Sa pagpangita og mas taas nga kapasidad ug mas taas nga distansya sa transmission sa modernong mga sistema sa optical communication, ang noise, isip usa ka sukaranang pisikal nga limitasyon, kanunay nga nakapugong sa pag-uswag sa performance.
Sa usa ka tipikal ngaEDFAGamit ang erbium-doped fiber amplifier system, ang matag optical transmission span makamugna og gibana-bana nga 0.1dB nga natipon nga spontaneous emission noise (ASE), nga naggikan sa quantum random nga kinaiya sa light/electron interaction atol sa proseso sa amplification.
Kini nga klase sa kasaba makita isip picosecond level timing jitter sa time domain. Sumala sa jitter model prediction, ubos sa kondisyon sa dispersion coefficient nga 30ps/(nm · km), ang jitter motaas og 12ps kon mo-transmit og 1000km. Sa frequency domain, kini mosangpot sa pagkunhod sa optical signal-to-noise ratio (OSNR), nga moresulta sa sensitivity loss nga 3.2dB (@ BER=1e-9) sa 40Gbps NRZ system.
Ang mas grabe nga hagit naggikan sa dynamic coupling sa fiber nonlinear effects ug dispersion - ang dispersion coefficient sa conventional single-mode fiber (G.652) sa 1550nm window kay 17ps/(nm · km), inubanan sa nonlinear phase shift nga gipahinabo sa self phase modulation (SPM). Kung ang input power molapas sa 6dBm, ang SPM effect mo-distort pag-ayo sa pulse waveform.
Sa 960Gbps PDM-16QAM system nga gipakita sa hulagway sa ibabaw, ang pag-abli sa mata human sa 200km nga transmission kay 82% sa inisyal nga kantidad, ug ang Q factor gipadayon sa 14dB (katumbas sa BER ≈ 3e-5); Kung ang distansya gipalapdan ngadto sa 400km, ang hiniusa nga epekto sa cross phase modulation (XPM) ug four wave mixing (FWM) hinungdan sa pag-ubos sa degree sa pag-abli sa mata ngadto sa 63%, ug ang system error rate molapas sa limitasyon sa hard decision FEC error correction nga 10 ^ -12.
Angayan nga matikdan nga ang epekto sa frequency chirp sa direct modulation laser (DML) mograbe - ang bili sa alpha parameter (linewidth enhancement factor) sa usa ka tipikal nga DFB laser naa sa range nga 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 modulation current nga 1mA, nga moresulta sa pulse broadening rate nga 38% (cumulative dispersion D · L=1360ps/nm) human sa transmission pinaagi sa 80km G.652 fiber.
Ang channel crosstalk sa mga sistema sa wavelength division multiplexing (WDM) naglangkob sa mas lawom nga mga babag. Kon gamiton nato ang 50GHz channel spacing isip pananglitan, ang interference power nga gipahinabo sa four wave mixing (FWM) adunay epektibong gitas-on nga Leff nga mga 22km sa ordinaryong optical fibers.
Ang channel crosstalk sa wavelength division multiplexing (WDM) systems naglangkob og mas lawom nga mga babag. Kon gamiton nato ang 50GHz channel spacing isip pananglitan, ang epektibong gitas-on sa interference power nga namugna sa four wave mixing (FWM) kay Leff=22km (katumbas sa fiber attenuation coefficient α=0.22 dB/km).
Kon ang input power dugangan ngadto sa +15dBm, ang crosstalk level tali sa magkasikbit nga mga channel motaas og 7dB (kon itandi sa -30dB baseline), nga mopugos sa sistema sa pagdugang sa forward error correction (FEC) redundancy gikan sa 7% ngadto sa 20%. Ang power transfer effect nga gipahinabo sa stimulated Raman scattering (SRS) moresulta sa pagkawala nga gibana-bana nga 0.02dB kada kilometro sa mga long wavelength channel, nga mosangpot sa power dip nga hangtod sa 3.5dB sa C+L band (1530-1625nm) nga sistema. Gikinahanglan ang real time slope compensation pinaagi sa dynamic gain equalizer (DGE).
Ang limitasyon sa performance sa sistema niining mga pisikal nga epekto kon ihiusa mahimong masukod pinaagi sa bandwidth distance product (B · L): ang B · L sa usa ka tipikal nga NRZ modulation system sa G.655 fiber (dispersion compensated fiber) gibana-bana nga 18000 (Gb/s) · km, samtang gamit ang PDM-QPSK modulation ug coherent detection technology, kini nga indicator mahimong mapaayo ngadto sa 280000 (Gb/s) · km (@ SD-FEC gain 9.5dB).
Ang cutting-edge nga 7-core x 3-mode space division multiplexing fiber (SDM) nakaabot sa kapasidad sa transmission nga 15.6Pb/s · km (single fiber capacity nga 1.53Pb/sx transmission distance nga 10.2km) sa mga palibot sa laboratoryo pinaagi sa weak coupling inter core crosstalk control (<-40dB/km).
Aron makaabot sa limitasyon sa Shannon, ang mga modernong sistema kinahanglan nga magdungan sa pagsagop sa probability shaping (PS-256QAM, nga nakab-ot ang 0.8dB shaping gain), neural network equalization (NL compensation efficiency nga miuswag sa 37%), ug distributed Raman amplification (DRA, gain slope accuracy ± 0.5dB) nga mga teknolohiya aron madugangan ang Q factor sa single carrier 400G PDM-64QAM transmission sa 2dB (gikan sa 12dB ngadto sa 14dB), ug i-relax ang OSNR tolerance ngadto sa 17.5dB/0.1nm (@ BER=2e-2).
Oras sa pag-post: Hunyo-12-2025