Phương pháp điều chế quang M-QAM sử dụng một bộ điều chế Mach-Zehnder điện cực kép

Kỹ thuật điều khiển & Điện tử 
N.Đ. Nhân, N.T. Dũng “Phương pháp điều chế quang M-QAM điện cực kép.” 34 
PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ QUANG M-QAM SỬ DỤNG MỘT BỘ 
ĐIỀU CHẾ MACH-ZEHNDER ĐIỆN CỰC KÉP 
Nguyễn Đức Nhân1*, Nguyễn Tiến Dũng2 
Tóm tắt: Một phương pháp điều chế tín hiệu quang M-QAM sử dụng chỉ một bộ 
điều chế Mach-Zehnder điện cực kép được đề xuất trong bài báo này. Nguyên lý 
hoạt động và cấu trúc bộ phát theo phương pháp đề xuất đã được trình bày và khảo 
sát thông qua mô phỏng dựa trên Simulink. Các kết quả mô phỏng thu được đã cho 
thấy khả năng hoạt động thích ứng của phương pháp cho các bậc điều chế QAM 
khác nhau. Sự ảnh hưởng của quá trình lượng tử hóa đến tính khả thi trong triển 
khai thực tế của phương pháp đã được phân tích. 
Từ khóa: Hệ thống truyền tải quang, Định dạng điều chế tiên tiến, Bộ điều chế Mach-Zehnder. 
1. MỞ ĐẦU 
Nhu cầu về băng thông ngày càng tăng mạnh đòi hỏi các hệ thống truyền tải quang cần 
sử dụng tài nguyên bước sóng quang một cách hiệu quả hơn. Để đáp ứng được yêu cầu 
mới này, các định dạng điều chế tiên tiến như điều chế khóa dịch pha kết hợp với kỹ thuật 
thu kết hợp số và ghép kênh phân chia theo phân cực đã được quan tâm nghiên cứu phát 
triển trong những năm gần đây [1,2]. Khi yêu cầu sử dụng hiệu suất phổ lớn hơn thì việc 
sử dụng kỹ thuật điều chế QAM bậc cao là lựa chọn tốt nhất trong hệ thống. Do vậy, các 
kỹ thuật điều chế quang M-QAM đã được chú ý nghiên cứu áp dụng trong nâng cao hiệu 
suất phổ và dung lượng truyền tải của mạng [3,4]. Ngoài ra, mạng truyền tải quang đang 
hướng đến một cấu trúc linh hoạt và mềm dẻo trong việc cấp phát băng thông hay còn 
được gọi là mạng quang “mềm dẻo” EON [5]. Trong cấu trúc mạng này các bộ thu phát 
quang được đòi hỏi có khả năng hoạt động thích ứng cả về tốc độ và định dạng điều chế và 
đây cũng là thách thức khó khăn cho nghiên cứu thiết kế bộ phát quang. 
Trong các phương pháp điều chế quang tín hiệu M-QAM được đề xuất có thể được 
phân thành hai loại chính đó là loại phương pháp sử dụng tín hiệu điện kích thích nhị phân 
hai mức [3,6,7] và loại phương pháp sử dụng tín hiệu đa mức [4,6,8]. Trong loại phương 
pháp đầu tiên bộ phát quang sẽ có cấu trúc bộ điều chế quang phức tạp và đòi hỏi một cấu 
trúc riêng biệt cho mỗi bậc điều chế. Để đơn giản hóa cấu trúc bộ điều chế quang thì loại 
phương pháp thứ hai dùng bộ điều chế IQ là lựa chọn phổ biến nhất hiện nay. Tuy vậy bộ 
điều chế IQ vẫn có cấu trúc phức tạp hơn so với bộ điều chế cường độ Mach-Zehnder dẫn 
đến chi phí và kích thước bộ phát lớn hơn. 
