Wrth fynd ar drywydd capasiti uwch a phellter trosglwyddo hirach mewn systemau cyfathrebu optegol modern, mae sŵn, fel cyfyngiad ffisegol sylfaenol, bob amser wedi cyfyngu ar wella perfformiad.
Mewn nodweddiadolEDFAsystem mwyhadur ffibr wedi'i dopio ag erbium, mae pob rhychwant trosglwyddo optegol yn cynhyrchu tua 0.1dB o sŵn allyriadau digymell cronedig (ASE), sydd wedi'i wreiddio yn natur ar hap cwantwm y rhyngweithio golau/electron yn ystod y broses fwyhau.
Mae'r math hwn o sŵn yn amlygu ei hun fel jitter amseru lefel picosecond yn y parth amser. Yn ôl rhagfynegiad y model jitter, o dan yr amod o gyfernod gwasgariad o 30ps/(nm · km), mae'r jitter yn cynyddu 12ps wrth drosglwyddo 1000km. Yn y parth amledd, mae'n arwain at ostyngiad yn y gymhareb signal-i-sŵn optegol (OSNR), gan arwain at golled sensitifrwydd o 3.2dB (@ BER=1e-9) yn y system NRZ 40Gbps.
Daw'r her fwy difrifol o'r cyplu deinamig rhwng effeithiau anlinellol ffibr a gwasgariad - mae cyfernod gwasgariad ffibr un modd confensiynol (G.652) yn y ffenestr 1550nm yn 17ps/(nm · km), ynghyd â'r newid cyfnod anlinellol a achosir gan fodiwleiddio hunan-gam (SPM). Pan fydd y pŵer mewnbwn yn fwy na 6dBm, bydd yr effaith SPM yn ystumio tonffurf y pwls yn sylweddol.
Yn y system PDM-16QAM 960Gbps a ddangosir yn y ffigur uchod, mae'r agoriad llygad ar ôl trosglwyddiad 200km yn 82% o'r gwerth cychwynnol, a chynhelir y ffactor Q ar 14dB (sy'n cyfateb i BER ≈ 3e-5); Pan gaiff y pellter ei ymestyn i 400km, mae effaith gyfunol modiwleiddio traws-gam (XPM) a chymysgu pedair ton (FWM) yn achosi i radd agoriad y llygad ostwng yn sydyn i 63%, ac mae cyfradd gwall y system yn fwy na'r terfyn cywiro gwall FEC penderfyniad caled o 10 ^ -12.
Mae'n werth nodi y bydd effaith chirp amledd laser modiwleiddio uniongyrchol (DML) yn gwaethygu - mae gwerth paramedr alffa (ffactor gwella lled llinell) laser DFB nodweddiadol yn yr ystod o 3-6, a gall ei newid amledd ar unwaith gyrraedd ± 2.5GHz (sy'n cyfateb i baramedr chirp C=2.5GHz/mA) ar gerrynt modiwleiddio o 1mA, gan arwain at gyfradd ehangu pwls o 38% (gwasgariad cronnus D · L=1360ps/nm) ar ôl trosglwyddo trwy ffibr G.652 80km.
Mae croestalk sianel mewn systemau amlblecsio rhannu tonfedd (WDM) yn creu rhwystrau dyfnach. Gan gymryd y bylchau sianel 50GHz fel enghraifft, mae gan y pŵer ymyrraeth a achosir gan gymysgu pedair ton (FWM) hyd effeithiol Leff o tua 22km mewn ffibrau optegol cyffredin.
Mae croestalk sianel mewn systemau amlblecsio rhannu tonfedd (WDM) yn creu rhwystrau dyfnach. Gan gymryd y bylchau sianel 50GHz fel enghraifft, hyd effeithiol y pŵer ymyrraeth a gynhyrchir gan gymysgu pedair ton (FWM) yw Leff = 22km (sy'n cyfateb i gyfernod gwanhau ffibr α = 0.22 dB / km).
Pan gynyddir y pŵer mewnbwn i +15dBm, mae'r lefel croestalk rhwng sianeli cyfagos yn cynyddu 7dB (o'i gymharu â'r llinell sylfaen -30dB), gan orfodi'r system i gynyddu'r diswyddiad cywiriad gwall ymlaen (FEC) o 7% i 20%. Mae'r effaith trosglwyddo pŵer a achosir gan wasgariad Raman wedi'i ysgogi (SRS) yn arwain at golled o tua 0.02dB y cilomedr mewn sianeli tonfedd hir, gan arwain at ostyngiad pŵer o hyd at 3.5dB yn y system band C+L (1530-1625nm). Mae angen iawndal llethr amser real trwy gydraddolwr enillion deinamig (DGE).
Gellir mesur terfyn perfformiad system yr effeithiau ffisegol hyn gyda'i gilydd gan luoswm pellter lled band (B · L): mae B · L system fodiwleiddio NRZ nodweddiadol mewn ffibr G.655 (ffibr wedi'i ddigolledu gan wasgariad) tua 18000 (Gb/s) · km, tra gyda modiwleiddio PDM-QPSK a thechnoleg canfod cydlynol, gellir gwella'r dangosydd hwn i 280000 (Gb/s) · km (@ enillion SD-FEC 9.5dB).
Mae'r ffibr amlblecsio rhannu gofod (SDM) 7-craidd x 3-modd arloesol wedi cyflawni capasiti trosglwyddo o 15.6Pb/s · km (capasiti ffibr sengl o 1.53Pb/sx pellter trosglwyddo o 10.2km) mewn amgylcheddau labordy trwy reolaeth groessiainnu rhyng-graidd cyplu gwan (<-40dB/km).
I agosáu at derfyn Shannon, mae angen i systemau modern fabwysiadu siapio tebygolrwydd ar y cyd (PS-256QAM, gan gyflawni enillion siapio o 0.8dB), cydraddoli rhwydwaith niwral (gwella effeithlonrwydd iawndal NL 37%), a thechnolegau ymhelaethu Raman dosbarthedig (DRA, cywirdeb llethr enillion ± 0.5dB) i gynyddu ffactor Q trosglwyddiad cludwr sengl 400G PDM-64QAM 2dB (o 12dB i 14dB), a llacio'r goddefgarwch OSNR i 17.5dB/0.1nm (@ BER=2e-2).
Amser postio: 12 Mehefin 2025