ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮಿಷನ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳಿಗೆ ಶಾನನ್ ಮಿತಿ ಪ್ರಗತಿ ಮಾರ್ಗ ಯಾವುದು?

ಮೇಲಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವ 960Gbps PDM-16QAM ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ, 200km ಪ್ರಸರಣದ ನಂತರ ಕಣ್ಣು ತೆರೆಯುವಿಕೆಯು ಆರಂಭಿಕ ಮೌಲ್ಯದ 82% ಆಗಿದೆ, ಮತ್ತು Q ಅಂಶವನ್ನು 14dB ನಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (BER ≈ 3e-5 ಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ); ದೂರವನ್ನು 400km ಗೆ ವಿಸ್ತರಿಸಿದಾಗ, ಅಡ್ಡ ಹಂತದ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ (XPM) ಮತ್ತು ನಾಲ್ಕು ತರಂಗ ಮಿಶ್ರಣ (FWM) ದ ಸಂಯೋಜಿತ ಪರಿಣಾಮವು ಕಣ್ಣು ತೆರೆಯುವ ಮಟ್ಟವನ್ನು 63% ಗೆ ತೀವ್ರವಾಗಿ ಇಳಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಿಸ್ಟಮ್ ದೋಷ ದರವು 10 ^ -12 ರ ಹಾರ್ಡ್ ನಿರ್ಧಾರ FEC ದೋಷ ತಿದ್ದುಪಡಿ ಮಿತಿಯನ್ನು ಮೀರುತ್ತದೆ.

ನೇರ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಲೇಸರ್ (DML) ನ ಆವರ್ತನ ಚಿರ್ಪ್ ಪರಿಣಾಮವು ಹದಗೆಡುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ಗಮನಿಸಬೇಕಾದ ಸಂಗತಿ - ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ DFB ಲೇಸರ್‌ನ ಆಲ್ಫಾ ಪ್ಯಾರಾಮೀಟರ್ (ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್ ವರ್ಧನಾ ಅಂಶ) ಮೌಲ್ಯವು 3-6 ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ತತ್‌ಕ್ಷಣದ ಆವರ್ತನ ಬದಲಾವಣೆಯು 1mA ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಕರೆಂಟ್‌ನಲ್ಲಿ ± 2.5GHz (ಚಿರ್ಪ್ ಪ್ಯಾರಾಮೀಟರ್ C=2.5GHz/mA ಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ) ತಲುಪಬಹುದು, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ 80km G.652 ಫೈಬರ್ ಮೂಲಕ ಪ್ರಸರಣದ ನಂತರ 38% (ಸಂಚಿತ ಪ್ರಸರಣ D · L=1360ps/nm) ಪಲ್ಸ್ ವಿಸ್ತರಣೆ ದರ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ.

ತರಂಗಾಂತರ ವಿಭಾಗ ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸಿಂಗ್ (WDM) ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಚಾನೆಲ್ ಕ್ರಾಸ್‌ಸ್ಟಾಕ್ ಆಳವಾದ ಅಡೆತಡೆಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. 50GHz ಚಾನಲ್ ಅಂತರವನ್ನು ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ, ನಾಲ್ಕು ತರಂಗ ಮಿಶ್ರಣ (FWM) ನಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪ ಶಕ್ತಿಯು ಸಾಮಾನ್ಯ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 22 ಕಿಮೀ ಉದ್ದದ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಲೆಫ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.

ತರಂಗಾಂತರ ವಿಭಾಗ ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸಿಂಗ್ (WDM) ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಚಾನೆಲ್ ಕ್ರಾಸ್‌ಟಾಕ್ ಆಳವಾದ ಅಡೆತಡೆಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. 50GHz ಚಾನಲ್ ಅಂತರವನ್ನು ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ, ನಾಲ್ಕು ತರಂಗ ಮಿಶ್ರಣದಿಂದ (FWM) ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪ ಶಕ್ತಿಯ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಉದ್ದ Leff=22km (ಫೈಬರ್ ಅಟೆನ್ಯೂಯೇಷನ್ ​​ಗುಣಾಂಕ α=0.22 dB/km ಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ).