Từ yêu cầu đặt ra đối với bộ phát quang sử dụng điều chế QAM cho hiệu suất sử dụng 
phổ tần cao nhưng có cấu trúc bộ điều chế đơn giản để giảm kích thước và chi phí kết hợp 
với khả năng thích ứng các bậc điều chế khác nhau, một phương pháp điều chế mới dựa trên 
loại phương pháp sử dụng tín hiệu kích thích đa mức sẽ được đề xuất trong bài báo này. 
Phương pháp điều chế đề xuất này sử dụng chỉ một bộ điều chế Mach-Zehnder điện cực kép 
được dựa trên ý tưởng của tác giả Ho trong [8] nhưng có chế độ hoạt động khác để đảm bảo 
hiệu năng hoạt động của hệ thống. Hoạt động của phương pháp và tính khả thi trong triển 
khai sẽ được chứng minh qua mô phỏng và so sánh với phương pháp của Ho để thấy hiệu 
quả hơn trong quá trình điều chế QAM khi sử dụng cùng một bộ điều chế Mach-Zehnder. 
Cấu trúc của bài báo được chia làm ba phần chính trong đó mục 2 trình bày về cấu trúc 
bộ phát và nguyên lý điều chế quang QAM sử dụng chỉ một bộ điều chế Mach-Zehnder 
điện cực kép. Mô hình mô phỏng và các kết quả thu được để đánh giá và phân tích sẽ được 
trình bày trong mục 3. Kết quả cũng cho thấy mức độ khả thi và phạm vi sử dụng của 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 41, 02 - 2016 35
phương pháp đề xuất cũng như sự hiệu quả hơn so với phương pháp của Ho. Mục cuối 
cùng là một số kết luận rút ra của bài báo. 
2. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ QUANG M-QAM 
 2.1. Cấu trúc bộ phát quang M-QAM 
Hình 1. Cấu trúc bộ phát quang tín hiệu M-QAM sử dụng một 
bộ MZM điện cực kép. 
Cấu trúc bộ phát quang M-QAM đề xuất sử dụng chỉ một bộ điều chế MZM điện cực 
kép (DD-MZM) được cho thấy trong hình 1. Bộ phát bao gồm một bộ DD-MZM, bộ mã 
hóa cùng bộ chuyển đổi số sang tương tự (DAC), các bộ khuyếch đại công suất, nguồn 
laser cung cấp sóng mang quang liên tục và bộ tạo chuỗi xung RZ tùy chọn khi muốn sử 
dụng mã đường RZ. Khối mã hóa thực hiện sắp xếp và chuyển đổi chuỗi bít đầu vào tùy 
theo bậc điều chế M thành các mức tín hiệu kích thích cho hai điện cực độc lập của DD-
MZM. Mỗi từ mã n bít (2n = M) được chuyển đổi thành một mức xác định tại mỗi cổng 
đầu ra điện áp kích thích. Quá trình chuyển đổi này được tính toán trong miền số bởi một 
chip DSP khả lập trình để cho phép lập trình tính toán lại các mức và số lượng mức khi 
bậc điều chế thay đổi. Các mức sau khi được xác định bởi bộ mã hóa sẽ được chuyển đổi 
sang tín hiệu tương tự nhờ bộ DAC. Bộ khuyếch đại điện sử dụng để hiệu chỉnh mức điện 
áp phù hợp với mức điện áp kích thích của bộ DD-MZM. Tại bộ điều chế DD-MZM, các 
mức điện áp kích thích 2 điện cực là độc lập nhau bao gồm 2 thành phần: thành phần một 
chiều là điện áp định thiên cho điện cực (VB) và thành phần xoay chiều là điện áp dữ liệu 
tới từ bộ chuyển đổi DAC (VD). 
