अप्टिकल ट्रान्समिशन प्रणालीहरूको लागि श्यानन सीमा सफलता मार्ग के हो?

अप्टिकल ट्रान्समिशन प्रणालीहरूको लागि श्यानन सीमा सफलता मार्ग के हो?

आधुनिक अप्टिकल सञ्चार प्रणालीहरूमा उच्च क्षमता र लामो प्रसारण दूरीको खोजीमा, आवाज, एक आधारभूत भौतिक सीमाको रूपमा, सधैं प्रदर्शन सुधारलाई बाधा पुर्‍याएको छ।

सामान्य रूपमाEDFA लेएर्बियम-डोपेड फाइबर एम्पलीफायर प्रणालीको साथ, प्रत्येक अप्टिकल ट्रान्समिशन स्प्यानले लगभग ०.१dB संचित सहज उत्सर्जन आवाज (ASE) उत्पन्न गर्दछ, जुन प्रवर्धन प्रक्रियाको क्रममा प्रकाश/इलेक्ट्रोन अन्तरक्रियाको क्वान्टम अनियमित प्रकृतिमा आधारित हुन्छ।

यस प्रकारको आवाज समय डोमेनमा पिकोसेकेन्ड स्तरको समय जिटरको रूपमा प्रकट हुन्छ। जिटर मोडेल भविष्यवाणी अनुसार, ३०ps/(nm · km) को फैलावट गुणांकको अवस्थामा, १०००km प्रसारण गर्दा जिटर १२ps ले बढ्छ। फ्रिक्वेन्सी डोमेनमा, यसले अप्टिकल सिग्नल-टु-नोइज अनुपात (OSNR) मा कमी ल्याउँछ, जसको परिणामस्वरूप ४०Gbps NRZ प्रणालीमा ३.२dB (@ BER=1e-9) को संवेदनशीलता हानि हुन्छ।

फाइबर ननलाइनर इफेक्ट र डिस्परेसनको गतिशील युग्मनबाट अझ गम्भीर चुनौती आउँछ - १५५०nm विन्डोमा परम्परागत एकल-मोड फाइबर (G.652) को डिस्परेसन गुणांक १७ps/(nm · km) छ, जुन सेल्फ फेज मोड्युलेसन (SPM) को कारणले हुने ननलाइनर फेज शिफ्टसँग मिल्छ। जब इनपुट पावर ६dBm भन्दा बढी हुन्छ, SPM प्रभावले पल्स वेभफर्मलाई उल्लेखनीय रूपमा विकृत गर्नेछ।

१

माथिको चित्रमा देखाइएको ९६०Gbps PDM-१६QAM प्रणालीमा, २०० किलोमिटर प्रसारण पछि आँखा खोल्ने क्षमता प्रारम्भिक मानको ८२% हुन्छ, र Q कारक १४dB मा राखिएको हुन्छ (BER ≈ ३e-५ अनुरूप); जब दूरी ४०० किलोमिटरसम्म विस्तार गरिन्छ, क्रस फेज मोड्युलेसन (XPM) र चार तरंग मिश्रण (FWM) को संयुक्त प्रभावले आँखा खोल्ने डिग्रीलाई तीव्र रूपमा ६३% मा झर्छ, र प्रणाली त्रुटि दरले १० ^ -१२ को कडा निर्णय FEC त्रुटि सुधार सीमा नाघ्छ।

यो ध्यान दिन लायक छ कि प्रत्यक्ष मोड्युलेसन लेजर (DML) को फ्रिक्वेन्सी चिरप प्रभाव बिग्रनेछ - एक विशिष्ट DFB लेजरको अल्फा प्यारामिटर (लाइनविड्थ एन्हान्समेन्ट फ्याक्टर) मान 3-6 को दायरामा हुन्छ, र यसको तात्कालिक फ्रिक्वेन्सी परिवर्तन 1mA को मोड्युलेसन करेन्टमा ± 2.5GHz (चिरप प्यारामिटर C=2.5GHz/mA अनुरूप) पुग्न सक्छ, जसको परिणामस्वरूप 80km G.652 फाइबर मार्फत प्रसारण पछि 38% (सञ्चित फैलावट D · L=1360ps/nm) को पल्स ब्रोडेनिंग दर हुन्छ।

