi quang 𝐷 = 17.6 𝑝𝑠/𝑛𝑚/𝑘𝑚 Bộ thu quang PIN Photodiode Hệ số chuyển đổi quang/điện 𝑅 = 0.7 𝐴/𝑊 Băng thông 3-dB (Bộ thu/phát) 25 GHz Bộ cân bằng tuyến tính FFE (bộ lọc FIR với chiều dài 15 tap [2]) Đầu tiên, dữ liệu đầu vào được khởi tạo dưới dạng một chuỗi bit nhị phân ngẫu nhiên. Dữ

liệu này kế đến được ánh xạ thành các ký tự PAM-4 (2 bit/ký tự sử dụng mã Gray) với bốn mức tín hiệu {−3, −1, +1, +3}. Sau quá trình ánh xạ, các ký tự PAM-4 này được lấy mẫu với 8 mẫu/ký tự và định dạng xung bằng bộ lọc RC (Raised Cosine) giúp tối ưu phổ và giảm thiểu nhiễu liên