2.2. Nguyên lý điều chế 
Xét hoạt động của bộ điều chế DD-MZM ở trạng thái tĩnh, hai nhánh của bộ điều chế 
sẽ được kích thích bởi 2 điện áp độc lập V1 và V2. Trường điện đầu ra bộ điều chế Eo đặc 
trưng cho mỗi ký hiệu điều chế sẽ là: 
  
   2expexp 
2expexp
2211
21
VVVjVVVjE
VVjVVjEE
BDBDi
io
 (1) 
trong đó. V là điện áp nửa sóng là mức điện áp cần thiết để gây ra sự dịch pha bằng của 
bộ điều chế DD-MZM, Ei là trường điện đầu vào bộ điều chế được tách thành 2 phần bằng 
nhau và trải qua sự biến đổi pha độc lập trên 2 nhánh tương ứng của bộ điều chế, VB1 và 
VB2 là các mức điện áp định thiên tại hai điện cực tương ứng (như đã đề cập ở trên VB1 = 
Tín hiệu 
M-QAM Bộ tạo chuỗi 
xung RZ 
Nguồn laser B
ộ 
m
ã 
h
óa
Chuỗi bít 
dữ liệu vào 
VB2 
VB1 
VD2 
VD1 
V1 
V2 
VBi – Điện áp định thiên của bộ MZM (i = 1,2.) 
VDi – Điện áp dữ liệu 
Vi – Điện áp kích thích bộ MZM 
DAC 
DAC 
D
S
P
 I
C
DD-MZM 
Bộ khuyếch đại điện 
Kỹ thuật điều khiển & Điện tử 
N.Đ. Nhân, N.T. Dũng “Phương pháp điều chế quang M-QAM điện cực kép.” 36 
V /2, VB2 = -V /2), VD1 và VD2 là các mức điện áp đầu ra bộ DAC sau khi được xác định từ 
bộ mã hóa. 
Đối với tín hiệu điều chế QAM có M mức mỗi ký hiệu si được mã hóa cho n bít (M = 
2n) có thể được biểu diễn trong không gian pha ở dạng số phức như sau: 
ij
iiii erjbas
 
22
iii bar và iii ab
1tan  , 1,...,1,0 Mi 
(2) 
trong đó, ai, bi là các giá trị các thành phần đồng pha (I) và vuông pha (Q) chuẩn hóa của 
ký hiệu tương ứng nằm trong dải { 1, 3,..., M-1}, ri là biên độ chuẩn hóa và i là góc 
pha của ký hiệu (- i < ). Từ các công thức (1)-(2), trường điện đầu ra bộ điều chế 
được viết lại dưới dạng chuẩn hóa đặc trưng cho một ký hiệu điều chế như sau: 
   21max 21 RReeaE jjo
  với iji eaR

max 
 i = 1, 2 (3) 
ở đây, amax = max{a0, a1,..., aM-1}. Nó được lưu ý rằng cách lựa chọn amax này khác với lựa 
chọn của Ho trong [8] và sẽ ảnh hưởng đến tính toán các mức điện áp kích thích bộ điều 
chế đề cập sau đây. Thêm nữa, trong phương pháp của Ho không sử dụng điện áp định 
thiên ban đầu giống như phương pháp đề xuất ở bài báo này. Từ (2) và (3) có thể thấy 
vector trường đặc trưng cho một ký hiệu bất kỳ trên biểu đồ chòm sao có thể được hình 
thành từ phép cộng 2 vector thành phần R1 và R2 như được minh họa ví dụ trong biểu đồ 
chòm sao 16-QAM ở hình 2. Vì hai điện cực được định thiên tại điểm /2 tương ứng nên 
mức điện áp kích thích sẽ tỉ lệ với độ lệch pha giữa vector thành phần và vector định thiên 
ban đầu (góc i). Cụ thể các mức điện áp cho ký hiệu si sẽ được xác định: 
  11 iD VV và  22 iD VV 
với i = 1, 2, , M-1 (4) 
