რა არის შენონის ზღვრული გარღვევის გზა ოპტიკური გადაცემის სისტემებისთვის?

ზემოთ მოცემულ ფიგურაზე ნაჩვენებ 960 გბიტ/წმ PDM-16QAM სისტემაში, 200 კმ გადაცემის შემდეგ თვალის გაღება საწყისი მნიშვნელობის 82%-ია და Q ფაქტორი შენარჩუნებულია 14 დბ-ზე (შეესაბამება BER ≈ 3e-5-ს); როდესაც მანძილი 400 კმ-მდე იზრდება, ჯვარედინი ფაზური მოდულაციის (XPM) და ოთხტალღური შერევის (FWM) კომბინირებული ეფექტი იწვევს თვალის გაღების ხარისხის მკვეთრად ვარდნას 63%-მდე, ხოლო სისტემის შეცდომის მაჩვენებელი აღემატება მკაცრი გადაწყვეტილების FEC შეცდომის კორექციის ლიმიტს 10 ^ -12.

აღსანიშნავია, რომ პირდაპირი მოდულაციის ლაზერის (DML) სიხშირის ჭიკჭიკის ეფექტი გაუარესდება - ტიპიური DFB ლაზერის ალფა პარამეტრის (ხაზის სიგანის გაძლიერების კოეფიციენტი) მნიშვნელობა 3-6 დიაპაზონშია და მისი მყისიერი სიხშირის ცვლილებამ შეიძლება მიაღწიოს ± 2.5 გჰც-ს (შეესაბამება ჭიკჭიკის პარამეტრს C=2.5 გჰც/მA) 1 მA მოდულაციური დენის დროს, რაც იწვევს იმპულსის გაფართოების 38%-იან სიჩქარეს (კუმულაციური დისპერსია D · L=1360ps/ნმ) 80 კმ G.652 ბოჭკოვანი სიგნალის გადაცემის შემდეგ.

ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირების (WDM) სისტემებში არხის ინტერფერენცია უფრო ღრმა დაბრკოლებებს წარმოადგენს. 50 გჰც-იანი არხების ინტერვალის მაგალითის სახით, ოთხტალღოვანი შერევით (FWM) გამოწვეული ინტერფერენციის სიმძლავრე ჩვეულებრივ ოპტიკურ ბოჭკოებში დაახლოებით 22 კმ-ის ტოლია.

ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირების (WDM) სისტემებში არხის შეჯახება უფრო ღრმა დაბრკოლებებს წარმოადგენს. 50 გჰც არხების დაშორების მაგალითის სახით, ოთხტალღოვანი შერევით (FWM) გენერირებული ინტერფერენციის სიმძლავრის ეფექტური სიგრძეა Leff=22 კმ (შეესაბამება ბოჭკოვანი შესუსტების კოეფიციენტს α=0.22 დბ/კმ).

როდესაც შემავალი სიმძლავრე იზრდება +15dBm-მდე, მიმდებარე არხებს შორის ჯვარედინი ხმაურის დონე იზრდება 7dB-ით (-30dB საბაზისო ნიშნულთან შედარებით), რაც აიძულებს სისტემას გაზარდოს პირდაპირი შეცდომის კორექციის (FEC) რეზერვაცია 7%-დან 20%-მდე. სტიმულირებული რამანის გაფანტვით (SRS) გამოწვეული სიმძლავრის გადაცემის ეფექტი იწვევს დაახლოებით 0.02dB დანაკარგს კილომეტრზე გრძელი ტალღის სიგრძის არხებში, რაც იწვევს სიმძლავრის 3.5dB-მდე ვარდნას C+L დიაპაზონში (1530-1625nm) სისტემაში. რეალურ დროში დახრილობის კომპენსაცია საჭიროა დინამიური გამაძლიერებელი ეკვალაიზერის (DGE) მეშვეობით.

ამ ფიზიკური ეფექტების კომბინირებული სისტემის მუშაობის ლიმიტი შეიძლება განისაზღვროს გამტარუნარიანობის მანძილის ნამრავლით (B · L): G.655 ბოჭკოში (დისპერსიული კომპენსირებული ბოჭკო) ტიპიური NRZ მოდულაციის სისტემის B · L დაახლოებით 18000 (Gb/s) · კმ-ია, ხოლო PDM-QPSK მოდულაციით და კოჰერენტული დეტექციის ტექნოლოგიით, ეს მაჩვენებელი შეიძლება გაუმჯობესდეს 280000 (Gb/s) · კმ-მდე (@ SD-FEC gain 9.5dB).

უახლესი 7-ბირთვიანი x 3-რეჟიმიანი კოსმოსური გაყოფის მულტიპლექსირების ბოჭკოვანმა (SDM) მიაღწია 15.6 პბ/წმ · კმ გადაცემის სიმძლავრეს (ერთი ბოჭკოვანი ტევადობა 1.53 პბ/სმ გადაცემის მანძილი 10.2 კმ) ლაბორატორიულ გარემოში ბირთვებს შორის სუსტი შეერთების ჯვარედინი ჩახლართვის კონტროლის გზით (<-40 დბ/კმ).

შენონის ზღვართან მისასვლელად, თანამედროვე სისტემებმა ერთობლივად უნდა გამოიყენონ ალბათობის ფორმირების (PS-256QAM, 0.8dB ფორმირების გაძლიერების მიღწევა), ნეირონული ქსელის გათანაბრების (NL კომპენსაციის ეფექტურობა გაუმჯობესდა 37%-ით) და განაწილებული რამანის გაძლიერების (DRA, გაძლიერების დახრილობის სიზუსტე ± 0.5dB) ტექნოლოგიები, რათა გაიზარდოს ერთგადამტანი 400G PDM-64QAM გადაცემის Q ფაქტორი 2dB-ით (12dB-დან 14dB-მდე) და შემცირდეს OSNR ტოლერანტობა 17.5dB/0.1nm-მდე (@ BER=2e-2).