Sa pagpangita sa mas taas nga kapasidad ug mas taas nga gilay-on sa transmission sa modernong optical nga mga sistema sa komunikasyon, ang kasaba, isip usa ka sukaranan nga pisikal nga limitasyon, kanunay nga nagpugong sa pagpalambo sa performance.
Sa usa ka tipikalEDFAAng erbium-doped fiber amplifier system, ang matag optical transmission span makamugna og gibana-bana nga 0.1dB sa accumulated spontaneous emission noise (ASE), nga nakagamot sa quantum random nga kinaiya sa light/electron interaction atol sa amplification process.
Kini nga matang sa kasaba nagpakita isip picosecond level timing jitter sa time domain. Sumala sa prediksiyon sa modelo sa jitter, ubos sa kondisyon sa usa ka dispersion coefficient nga 30ps/(nm · km), ang jitter motaas ug 12ps sa dihang mopadala ug 1000km. Sa frequency domain, kini mosangpot sa pagkunhod sa optical signal-to-noise ratio (OSNR), nga miresulta sa pagkawala sa pagkasensitibo sa 3.2dB (@ BER=1e-9) sa 40Gbps NRZ system.
Ang mas grabe nga hagit naggikan sa dinamikong pagdugtong sa fiber nonlinear effects ug dispersion - ang dispersion coefficient sa conventional single-mode fiber (G.652) sa 1550nm window mao ang 17ps/(nm · km), inubanan sa nonlinear phase shift tungod sa self phase modulation (SPM). Kung ang gahum sa pag-input molapas sa 6dBm, ang epekto sa SPM labi nga makatuis sa porma sa pulso.
Sa 960Gbps PDM-16QAM nga sistema nga gipakita sa ibabaw nga numero, ang pag-abli sa mata human sa 200km transmission mao ang 82% sa inisyal nga bili, ug ang Q factor gipadayon sa 14dB (katumbas sa BER ≈ 3e-5); Kung ang gilay-on gipalapdan sa 400km, ang hiniusa nga epekto sa cross phase modulation (XPM) ug upat nga pagsagol sa balud (FWM) hinungdan nga ang lebel sa pag-abli sa mata sa pag-ubos sa 63%, ug ang rate sa sayup sa sistema milapas sa lisud nga desisyon nga limitasyon sa pagtul-id sa sayup sa FEC nga 10 ^ -12.
Angayan nga matikdan nga ang frequency chirp effect sa direct modulation laser (DML) mosamot - ang alpha parameter (linewidth enhancement factor) nga kantidad sa usa ka tipikal nga DFB laser anaa sa han-ay sa 3-6, ug ang dali nga pagbag-o sa frequency niini mahimong moabot sa ± 2.5GHz (katumbas sa chirp parameter C=2.5GHz/mA) sa usa ka lapad nga modulasyon nga rate sa 1m3% nga resulta sa pulso sa 1mA. pagkatibulaag D · L=1360ps/nm) human sa transmission pinaagi sa usa ka 80km G.652 fiber.
Ang crosstalk sa channel sa wavelength division multiplexing (WDM) nga mga sistema naglangkob sa mas lawom nga mga babag. Ang pagkuha sa 50GHz channel spacing isip pananglitan, ang interference power nga gipahinabo sa upat ka wave mixing (FWM) adunay epektibong gitas-on nga Leff nga mga 22km sa ordinaryo nga optical fibers.
Ang crosstalk sa channel sa wavelength division multiplexing (WDM) nga mga sistema naglangkob sa mas lawom nga mga babag. Ang pagkuha sa 50GHz channel spacing isip pananglitan, ang epektibong gitas-on sa interference power nga namugna sa upat ka wave mixing (FWM) mao ang Leff=22km (katumbas sa fiber attenuation coefficient α=0.22 dB/km).
Kung ang gahum sa pag-input madugangan ngadto sa + 15dBm, ang lebel sa crosstalk tali sa mga kasikbit nga mga kanal nagdugang sa 7dB (relative sa -30dB baseline), nga nagpugos sa sistema sa pagdugang sa forward error correction (FEC) redundancy gikan sa 7% ngadto sa 20%. Ang epekto sa pagbalhin sa kuryente tungod sa stimulated Raman scattering (SRS) moresulta sa pagkawala sa gibana-bana nga 0.02dB kada kilometro sa taas nga wavelength nga mga channel, nga mosangpot sa power dip nga hangtod sa 3.5dB sa C+L band (1530-1625nm) nga sistema. Ang tinuod nga oras nga kompensasyon sa bakilid gikinahanglan pinaagi sa usa ka dinamikong gain equalizer (DGE).
Ang limitasyon sa performance sa sistema niining mga pisikal nga epekto nga gihiusa mahimong ma-quantified pinaagi sa bandwidth nga gilay-on nga produkto (B · L): ang B · L sa usa ka tipikal nga NRZ modulation system sa G.655 fiber (dispersion compensated fiber) mao ang gibana-bana nga 18000 (Gb / s) · km, samtang uban sa PDM-QPSK modulation ug coherent detection technology, kini nga indicator mahimong mapalambo (08 km) SD-FEC nga nakuha 9.5dB).
Ang cutting-edge nga 7-core x 3-mode space division multiplexing fiber (SDM) nakab-ot ang transmission capacity nga 15.6Pb/s · km (single fiber capacity nga 1.53Pb/sx transmission distance sa 10.2km) sa laboratory environments pinaagi sa huyang nga coupling inter core crosstalk control (<-40dB/km).
Aron makaduol sa limitasyon sa Shannon, ang mga modernong sistema kinahanglan nga maghiusa sa pagsagop sa probability shaping (PS-256QAM, pagkab-ot sa 0.8dB shaping gain), neural network equalization (NL compensation efficiency nga gipauswag sa 37%), ug pag-apod-apod sa Raman amplification (DRA, makaangkon sa slope accuracy ± 0.5dB) Q4 nga mga teknolohiya sa transmission sa PDM-6 2dB (gikan sa 12dB hangtod 14dB), ug relaks ang OSNR tolerance sa 17.5dB/0.1nm (@ BER=2e-2).
Oras sa pag-post: Hun-12-2025