ಇನ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್ ಅನ್ನು +15dBm ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಿದಾಗ, ಪಕ್ಕದ ಚಾನಲ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಕ್ರಾಸ್‌ಟಾಕ್ ಮಟ್ಟವು 7dB ರಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ (-30dB ಬೇಸ್‌ಲೈನ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ), ಸಿಸ್ಟಮ್ ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ದೋಷ ತಿದ್ದುಪಡಿ (FEC) ಪುನರುಕ್ತಿಯನ್ನು 7% ರಿಂದ 20% ಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಒತ್ತಾಯಿಸುತ್ತದೆ. ಸ್ಟಿಮುಲೈಸ್ಡ್ ರಾಮನ್ ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ (SRS) ನಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ವಿದ್ಯುತ್ ವರ್ಗಾವಣೆ ಪರಿಣಾಮವು ದೀರ್ಘ ತರಂಗಾಂತರ ಚಾನಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ಕಿಲೋಮೀಟರ್‌ಗೆ ಸರಿಸುಮಾರು 0.02dB ನಷ್ಟಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು C+L ಬ್ಯಾಂಡ್ (1530-1625nm) ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ 3.5dB ವರೆಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಕುಸಿತಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಡೈನಾಮಿಕ್ ಗೇನ್ ಈಕ್ವಲೈಜರ್ (DGE) ಮೂಲಕ ನೈಜ ಸಮಯದ ಇಳಿಜಾರು ಪರಿಹಾರದ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.

ಈ ಭೌತಿಕ ಪರಿಣಾಮಗಳ ಸಂಯೋಜಿತ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮಿತಿಯನ್ನು ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ದೂರ ಉತ್ಪನ್ನ (B · L) ನಿಂದ ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸಬಹುದು: G.655 ಫೈಬರ್ (ಪ್ರಸರಣ ಪರಿಹಾರ ಫೈಬರ್) ನಲ್ಲಿನ ವಿಶಿಷ್ಟ NRZ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ B · L ಸರಿಸುಮಾರು 18000 (Gb/s) · km ಆಗಿದೆ, ಆದರೆ PDM-QPSK ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಮತ್ತು ಸುಸಂಬದ್ಧ ಪತ್ತೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದೊಂದಿಗೆ, ಈ ಸೂಚಕವನ್ನು 280000 (Gb/s) · km (@ SD-FEC ಗಳಿಕೆ 9.5dB) ಗೆ ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು.

ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ 7-ಕೋರ್ x 3-ಮೋಡ್ ಸ್ಪೇಸ್ ಡಿವಿಷನ್ ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸಿಂಗ್ ಫೈಬರ್ (SDM) ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ದುರ್ಬಲ ಜೋಡಣೆ ಇಂಟರ್ ಕೋರ್ ಕ್ರಾಸ್‌ಟಾಕ್ ನಿಯಂತ್ರಣ (<-40dB/km) ಮೂಲಕ 15.6Pb/s · km (1.53Pb/sx ಪ್ರಸರಣ ದೂರ 10.2km ನ ಏಕ ಫೈಬರ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ) ಪ್ರಸರಣ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದೆ.

ಶಾನನ್ ಮಿತಿಯನ್ನು ತಲುಪಲು, ಆಧುನಿಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಏಕ ವಾಹಕ 400G PDM-64QAM ಪ್ರಸರಣದ Q ಅಂಶವನ್ನು 2dB (12dB ನಿಂದ 14dB ಗೆ) ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಮತ್ತು OSNR ಸಹಿಷ್ಣುತೆಯನ್ನು 17.5dB/0.1nm (@ BER=2e-2) ಗೆ ಸಡಿಲಿಸಲು ಸಂಭವನೀಯತೆ ಆಕಾರ (PS-256QAM, 0.8dB ಆಕಾರ ಲಾಭವನ್ನು ಸಾಧಿಸುವುದು), ನರಮಂಡಲದ ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್ ಸಮೀಕರಣ (NL ಪರಿಹಾರ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು 37% ರಷ್ಟು ಸುಧಾರಿಸಲಾಗಿದೆ), ಮತ್ತು ವಿತರಿಸಿದ ರಾಮನ್ ವರ್ಧನೆ (DRA, ಇಳಿಜಾರು ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಗಳಿಸುವುದು ± 0.5dB) ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಜಂಟಿಯಾಗಿ ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.