Lưu đồ chi tiết tính toán các mức điện áp này được cho thấy trong hình 2. Trong lưu đồ 
trên tùy theo bậc điều chế, các từ mã sẽ được sắp xếp thành các ký hiệu dạng chuẩn hóa 
gồm 2 thành phần đồng pha (ai) và vuông pha (bi). Sau đó các thành phần vector ký hiệu 
được tính theo các công thức (4) và góc giữa vector ký hiệu và các vector thành phần là i 
có thể được xác định bởi: 
 max
1 2cos arii
 với i = 1, 2, , M-1 (5) 
Tùy thuộc vào góc pha vector ký hiệu để tính các thành phần lệch pha. Nếu 2  i 
thì các thành phần lệch pha và góc lệch pha i được tính bởi: 
 ii  và ii  
với i = 1, 2, , M-1 (6) 
 21  i và 22  i (7) 
còn trong trường hợp ngược lại các thành phần lệch pha sẽ là: 
 iii   .sgn
* và iii   .sgn
* (8) 
 2*1  i và 2*2  i (9) 
trong đó, sgn được gọi là hàm dấu. Và các mức điện áp kích thích dễ dàng được xác định 
bởi công thức (4). Như vậy, dựa trên phương pháp điều chế trình bày ở trên, bất kỳ bậc 
điều chế M-QAM nào đều có thể thực hiện được. Mỗi điểm chòm sao đặc trưng cho một 
ký hiệu sẽ được xác định bởi một cặp điện áp kích thích ở 2 điện cực của bộ điều chế DD-
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 41, 02 - 2016 37
MZM. Phương pháp này vừa cho phép đơn giản cấu trúc bộ phát quang trong khi vẫn có 
khả năng điều chế thích ứng ở các bậc khác nhau. 
Hình 2. Mô tả nguyên lý và lưu đồ tính mức điện áp kích thích tại hai điện cực 
bộ điều chế MZM điện cực kép cho một ký hiệu bất kỳ. 
3. MÔ PHỎNG VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Mô hình mô phỏng 
Để chứng minh và đánh giá hiệu quả của phương pháp điều chế quang M-QAM đề 
xuất, một mô hình mô phỏng hệ thống truyền dẫn quang M-QAM được xây dựng dựa trên 
nền tảng Simulink theo sơ đồ cấu trúc cho trong hình 1 gồm hai thành phần quan trọng là 
bộ điều chế DD-MZM và bộ mã hóa. Hình 3 cho thấy mô hình bộ điều chế MZM điện cực 
kép được xây dựng trong Simulink. 
Y branch combine
phase modulated
carrier arm 1
DD-MZM Data Modulator
phase modulated
carrier arm 2
1
Optical
M-QAM
1/2
Vbias
arm2
-1/2
Vbias
arm1
Scope7
Ts:[0 0], C:0, D:[0]
Probe
Optical RZ pulse
Dif f erential data 
biasing v oltage 
Out1
Phase Modulator 2
Optical RZ pulse
Dif f erential data 
biasing v oltage 
Out1
Phase Modulator 1
Optical RZ
Time scope3
Optical RZ
Time scope2
Optical RZ
Time scope1
Optical RZ
Time scope
1
Gain1
1
Gain
double
Data Type Conversion2
double
Data Type Conversion1
Re(u)
Complex to
Real-Imag
u
Complex to
Magnitude-Angle1
|u|
u
Complex to
Magnitude-Angle
Add
3
V2
2
V1
1
Optical
Carrier
Hình 3. Sơ đồ cấu trúc bộ điều chế MZM điện cực kép xây dựng trong Simulink. 
