Yn it stribjen nei hegere kapasiteit en langere oerdrachtôfstân yn moderne optyske kommunikaasjesystemen hat lûd, as in fûnemintele fysike beheining, altyd prestaasjesferbettering beheind.
Yn in typyskeEDFAerbium-dopearre glêstriedfersterkersysteem genereart elke optyske transmissiespan sawat 0.1dB oan opboude spontane emisjerûs (ASE), dy't woartele is yn 'e kwantumwillekeurige aard fan' e ljocht/elektron-ynteraksje tidens it fersterkingproses.
Dit soarte rûs manifestearret him as timingjitter op pikosekondennivo yn it tiiddomein. Neffens de jittermodelfoarsizzing nimt de jitter mei 12ps ta by in útstjoering fan 1000 km, ûnder de betingst fan in ferspriedingskoëffisjint fan 30ps/(nm · km). Yn it frekwinsjedomein liedt it ta in ôfname fan 'e optyske signaal-rûsferhâlding (OSNR), wat resulteart yn in gefoelichheidsferlies fan 3.2dB (@ BER=1e-9) yn it 40Gbps NRZ-systeem.
De swierdere útdaging komt fan 'e dynamyske koppeling fan net-lineare effekten en fersprieding fan glêstried - de ferspriedingskoëffisjint fan konvinsjonele single-mode glêstried (G.652) yn it 1550nm-finster is 17ps/(nm · km), kombinearre mei de net-lineare fazeferskowing feroarsake troch selsfazemodulaasje (SPM). As it ynfierfermogen mear as 6dBm is, sil it SPM-effekt de pulsgolffoarm signifikant ferfoarmje.
Yn it 960Gbps PDM-16QAM-systeem dat yn 'e boppesteande figuer werjûn wurdt, is de eachiepening nei in oerdracht fan 200 km 82% fan 'e begjinwearde, en de Q-faktor wurdt op 14dB hâlden (oerienkommende mei BER ≈ 3e-5); As de ôfstân útwreide wurdt nei 400 km, feroarsaket it kombineare effekt fan krúsfazemodulaasje (XPM) en fjouwerweachminging (FWM) dat de eachiepeningsgraad skerp sakket nei 63%, en de systeemflaterrate giet de hurde beslút-FEC-flaterkorreksjelimyt fan 10 ^ -12 oer.
It is it neamen wurdich dat it frekwinsje-chirp-effekt fan 'e direkte modulaasjelaser (DML) slimmer wurdt - de wearde fan 'e alfaparameter (linewidth enhancement factor) fan in typyske DFB-laser leit yn it berik fan 3-6, en syn direkte frekwinsjeferoaring kin ± 2,5 GHz berikke (oerienkommende mei de chirp-parameter C = 2,5 GHz / mA) by in modulaasjestroom fan 1 mA, wat resulteart yn in pulsferbredingssnelheid fan 38% (kumulative fersprieding D · L = 1360 ps / nm) nei oerdracht troch in 80 km G.652-faser.
Kanaaloerspraak yn wavelength division multiplexing (WDM) systemen foarmet djippere obstakels. As wy de kanaalôfstân fan 50 GHz as foarbyld nimme, hat it ynterferinsjefermogen feroarsake troch fjouwerweachminging (FWM) in effektive lingte Leff fan sawat 22 km yn gewoane optyske fezels.
Kanaaloerspraak yn wavelength division multiplexing (WDM) systemen foarmet djippere obstakels. As wy de kanaalôfstân fan 50 GHz as foarbyld nimme, is de effektive lingte fan ynterferinsjefermogen generearre troch fjouwer-weachmixing (FWM) Leff = 22 km (oerienkommende mei glêstriedferswakkingskoëffisjint α = 0,22 dB/km).
As it ynfierfermogen ferhege wurdt nei +15dBm, nimt it oerspraaknivo tusken oanbuorjende kanalen mei 7dB ta (relatyf oan de -30dB basisline), wêrtroch it systeem twongen wurdt om de redundânsje fan foarútflaterkorreksje (FEC) te ferheegjen fan 7% nei 20%. It effekt fan krêftoerdracht feroarsake troch stimulearre Raman-fersprieding (SRS) resulteart yn in ferlies fan sawat 0,02dB per kilometer yn kanalen mei lange golflingte, wat liedt ta in krêftdip fan maksimaal 3,5dB yn it C+L-band (1530-1625nm) systeem. Echttiid hellingkompensaasje is fereaske fia in dynamyske fersterkingsequalizer (DGE).
De systeemprestaasjelimyt fan dizze kombineare fysike effekten kin kwantifisearre wurde troch it bânbreedteôfstânprodukt (B · L): de B · L fan in typysk NRZ-modulaasjesysteem yn G.655-faser (dispersjekompensearre glêstried) is sawat 18000 (Gb/s) · km, wylst mei PDM-QPSK-modulaasje en koherinte deteksjetechnology dizze yndikator ferbettere wurde kin nei 280000 (Gb/s) · km (@ SD-FEC-fersterking 9.5dB).
De hypermoderne 7-kearn x 3-modus romteferdielingsmultipleksingfaser (SDM) hat in oerdrachtkapasiteit fan 15.6Pb/s · km (ienfaserkapasiteit fan 1.53Pb/sx oerdrachtôfstân fan 10.2km) berikt yn laboratoariumomjouwings troch swakke koppeling tusken-kearn oerspraakkontrôle (<-40dB/km).
Om de Shannon-limyt te benaderjen, moatte moderne systemen mienskiplik kânsfoarming (PS-256QAM, dy't in foarmjaanwinst fan 0.8dB berikt), neurale netwurkequalisaasje (NL-kompensaasjeeffisjinsje ferbettere mei 37%), en ferspraat Raman-fersterking (DRA, gain slope-krektens ± 0.5dB) technologyen oannimme om de Q-faktor fan single-carrier 400G PDM-64QAM-oerdracht mei 2dB te ferheegjen (fan 12dB nei 14dB), en de OSNR-tolerânsje te ûntspannen nei 17.5dB/0.1nm (@ BER=2e-2).
Pleatsingstiid: 12 juny 2025