Katika kutafuta uwezo wa juu zaidi na umbali mrefu zaidi wa upitishaji katika mifumo ya kisasa ya mawasiliano ya macho, kelele, kama kizuizi cha msingi cha kimwili, imekuwa ikizuia uboreshaji wa utendaji.
Katika kawaidaEDFAMfumo wa kukuza nyuzinyuzi uliochanganywa na erbium, kila muda wa upitishaji wa macho hutoa takriban 0.1dB ya kelele ya utoaji wa hiari iliyokusanywa (ASE), ambayo imejikita katika asili ya nasibu ya quantum ya mwingiliano wa mwanga/elektroni wakati wa mchakato wa ukuzaji.
Aina hii ya kelele hujitokeza kama kipigo cha muda cha kiwango cha picosecond katika eneo la muda. Kulingana na utabiri wa modeli ya kipigo, chini ya hali ya mgawo wa utawanyiko wa 30ps/(nm · km), kipigo huongezeka kwa 12ps wakati wa kusambaza 1000km. Katika eneo la masafa, husababisha kupungua kwa uwiano wa ishara-kwa-kelele wa macho (OSNR), na kusababisha upotevu wa unyeti wa 3.2dB (@ BER=1e-9) katika mfumo wa NRZ wa 40Gbps.
Changamoto kali zaidi hutokana na muunganiko wa nguvu wa athari zisizo za mstari wa nyuzi na utawanyiko - mgawo wa utawanyiko wa nyuzi za kawaida za hali moja (G.652) katika dirisha la 1550nm ni 17ps/(nm · km), pamoja na mabadiliko ya awamu yasiyo ya mstari yanayosababishwa na urekebishaji wa awamu ya kibinafsi (SPM). Wakati nguvu ya kuingiza inazidi 6dBm, athari ya SPM itapotosha kwa kiasi kikubwa umbo la mapigo.
Katika mfumo wa 960Gbps PDM-16QAM unaoonyeshwa kwenye mchoro hapo juu, ufunguzi wa jicho baada ya upitishaji wa kilomita 200 ni 82% ya thamani ya awali, na kipengele cha Q kinadumishwa katika 14dB (inayolingana na BER ≈ 3e-5); Wakati umbali unapanuliwa hadi kilomita 400, athari ya pamoja ya moduli ya awamu mtambuka (XPM) na mchanganyiko wa mawimbi manne (FWM) husababisha kiwango cha ufunguzi wa jicho kushuka kwa kasi hadi 63%, na kiwango cha hitilafu ya mfumo kinazidi kikomo cha marekebisho ya hitilafu ya FEC cha 10 ^ -12.
Inafaa kuzingatia kwamba athari ya mlio wa masafa ya leza ya moduli ya moja kwa moja (DML) itazidi kuwa mbaya - thamani ya kigezo cha alpha (kipengele cha uboreshaji wa upana wa mstari) ya leza ya kawaida ya DFB iko katika kiwango cha 3-6, na mabadiliko yake ya masafa ya papo hapo yanaweza kufikia ± 2.5GHz (inayolingana na kigezo cha mlio wa mlio C=2.5GHz/mA) kwa mkondo wa moduli wa 1mA, na kusababisha kiwango cha upanuzi wa mapigo cha 38% (mtawanyiko wa jumla D · L=1360ps/nm) baada ya uwasilishaji kupitia nyuzi ya G.652 ya 80km.
Kuzungumza kwa njia panda katika mifumo ya ugawaji wa urefu wa mawimbi (WDM) hujumuisha vikwazo vikubwa zaidi. Kwa mfano, nafasi ya chaneli ya 50GHz, nguvu ya kuingiliana inayosababishwa na mchanganyiko wa mawimbi manne (FWM) ina urefu mzuri wa Leff wa takriban kilomita 22 katika nyuzi za kawaida za macho.
Mazungumzo ya njia panda katika mifumo ya ugawaji wa urefu wa mawimbi (WDM) huunda vikwazo vikubwa zaidi. Kwa kuchukua nafasi ya njia ya 50GHz kama mfano, urefu mzuri wa nguvu ya kuingiliana inayozalishwa na mchanganyiko wa mawimbi manne (FWM) ni Leff=22km (inayolingana na mgawo wa upunguzaji wa nyuzi α=0.22 dB/km).
Wakati nguvu ya kuingiza inapoongezwa hadi +15dBm, kiwango cha mazungumzo kati ya njia zilizo karibu huongezeka kwa 7dB (ikilinganishwa na msingi wa -30dB), na kulazimisha mfumo kuongeza upungufu wa marekebisho ya hitilafu ya mbele (FEC) kutoka 7% hadi 20%. Athari ya uhamishaji wa nguvu inayosababishwa na kutawanyika kwa Raman (SRS) iliyochochewa husababisha upotevu wa takriban 0.02dB kwa kilomita katika njia ndefu za urefu wa wimbi, na kusababisha kupungua kwa nguvu hadi 3.5dB katika mfumo wa bendi ya C+L (1530-1625nm). Fidia ya mteremko wa wakati halisi inahitajika kupitia kilinganishi cha nguvu cha kupata nguvu (DGE).
Kikomo cha utendaji wa mfumo wa athari hizi za kimwili pamoja kinaweza kupimwa kwa bidhaa ya umbali wa kipimo data (B · L): B · L ya mfumo wa kawaida wa urekebishaji wa NRZ katika nyuzi za G.655 (nyuzi iliyolipwa kwa utawanyiko) ni takriban 18000 (Gb/s) · km, huku kwa urekebishaji wa PDM-QPSK na teknolojia ya kugundua thabiti, kiashiria hiki kinaweza kuboreshwa hadi 280000 (Gb/s) · km (@ SD-FEC faida 9.5dB).
Nyuzinyuzi ya kisasa ya mgawanyiko wa nafasi ya 7-core x 3-mode multiplexing (SDM) imefikia uwezo wa upitishaji wa 15.6Pb/s · km (uwezo wa nyuzi moja wa umbali wa upitishaji wa 1.53Pb/sx wa 10.2km) katika mazingira ya maabara kupitia udhibiti dhaifu wa uunganishaji kati ya kiini (<-40dB/km).
Ili kukaribia kikomo cha Shannon, mifumo ya kisasa inahitaji kupitisha kwa pamoja uundaji wa uwezekano (PS-256QAM, kufikia ongezeko la uundaji wa 0.8dB), usawazishaji wa mtandao wa neva (ufanisi wa fidia ya NL umeboreshwa kwa 37%), na kusambaza teknolojia za ukuzaji wa Raman (DRA, usahihi wa mteremko wa faida ± 0.5dB) ili kuongeza kipengele cha Q cha upitishaji wa 400G PDM-64QAM wa mtoa huduma mmoja kwa 2dB (kutoka 12dB hadi 14dB), na kupunguza uvumilivu wa OSNR hadi 17.5dB/0.1nm (@ BER=2e-2).
Muda wa chapisho: Juni-12-2025