I 
Q 
S0 
S1 
S2 
S3 
S4 
S5 
S6 
S7 
VB2 
VB1 
V2 
V1 S8 
S9 
S10 
S11 
S12 
S13 
S14 
S15 
 i 
i 
2 nhánh dịch pha của 
bộ điều chế MZM 
2 điện áp kích 
thích đầu vào 
Cổng sóng 
quang CW 
Kỹ thuật điều khiển & Điện tử 
N.Đ. Nhân, N.T. Dũng “Phương pháp điều chế quang M-QAM điện cực kép.” 38 
Chi tiết bộ mã hóa xây dựng trong Simulink được cho thấy trong hình 4 bao gồm các 
khối sắp xếp ký hiệu (Mapping) thực hiện chuyển đổi từ mã bít nhị phân thành ký hiệu 
chuẩn hóa gồm 2 thành phần I và Q đầu ra, khối mã hóa trước (Precoding) chuyển đổi các 
thành phần I, Q thành các mức điện áp chuẩn hóa tương ứng theo lưu đố tính toán trong 
hình 2, và khối DAC chuyển đổi mức điện áp được tính thành các mức lượng tử tương ứng 
tùy theo độ dài bit chuyển đổi. Tùy thuộc độ dài nb bit của bộ DAC, sai số lượng tử cực đại 
do quá trình lượng tử hóa gây ra sẽ là /2 với bnq VMV 222 maxmax làm sai lệch 
vị trí chòm sao ra khỏi vị trí lý tưởng dẫn đến suy giảm hiệu năng hệ thống. 
 Data Mapper for M-QAM Modulation
2
V2
1
V1
In1
In2
Out1
Out2
Pre-coding
In1
I
Q
Mapping
[data]
Goto
Data Time scope1
Data Time scope
In1
In2
Out1
Out2
DAC
Buffer1
Bit to Integer
Converter
Bit to Integer
Converter
Bernoull i
Binary
Bernoull i Binary
Generator
b3
Hình 4. Mô hình bộ mã hóa (Encoder) trong Simulink. 
Các tín hiệu quang M-QAM được giải điều chế qua bộ thu kết hợp số. Thành phần bộ 
thu kết hợp và các thành phần khác để xây dựng thành hệ thống truyền dẫn quang trong 
Simulink có thể được tham khảo trong [9,10]. 
3.2. Kết quả mô phỏng và bình luận 
Dựa trên mô hình mô phỏng xây dựng các bậc điều chế M-QAM khác nhau hoạt động 
tại tốc độ 40 Gbit/s đã được khảo sát trên cùng một bộ phát quang để cho thấy khả năng 
điều chế thích ứng của phương pháp đề xuất. Hình 5 cho thấy hiệu năng của hệ thống M-
QAM với các bậc điều chế khác nhau trong giới hạn của nhiễu quang thể hiện qua tham số 
tỉ số tín hiệu trên nhiễu quang (OSNR). Ở đây tham số OSNR được xác định tại độ rộng 
băng tần quang tham chiếu là 0,1 nm (hay 12,5 GHz). 
5 10 15 20 25 30
10
-10
10
-8
10
-6
10
-4
10
-2
OSNR (dB)
B
E
R
4-QAM Ideal
4-QAM DAC 2bit
16-QAM Ideal
16-QAM DAC 4bit
16-QAM DAC 5bit
64-QAM Ideal
64-QAM DAC 6bit
64-QAM DAC 7bit
Hình 5. Hiệu năng của các hệ thống điều chế QAM khác nhau có xét đến ảnh 
hưởng của độ dài bít của bộ DAC so với lý tưởng. 
Kết quả thu được cũng phản ánh sự tác động mạnh của nhiễu quang lên các tín hiệu 
QAM có bậc điều chế cao. Để xác định phạm vi ảnh hưởng của quá trình lượng tử hóa 
Khối chuyển đổi DAC Khối mã hóa trước Khối sắp xếp Tạo chuỗi 
nhị phân 
ngẫu nhiên 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 41, 02 - 2016 39
cũng như điều kiện hoạt động của phương pháp khi triển khai thực tế, hiệu năng của các hệ 
thống điều chế QAM khác nhau đã được khảo sát trong điều kiện độ dài bít của bộ DAC 
thay đổi. Kết quả khảo sát thu được thể hiện trong Hình 5 cho thấy tác động của quá trình 
lượng tử hóa càng lớn khi mức điều chế tăng lên. Ngoại trừ trường hợp 4-QAM, các 
trường hợp điều chế QAM bậc cao đều cho thấy sự suy giảm hiệu năng tại độ dài bít DAC 
tối thiểu (nb = n). 