तरंगदैर्ध्य डिभिजन मल्टिप्लेक्सिङ (WDM) प्रणालीहरूमा च्यानल क्रसटलकले गहिरो अवरोधहरू गठन गर्दछ। उदाहरणको रूपमा ५०GHz च्यानल स्पेसिङलाई लिँदा, चार तरंग मिश्रण (FWM) को कारणले हुने हस्तक्षेप शक्तिको प्रभावकारी लम्बाइ साधारण अप्टिकल फाइबरहरूमा लगभग २२ किलोमिटर हुन्छ।

तरंगदैर्ध्य डिभिजन मल्टिप्लेक्सिङ (WDM) प्रणालीहरूमा च्यानल क्रसटल्कले गहिरो अवरोधहरू गठन गर्दछ। उदाहरणको रूपमा ५०GHz च्यानल स्पेसिङ लिँदा, चार तरंग मिश्रण (FWM) द्वारा उत्पन्न हस्तक्षेप शक्तिको प्रभावकारी लम्बाइ Leff=२२km (फाइबर एटेन्युएशन गुणांक α=०.२२ dB/km सँग मेल खान्छ) हो।

जब इनपुट पावर +१५dBm मा बढाइन्छ, छेउछाउका च्यानलहरू बीचको क्रसस्टक स्तर ७dB ले बढ्छ (-३०dB आधारभूत रेखाको सापेक्ष), प्रणालीलाई अगाडि त्रुटि सुधार (FEC) रिडन्डन्सी ७% बाट २०% सम्म बढाउन बाध्य पार्छ। उत्तेजित रमन स्क्याटरिङ (SRS) को कारणले हुने पावर ट्रान्सफर प्रभावले लामो तरंगदैर्ध्य च्यानलहरूमा प्रति किलोमिटर लगभग ०.०२dB को क्षति निम्त्याउँछ, जसले C+L ब्यान्ड (१५३०-१६२५nm) प्रणालीमा ३.५dB सम्मको पावर डिप निम्त्याउँछ। गतिशील लाभ इक्वेलाइजर (DGE) मार्फत वास्तविक समय ढलान क्षतिपूर्ति आवश्यक छ।

यी भौतिक प्रभावहरूको संयुक्त प्रणाली कार्यसम्पादन सीमा ब्यान्डविथ दूरी उत्पादन (B · L) द्वारा परिमाण गर्न सकिन्छ: G.655 फाइबर (फैलाव क्षतिपूर्ति फाइबर) मा एक विशिष्ट NRZ मोड्युलेसन प्रणालीको B · L लगभग 18000 (Gb/s) · किमी हुन्छ, जबकि PDM-QPSK मोड्युलेसन र सुसंगत पत्ता लगाउने प्रविधिको साथ, यो सूचकलाई 280000 (Gb/s) · किमी (@ SD-FEC लाभ 9.5dB) मा सुधार गर्न सकिन्छ।

अत्याधुनिक ७-कोर x ३-मोड स्पेस डिभिजन मल्टिप्लेक्सिङ फाइबर (SDM) ले कमजोर युग्मन इन्टर कोर क्रसटलक नियन्त्रण (<-४०dB/km) मार्फत प्रयोगशाला वातावरणमा १५.६Pb/s · km (१.५३Pb/sx १०.२ km को प्रसारण दूरीको एकल फाइबर क्षमता) को प्रसारण क्षमता हासिल गरेको छ।

श्यानन सीमामा पुग्न, आधुनिक प्रणालीहरूले संयुक्त रूपमा सम्भाव्यता आकार (PS-256QAM, 0.8dB आकार लाभ प्राप्त गर्दै), तंत्रिका नेटवर्क समीकरण (NL क्षतिपूर्ति दक्षता 37% ले सुधारिएको), र वितरित रमन प्रवर्धन (DRA, ढलान शुद्धता प्राप्त गर्नुहोस् ± 0.5dB) प्रविधिहरू एकल वाहक 400G PDM-64QAM प्रसारणको Q कारकलाई 2dB (12dB बाट 14dB सम्म) ले बढाउन र OSNR सहिष्णुतालाई 17.5dB/0.1nm (@ BER=2e-2) मा आराम गर्न आवश्यक छ।


पोस्ट समय: जुन-१२-२०२५

  • अघिल्लो:
  • अर्को: