Zamonaviy optik aloqa tizimlarida yuqori sig'im va uzoqroq uzatish masofasiga intilishda shovqin, asosiy jismoniy cheklov sifatida, har doim ishlashni yaxshilashni cheklab qo'ygan.
OdatdagidekEDFAerbium qo'shilgan tolali kuchaytirgich tizimi, har bir optik uzatish oralig'i taxminan 0,1 dB to'plangan spontan emissiya shovqinini (ASE) hosil qiladi, bu esa kuchaytirish jarayonida yorug'lik / elektron o'zaro ta'sirining kvant tasodifiy tabiatiga asoslangan.
Ushbu turdagi shovqin vaqt domenida pikosoniya darajasidagi vaqt jitteri sifatida namoyon bo'ladi. Jitter modelining bashoratiga ko'ra, dispersiya koeffitsienti 30ps / (nm · km) shartida, 1000 km masofani uzatishda jitter 12 ps ga oshadi. Chastota domenida bu optik signal-shovqin nisbati (OSNR) pasayishiga olib keladi, natijada 40 Gbps NRZ tizimida 3,2 dB (@ BER = 1e-9) sezgirlik yo'qoladi.
Keyinchalik jiddiy qiyinchilik tolaning nochiziqli ta'siri va dispersiyasining dinamik ulanishidan kelib chiqadi - 1550nm oynada an'anaviy bir rejimli tolaning (G.652) dispersiya koeffitsienti 17ps / (nm · km), o'z-o'zidan fazali modulyatsiya (SPM) natijasida yuzaga kelgan chiziqli bo'lmagan faza siljishi bilan birgalikda. Kirish quvvati 6 dBm dan oshganda, SPM effekti impuls to'lqin shaklini sezilarli darajada buzadi.
Yuqoridagi rasmda ko'rsatilgan 960Gbps PDM-16QAM tizimida 200km uzatishdan keyin ko'zning ochilishi boshlang'ich qiymatning 82% ni tashkil qiladi va Q omil 14dB da saqlanadi (BER ≈ 3e-5 ga to'g'ri keladi); Masofa 400 km ga uzaytirilganda, o'zaro faoliyat fazali modulyatsiya (XPM) va to'rtta to'lqin aralashtirishning (FWM) birgalikda ta'siri ko'zni ochish darajasining 63% ga keskin pasayishiga olib keladi va tizim xatosi darajasi 10 ^ -12 FEC xato tuzatish chegarasidan oshib ketadi.
Shuni ta'kidlash kerakki, to'g'ridan-to'g'ri modulyatsiya lazerining (DML) chastotali jiringlash effekti yomonlashadi - odatdagi DFB lazerining alfa parametri (chiziq kengligini oshirish omili) qiymati 3-6 oralig'ida va uning chastotasining bir lahzali o'zgarishi ± 2,5 GGts ga yetishi mumkin (C=2,1 GGts modulyatsiyasidagi chiyillash parametriga to'g'ri keladi, tokning 2,1 GGts modullash natijasi). 80km G.652 tolasi orqali uzatilgandan so'ng 38% impuls kengayish tezligida (kümülatif dispersiya D · L = 1360ps/nm).
To'lqin uzunligi bo'yicha multiplekslash (WDM) tizimlarida kanallar o'zaro bog'lanishi chuqurroq to'siqlarni tashkil qiladi. Misol sifatida 50 gigagertsli kanal oralig'ini oladigan bo'lsak, to'rtta to'lqin aralashtirish (FWM) natijasida yuzaga keladigan shovqin kuchi oddiy optik tolalarda taxminan 22 km samarali Leff uzunligiga ega.
To'lqin uzunligi bo'yicha multiplekslash (WDM) tizimlarida kanallar o'zaro bog'lanishi chuqurroq to'siqlarni tashkil qiladi. Misol tariqasida 50 gigagertsli kanal oralig'ini oladigan bo'lsak, to'rtta to'lqinni aralashtirish (FWM) natijasida hosil bo'lgan shovqin quvvatining samarali uzunligi Leff = 22 km (tolaning zaiflashuv koeffitsienti a = 0,22 dB / km ga to'g'ri keladi).
Kirish quvvati +15 dBm ga oshirilganda, qo'shni kanallar o'rtasidagi o'zaro bog'lanish darajasi 7 dB ga (-30 dB bazaviy chiziqqa nisbatan) oshadi, bu tizimni oldinga xato tuzatish (FEC) ortiqchaligini 7% dan 20% gacha oshirishga majbur qiladi. Ramanning rag'batlantirilgan tarqalishi (SRS) natijasida kelib chiqqan quvvat uzatish effekti uzoq to'lqin uzunlikdagi kanallarda kilometriga taxminan 0,02 dB yo'qotishga olib keladi, bu esa C+L diapazoni (1530-1625nm) tizimida 3,5 dB gacha quvvat pasayishiga olib keladi. Haqiqiy vaqtda qiyalik kompensatsiyasi dinamik daromad ekvalayzeri (DGE) orqali talab qilinadi.
Ushbu jismoniy effektlarning tizim ishlashi chegarasini birlashtirilgan tarmoqli kengligi masofa mahsuloti (B · L) bilan aniqlash mumkin: G.655 tolasidagi (dispersiya bilan kompensatsiyalangan tola) odatiy NRZ modulyatsiya tizimining B · L qiymati taxminan 18000 (Gb/s) · km ni tashkil qiladi, PDM-QPSK modulyatsiyasi va kogerent aniqlash texnologiyasi bilan esa bu ko'rsatkichni 2 (8b/0) ga yaxshilash mumkin (8b/0) SD-FEC kuchayishi 9,5 dB).
Zamonaviy 7-yadroli x 3-rejimli kosmik bo'linishli multiplekslash tolasi (SDM) zaif ulanish orqali yadrolararo o'zaro bog'lanish nazorati (/km) orqali laboratoriya muhitida 15,6Pb / s · km (yagona tolali quvvati 1,53Pb / sx uzatish masofasi 10,2km) uzatish quvvatiga erishdi.
Shannon chegarasiga yaqinlashish uchun zamonaviy tizimlar ehtimollikni shakllantirish (PS-256QAM, 0,8 dB shakllantirish daromadiga erishish), neyron tarmoqni tenglashtirish (NL kompensatsiyasi samaradorligi 37% ga yaxshilandi) va taqsimlangan Raman kuchaytirilishini (DRA, nishab aniqligi ± 0,5 dB ga oshirish) P-6QAM4G0ri-ni oshirish uchun yagona omil texnologiyalarini birgalikda qo'llashi kerak. uzatish 2dB (12dB dan 14dB gacha) va OSNR tolerantligini 17,5dB/0,1nm (@ BER=2e-2) ga bo'shashtiring.
Xabar berish vaqti: 2025 yil 12-iyun