Mức bù công suất phụ thuộc vào độ dài bít DAC tại ngưỡng BER = 10-9 được cho thấy 
trong Hình 6. Kết quả cho thấy để mức bù nhỏ hơn 1 dB thì độ dài bít nb phải lớn hơn độ dài 
từ mã n ít nhất 1 bít ngoại trừ trường hợp 4-QAM. Đối với điều chế 4-QAM sự ảnh hưởng 
của quá trình lượng tử hóa không đáng kể có thể bỏ qua là do độ lệch các mức điện áp giữa 
hai điện cực kích thích luôn bằng nhau và bằng V /2. Kết quả cũng chỉ ra mức độ khả thi để 
triển khai phương pháp điều chế đề xuất trong thực tế vì các bộ chuyển đổi ADC/DAC hoạt 
động ở tốc độ trên 50GHz có độ phân giải 8 bít hiện đều đã sẵn có trên thị trường. 
2 3 4 5 6 7 8 9
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Number of bits of DAC
P
e
n
a
lty
 (
d
B
)
4-QAM
16-QAM
64-QAM
Hình 6. Mức bù công suất so với lý tưởng khi thay đổi độ dài bít của bộ DAC 
của các hệ thống điều chế QAM khác nhau. 
Phương pháp đề xuất cũng được kiểm tra so sánh với phương pháp của Ho đề xuất 
trong [8] do cùng sử dụng một bộ DD-MZM. Trong điều kiện cùng bộ DAC độ dài bit 
giống nhau, phương pháp đề xuất trong bài báo này cho thấy hiệu năng tốt hơn như thể 
hiện qua đường cong hiệu năng của hệ thống cho 2 trường hợp 4-QAM sử dụng bộ DAC 2 
bit và 16-QAM sử dụng bộ DAC 5 bit thể hiện trong Hình 7. 
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
10
-10
10
-8
10
-6
10
-4
10
-2
OSNR (dB)
B
E
R
4-QAM Proposed
4-QAM Ho's method
16-QAM Proposed
16-QAM Ho's method
Hình 7. Hiệu năng của các hệ thống M-QAM theo phương pháp đề xuất (chấm 
tròn) so với phương pháp của Ho (chấm vuông) trong cùng điều kiện sử dụng 
bộ DAC giống nhau. 
Kỹ thuật điều khiển & Điện tử 
N.Đ. Nhân, N.T. Dũng “Phương pháp điều chế quang M-QAM điện cực kép.” 40 
Sự cải thiện hiệu năng này có thể được giải thích là do các mức điện áp được tính theo 
phương pháp đề xuất có dải giá trị biến đổi nhỏ hơn nhờ sự định thiên ban đầu và lựa chọn 
biên độ vector ban đầu so với các mức được tính theo phương pháp của Ho. Nhờ đó với 
cùng số lượng mức lượng tử giống nhau nhưng sai số lượng tử trong phương pháp đề xuất 
trong bài báo này nhỏ hơn nên bị ảnh hưởng ít hơn qua đó cải thiện được hiệu năng của hệ 
thống so với phương pháp của Ho. Tại ngưỡng BER = 10-9, phương pháp đề xuất có thể 
cải thiện được khoảng 2 dB trong trường hợp 4-QAM và 1 dB trong trường hợp 16-QAM. 
4. KẾT LUẬN 
Bằng việc sử dụng chỉ một bộ điều chế quang Mach-Zehnder điện cực kép phổ biến, 
một phương pháp điều chế tín hiệu quang M-QAM đã được đề xuất và chứng minh qua 
mô hình mô phỏng. Theo phương pháp đề xuất mỗi vị trí chòm sao đặc trưng cho ký hiệu 
đều có thể được tạo thành từ một cặp mức điện áp kích thích phù hợp. Thông qua mô 
phỏng, các ảnh hưởng của giới hạn mức lượng tử có thể chấp nhận được khi số bít phân 
giải của bộ DAC nhiều hơn số bít cần mã hóa trên một ký hiệu là một bít. Trong dải bậc 
điều chế từ 64 trở xuống, số bít phân giải của bộ DAC cần chỉ là 8 cho thấy tính khả thi 
khi triển khai trong thực tế. Thêm nữa kết quả mô phỏng cũng cho thấy sự cải thiện hiệu 
năng của hệ thống sử dụng phương pháp đề xuất so với phương pháp của Ho với cùng loại 
bộ điều chế quang sử dụng. 
