Заманауи оптикалық байланыс жүйелерінде жоғары сыйымдылық пен ұзағырақ жіберу қашықтығына ұмтылу үшін, негізгі физикалық шектеу ретінде шу әрқашан өнімділікті жақсартуды шектеді.
Типтік түрдеEDFAэрбиум қосылған талшықты күшейткіш жүйесі, әрбір оптикалық беру аралығы шамамен 0,1 дБ жинақталған өздігінен шығарылатын эмиссиялық шу (ASE) жасайды, бұл күшейту процесі кезінде жарық/электрондардың өзара әрекеттесуінің кванттық кездейсоқ табиғатына негізделген.
Шудың бұл түрі уақыт доменінде пикосекундтық деңгейдегі уақыт дірілі ретінде көрінеді. Джиттер моделінің болжамына сәйкес, дисперсия коэффициенті 30ps/(нм · км) жағдайында 1000км таратқанда діріл 12 ps-ке артады. Жиілік доменінде ол оптикалық сигнал-шу қатынасының (OSNR) төмендеуіне әкеледі, нәтижесінде 40 Гбит/с NRZ жүйесінде 3,2 дБ (@ BER=1e-9) сезімталдық жоғалады.
Неғұрлым күрделі мәселе талшықтың сызықты емес әсерлері мен дисперсиясының динамикалық қосылуынан туындайды - 1550 нм терезедегі кәдімгі бір режимді талшықтың (G.652) дисперсия коэффициенті 17ps/(нм · км), өзіндік фазалық модуляциядан (SPM) туындаған сызықты емес фазалық жылжумен біріктірілген. Кіріс қуаты 6 дБм-ден асқанда, SPM әсері импульстік толқын пішінін айтарлықтай бұзады.
Жоғарыдағы суретте көрсетілген 960 Гбит/с PDM-16QAM жүйесінде 200 км берілістен кейінгі көзді ашу бастапқы мәннің 82% құрайды, ал Q коэффициенті 14 дБ деңгейінде сақталады (BER ≈ 3e-5 сәйкес); Қашықтық 400 км-ге дейін ұзартылған кезде, көлденең фазалық модуляцияның (XPM) және төрт толқынды араластырудың (FWM) біріккен әсері көзді ашу дәрежесінің 63%-ға күрт төмендеуіне әкеледі және жүйе қатесінің деңгейі қатаң шешімнің FEC қатесін түзету шегінен 10 ^ -12 асады.
Айта кету керек, тікелей модуляциялық лазердің (DML) жиілік жаңғырық әсері нашарлайды - типтік DFB лазерінің альфа параметрінің (сызық енін жақсарту коэффициенті) мәні 3-6 диапазонында және оның лезде жиілігінің өзгеруі ± 2,5 ГГц жетуі мүмкін (сәйкес келеді C/mA5 ГГц модуляциясының шықырлау параметріне сәйкес, токтың 2,5 ГГц модуляциясының нәтижесі). 80км G.652 талшығы арқылы жіберілгеннен кейін импульстің 38% кеңею жылдамдығында (куммулятивтік дисперсия D · L=1360ps/nm).
Толқын ұзындығын бөлу мультиплексирлеу (WDM) жүйелеріндегі арналардың айқасуы тереңірек кедергілерді құрайды. Мысал ретінде 50 ГГц арналар аралығын алсақ, төрт толқынды араластыру (FWM) нәтижесінде пайда болатын кедергі қуаты қарапайым оптикалық талшықтарда шамамен 22 км тиімді Leff ұзындығына ие.
Толқын ұзындығын бөлу мультиплексирлеу (WDM) жүйелеріндегі арналардың айқасуы тереңірек кедергілерді құрайды. Мысал ретінде 50 ГГц арна аралығын алатын болсақ, төрт толқынды араластыру (FWM) арқылы пайда болатын кедергі қуатының тиімді ұзындығы Лефф=22км (талшықтың әлсіреу коэффициентіне α=0,22 дБ/км сәйкес келеді).
Кіріс қуаты+15дБм дейін ұлғайтылған кезде, көрші арналар арасындағы айқаспалы сөйлесу деңгейі 7дБ (-30дБ базалық деңгейге қатысты) артады, бұл жүйені алдыңғы қатені түзетудің (FEC) артықтығын 7%-дан 20%-ға дейін арттыруға мәжбүр етеді. Қоздырылған Раман шашырауынан (SRS) туындаған қуат беру эффектісі ұзын толқын ұзындығы арналарында шамамен километрге 0,02 дБ жоғалтуға әкеледі, бұл C+L диапазонында (1530-1625 нм) 3,5 дБ дейін қуат төмендеуіне әкеледі. Динамикалық пайда эквалайзері (DGE) арқылы нақты уақыттағы көлбеу өтемі қажет.
Бұл физикалық әсерлердің біріктірілген жүйе өнімділігінің шегін өткізу қабілеттілігі қашықтығы өнімі (B · L): G.655 талшығындағы (дисперсиялық компенсацияланған талшық) типтік NRZ модуляция жүйесінің B · L мәні шамамен 18000 (Гб/с) · км құрайды, ал PDM-QPSK модуляциясымен және когерентті анықтау технологиясымен бұл көрсеткішті 2 км (8б/0) дейін жақсартуға болады (8б/0) SD-FEC күшейту 9,5дБ).
Ең озық 7-ядролы x 3-режимдік кеңістікті бөлу мультиплексирлеуші талшық (SDM) әлсіз ілінісу арқылы ядролар арасындағы өзара сөйлесуді бақылау (<-40d) арқылы зертханалық орталарда 15,6Pb/s · км (бір талшықты өткізу қабілеті 1,53Pb/sx 10,2km) өткізу қабілетіне қол жеткізді.
Шеннон шегіне жақындау үшін заманауи жүйелер ықтималдықты қалыптастыруды (PS-256QAM, 0,8дБ кескіндеу күшіне қол жеткізу), нейрондық желіні теңестіруді (NL компенсациясының тиімділігі 37%-ға жақсартты) және бөлінген Raman күшейтуін (DRA, еңіс дәлдігі ± 0,5дБ) QQ-AM4Q0ri бір факторлы Q-AM4Q0ri арттыру үшін бірге қабылдауы керек. беру 2дБ (12дБ-ден 14дБ дейін) және OSNR төзімділігін 17,5дБ/0,1нм (@ BER=2e-2) дейін босаңсытыңыз.
Жіберу уақыты: 12 маусым-2025 ж