Заманбап оптикалык байланыш системаларында жогорку кубаттуулукка жана узак өткөрүү аралыгына умтулууда, ызы-чуу, негизги физикалык чектөө катары, иштин натыйжалуулугун жогорулатууга ар дайым тоскоол болуп келген.
Типтүү түрдөEDFAЭрбий менен легирленген була күчөткүч системасында ар бир оптикалык өткөрүү аралыгы болжол менен 0,1 дБ топтолгон стихиялуу эмиссиялык ызы-чууну (ASE) пайда кылат, ал күчөтүү процессинде жарык/электрон өз ара аракеттенүүсүнүн кванттык кокустук мүнөзүнө негизделген.
Бул ызы-чуу түрү убакыт аймагында пикосекунддук деңгээлдеги убакыт термелүүсү катары көрүнөт. Термелүү моделинин божомолуна ылайык, 30ps/(нм · км) дисперсия коэффициенти шартында, 1000 км аралыкты өткөргөндө термелүү 12psке жогорулайт. Жыштык аймагында ал оптикалык сигнал-ызы-чуу катышынын (OSNR) төмөндөшүнө алып келет, натыйжада 40Gbps NRZ системасында сезгичтиктин 3,2 дБ (@ BER=1e-9) жоголушуна алып келет.
Оор кыйынчылык буланын сызыктуу эмес эффекттеринин жана дисперсиянын динамикалык байланышынан келип чыгат - кадимки бир режимдүү буланын (G.652) дисперсия коэффициенти 1550нм терезесинде 17ps/(нм · км) түзөт, бул өздүк фазалык модуляциядан (SPM) келип чыккан сызыктуу эмес фазалык жылышуу менен айкалышкан. Киргизүү кубаттуулугу 6dBm ашканда, SPM эффектиси импульстук толкун формасын олуттуу түрдө бурмалайт.
Жогорудагы сүрөттө көрсөтүлгөн 960Gbps PDM-16QAM системасында 200 км берүүдөн кийинки көздүн ачылышы баштапкы маанинин 82% түзөт жана Q фактору 14dB деңгээлинде сакталат (BER ≈ 3e-5ке туура келет); Аралык 400 кмге чейин узартылганда, кайчылаш фазалык модуляциянын (XPM) жана төрт толкун аралаштыруунун (FWM) айкалышкан таасири көздүн ачылыш даражасын кескин түрдө 63% га чейин төмөндөтөт жана системанын ката деңгээли 10 ^ -12 ката чечиминин FEC катасын оңдоо чегинен ашат.
Белгилей кетүүчү нерсе, түз модуляциялык лазердин (DML) жыштыктык чиркөө эффектиси начарлайт - типтүү DFB лазеринин альфа параметринин (сызык туурасын жогорулатуу коэффициенти) мааниси 3-6 диапазонунда болот жана анын заматта жыштыктын өзгөрүшү 1 мА модуляция тогунда ± 2,5 ГГцге жетиши мүмкүн (чиркөө параметрине C=2,5 ГГц/мА туура келет), натыйжада 80 км G.652 буласы аркылуу өткөрүлгөндөн кийин импульстун кеңейүү ылдамдыгы 38% түзөт (кумулятивдик дисперсия D · L=1360ps/нм).
Толкун узундугун бөлүү мультиплекстөө (WDM) системаларындагы каналдардын кесилиши тереңирээк тоскоолдуктарды жаратат. 50 ГГц канал аралыгын мисал катары алсак, төрт толкун аралашуусунан (FWM) келип чыккан тоскоолдук күчү кадимки оптикалык булаларда болжол менен 22 км эффективдүү солго барабар узундукка ээ.
Толкун узундугун бөлүү мультиплекстөө (WDM) системаларындагы каналдардын кесилиши тереңирээк тоскоолдуктарды жаратат. 50 ГГц канал аралыгын мисал катары алсак, төрт толкун аралашуусу (FWM) тарабынан пайда болгон тоскоолдук кубаттуулугунун эффективдүү узундугу Leff=22 км (була буласынын алсыроо коэффициентине туура келет α=0,22 дБ/км).
Киргизүү кубаттуулугу +15 дБмге чейин жогорулаганда, коңшу каналдардын ортосундагы өз ара аракеттенүү деңгээли 7 дБге жогорулайт (-30 дБ баштапкы деңгээлге салыштырмалуу), бул системаны алдыга катаны оңдоонун (FEC) ашыкчалыгын 7% дан 20% га чейин жогорулатууга мажбурлайт. Стимулданган Раман чачырашынан (SRS) келип чыккан кубаттуулукту өткөрүү эффектиси узун толкун узундугундагы каналдарда километрге болжол менен 0,02 дБ жоготууга алып келет, бул C+L тилкесинде (1530-1625 нм) кубаттуулуктун 3,5 дБ га чейин төмөндөшүнө алып келет. Динамикалык күчөтүү эквалайзери (DGE) аркылуу реалдуу убакыттагы эңкейишти компенсациялоо талап кылынат.
Бул физикалык таасирлердин айкалышындагы системанын иштөө чегин өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн аралыгынын көбөйтүндүсү (B · L) менен сандык жактан аныктоого болот: G.655 буласындагы (дисперсиялык компенсацияланган була) типтүү NRZ модуляция системасынын B · L болжол менен 18000 (Гб/с) · км түзөт, ал эми PDM-QPSK модуляциясы жана когеренттүү аныктоо технологиясы менен бул көрсөткүчтү 280000 (Гб/с) · кмге чейин жакшыртууга болот (@ SD-FEC күчтөндүрүү 9.5дБ).
Алдыңкы 7 өзөктүү x 3 режимдүү мейкиндик бөлүүчү мультиплекстөөчү була (SDM) лабораториялык чөйрөдө өзөктөр аралык кесилишүүлөрдү начар башкаруу (<-40дБ/км) аркылуу 15,6 Пб/с · км өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө (бир була кубаттуулугу 1,53 Пб/сх өткөрүү аралыгы 10,2 км) жетишти.
Шеннон чегине жакындаш үчүн, заманбап системалар бир ташуучу 400G PDM-64QAM берүүсүнүн Q факторун 2 дБга (12 дБдан 14 дБга чейин) жогорулатуу жана OSNR толеранттуулугун 17,5 дБ/0,1 нмге чейин төмөндөтүү үчүн ыктымалдуулукту калыптандыруу (PS-256QAM, 0,8 дБ калыптандыруу күчүнө жетүү), нейрон тармагын теңдөө (NL компенсациясынын натыйжалуулугу 37% га жакшырган) жана бөлүштүрүлгөн Раман күчөтүү (DRA, жантайыңкы тактык ± 0,5 дБ) технологияларын биргелешип кабыл алышы керек (@ BER=2e-2).
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 12-июну