Lời cảm ơn: Tác giả cảm ơn sự tài trợ về kinh phí của Học viện Công nghệ BCVT cho 
nghiên cứu này thuộc đề tài nghiên cứu mã số 15-2015-HV-VT1. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. P. J. Winzer, "High-Spectral-Efficiency Optical Modulation Formats," IEEE 
Journal of Lightwave Technology, Vol. 30 (2012), pp. 3824-3835. 
[2]. Kikuchi,"Digital coherent optical communication systems: fundamentals and 
future prospects," IEICE Electronics Express, Vol. 8 (2011), pp. 1642-1662. 
[3]. H. Y. Choi, and I. Morita, "Optical transmitter for 320-Gb/s PDM-RZ-16QAM 
generation using electrical binary drive signals," Optics Express, Vol. 20, pp. 
28772-28778, 2012. 
[4]. B. C. T. K. A. Sano et al, "102.3-Tb/s (224 x 548-Gb/s) C- and extended L-band 
all-raman transmission over 240 km using PDM-64QAM single carrier FDM with 
digital pilot tone," in OFC/NFOEC (2012), p. PDP5C.3. 
[5]. P. Layec et al, "Elastic Optical Networks: The Global Evolution to Software 
Configurable Optical Networks," Bell Labs Technical Journal, Vol. 18 (2013), pp. 
133-151. 
[6]. K. M. Seimetz, "Transmitter design," in High-order modulation for optical fiber 
transmission: Springer, 2009. 
[7]. A. C. T. Sakamoto, and T. Kawanishi, "50-Gb/s 16 QAM by a quad-parallel Mach-
Zehnder modulator," in Proc. ECOC, 2007, p. PDP2.8. 
[8]. K. P. Ho, Cuei, H.W,, "Generation of arbitrary quadrature signals using one dual-
drive modulator," IEEE Journal of Lightwave Technology, Vol. 23 (2005), pp. 
764–770. 
[9]. L. N. Binh, “Optical fiber communications systems: Theory and practice with 
Matlab and Simulink models” CRC Press, 2010. 
[10]. N. Nguyen and L. N. Binh, "Demultiplexing Techniques of 320 Gb/s TDM-DQPSK 
Signals: A Comparison by Simulation," Proc of the IEEE International Conference 
on Communication Systems, Singapore, (2010). 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 41, 02 - 2016 41
ABSTRACT 
ADAPTIVE MODULATION FOR M-QAM SIGNALS USING ONLY A DUAL-DRIVE 
MACH-ZEHNDER MODULATOR 
A scheme to generate the optical quadrature amplitude modulation (QAM) 
signals using only one dual-drive Mach-Zehnder modulator is proposed. The 
principle of operation and the structure of transmitter based on the proposed 
method have been presented and demonstrated by simulation. The simulated results 
show that the proposed scheme provides the transmission systems with the ability to 
generate the different order M-QAM sigals. The influence of quantization on the 
feasibility of the method has been investigated. 
Keywords: Optical transmission system, Advanced modulation formats, Mach-Zehnder modulator. 
Nhận bài ngày 10 tháng 01 năm 2016 
Hoàn thiện ngày 2 tháng 02 năm 2016 
Chấp nhận đăng ngày 22 tháng 02 năm 2016 
Địa chỉ: 1 Khoa Viễn thông 1 – Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông; 
 2 Khoa Công nghệ tự động – Đại học Điện lực. 
 * Email : nhannd@ptit.edu.vn