6.1 Současně používané modulace u optických sítí
Mezi současně používané modulační formáty lze zařadit digitální modulace, včetně více stavových modulací:
-
Amplitudové
OOK-NRZ (On-Off Keying-Non Return to Zero) - logická jednička je reprezentována konkrétní význačnou hodnotou (například kladným napětím). Nula "0" je reprezentována jinou význačnou hodnotou (například záporným napětím).
OOK-RZ (On-Off Keying-Return to Zero) – podobně jak u OOK-NRZ, ale po každém pulsu dochází k návratu do neutrální hodnoty (nulové napětí), díky těmto návratům je možná synchronizace
AMI (Alternate Mark Inversion) – např.: může používat dvě nenulové napěťové úrovně s opačnou polaritou, které se používají střídavě pro přicházející logické jedničky.
-
Fázové
BPSK (Binary Phase Shift Keying) – je založená na posunutí fáze harmonické nosné o 0° nebo 180° v závislosti na hodnotě binárního modulačního signálu
QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) - čtyřstavové klíčování fázovým zdvihem, kdy každý stav přenáší současně 2 bity
16-QPSK (QPSK s více stavy)
64-QPSK (QPSK s více stavy)
DPSK (Differential Phase Shift Keying) – klíčuje ne konkrétní stavy fáze, ale fázové posuny oproti referenční hodnotě. Diferenciální varianta QPSK
Znázornění vytváření symbolů z binárních dat u OOK-NRZ modulace.
Nejpodstatnějším rozdílem u OOK-RZ modulace je dřívější návrat symbolu k nule nebo pozdější začátek symbolu – symbol netrvá celý bitový interval daný taktováním. Výhodou tohoto vylepšení je vetší odolnost na disperzi a lepší schopnost rozeznávat takt v případě dlouhých shluku symbolů se stejnou úrovní signálu (delší posloupností pouze jedniček nebo pouze nul).
Znázornění vytváření symbolů z binárních dat u OOK-NRZ modulace.
Pozn. princip fungování je odlišný od analogových modulací, nejedná se o kvantizací modulovaného analogového signálu).
Za zmínku stoji fakt, že nelze obecně tvrdit, že fázové modulace jsou lepší než amplitudové čí obráceně. Fázové modulace sice umožňují dosažení větších překlenovacích dosahů nebo vyšších rychlostí na kanál DWDM nebo vyšší celkové přenosové kapacity. Přesto se ukázalo, že v metropolitních sítích nebo obecně na kratších vzdálenostech nasazování fázových modulací nepřináší zlepšení parametrů přenosu. Navíc jsou fázové modulace problematické z pohledu konvergence se starými systémy, které běží na amplitudové modulaci, a to z důvodů modulace fáze, která je jistým přeslechem ze systému s amplitudovou modulací, viz kapitola 3. této práce.
Podrobný popis fungování jednotlivých běžně používaných modulačních formátů přesahuje rámec tohoto výukového modulu. Této problematice se věnuje zvláštní modul, popisy lze také dohledat v mnoha učebnicích a encyklopediích.
6.2 Trendy – polarizační modulace
Jednoznačným trendem je použití multiplexace na úrovní vytváření symbolů z datových toků. Multiplexaci není myšleno násobení bitové rychlostí použitím více vlnových délek, ale násobení symbolové rychlosti polarizačním multiplexem.
PDM-QPSK (Polarization Divisiom Multiplexing QPSK) se používá u DWDM sítí s přenosy nad 100 Gb·s-1 na kanál, v pásmu 192.6 THz - 193.4 THz např. v kombinaci s koherenční detekcí a s kódem FEC (Forward Error Correction) – jedná se o samo opravný kód, který dovoluje při dostatečně malém poškození zrekonstruovat původní data. V praxi se jedná o násobení symbolové rychlosti tím, že se vytváří multiplex více QPSK formátu, a to podle přípustných polarizačních stavů. Tento modulační formát je v současné době ve stadiu vývoje a jeví se jako vhodný pro Terabitové přenosy.