فیبر غیر خطیری چیست؟

عدم خطی بودن فیبر از اثر Kerr ناشی می شود: شاخص انکساری شیشه سیلیکا کمی با شدت نور عبور از آن ایجاد می کند.در شبکه های چندکسینگ (DWDM) چند برابر، که ده ها یا صدها کانال نوری یک فیبر واحد را به اشتراک می گذارند، قدرت نوری ترکیب شده به راحتی می تواند از شدت تنظیم کننده (Fx) عبور کند (DWDM).

  • خود فاز (SPM): یک کانال واحد فاز خود را از طریق شدت پالس خود اصلاح می کند. SPM طیف پالس را گسترش می دهد و هنگامی که همراه با پراکندگی رنگی، منجر به زمان بندی و تحریف پالس می شود.
  • {\displaystyle \"XPM: شدت یک کانال فاز کانال همسایه را تنظیم می کند.در شبکه های متراکم، XPM نویز فاز را که زمان ورود پالس ها را به کار می گیرد، و SNR را از بین می برد.
  • مخلوط موج چهار (FWM): هنگامی که سه فرکانس نوری تعامل دارند، آنها یک فرکانس چهارم را از طریق سومین قابلیت تشخیص غیر خطی تولید می کنند. FWM ایجاد می کند تا خطوط متخلخل که به طور مستقیم در فرکانس کانال سقوط می کنند، به عنوان صحبت متقابل باند عمل می کنند و به شدت تعداد کانال های قابل استفاده را محدود می کنند.

در حالی که SPM و XPM در درجه اول اختلالات مبتنی بر فاز هستند، FWM یک اثر انتقال قدرت است.همه سه غالب می شوند زمانی که قدرت هر کانال از حدود 0 dBm در فیبر تک حالت استاندارد (SSMF) و هنگامی که فاصله کانال کمتر از 50 گیگاهرتز است.

تاثیر بر کیفیت سیگنال

فیبر غیر خطی بودن توانایی گیرنده برای بازیابی بیت های منتقل شده را به روش های مختلف قابل اندازه گیری کاهش می دهد. مهندسین شبکه به معیارهایی مانند Q-factor ، نرخ خطای کوچک (BER) و باز کردن چشم برای تعیین این تخریب تکیه می کنند.

دانلود فیلم Distortion and Eye

در نمودار چشم نوری، اثرات غیر خطی باعث ایجاد "چشم" - فضای باز بین سطوح بالای و پایین منطق - به بستن نزدیک است. SPM طیف سیگنال را گسترش می دهد، که با پراکندگی فیبر ارتباط برقرار می کند تا انرژی پالس را به اسلات های مجاور (داخلی عمودی) گسترش دهد. XPM یک تغییر زمان متغیر را ایجاد می کند که پس از تشخیص مستقیم، ایجاد صدا در حال افزایش و زمان در نتیجه افزایش خطا است.

Cross-Talk و Noise

FWM فرکانس های جدیدی را تولید می کند که با کانال های موجود همپوشانی دارند.در یک سیستم DWDM 100 کانالی با فاصله 50 گیگاهرتز، هزاران محصول FWM تولید می شوند؛ بسیاری از آنها دقیقاً در مراکز کانال قرار می گیرند، که به طور مشابه، XPM شدت یک کانال را به فاز دیگری انتقال می دهد، که وقتی به صدا دامنه از طریق پراکندگی تبدیل می شوند، نسبت سیگنال بالا (به ویژه لینک های تقویت کننده) را کاهش می دهد.

نرخ خطای Bit Error Rate و Q-Factor

تاثیر ترکیبی از تحریف، crosstalk و اضافه کردن سر و صدا به طور مستقیم سرعت کمی خطا را افزایش می دهد ( Q-factor، که مربوط به باز کردن چشم به انحراف استاندارد صدا، قطره توسط 2-6 dB به دلیل عدم خطی بودن در شبکه های معمولی متراکم 1-dB در Q-factor تقریبا با افزایش 10 برابر در سیستم های هدف قرار دادن یک خطای پیش فرض مدرن (F0) مطابقت دارد.

استراتژی های پذیرش برای شبکه های Dense

هیچ تکنیک منفرد، عدم تعادل فیبر را به طور کامل از بین نمی برد.کاهش موثر شامل مدیریت لایه فیزیکی، مدول پیشرفته و پردازش دیجیتال است.در زیر عملی ترین روش های استفاده شده در شبکه های تولیدی است.

مدیریت قدرت و شرایط راه اندازی

ساده ترین استراتژی: کاهش قدرت پرتاب شده در هر کانال.از آنجا که اثرات غیر خطی با شدت مقیاس، کاهش قدرت توسط 2 dB می تواند مجازات SPM و XPM را کاهش دهد، این همچنین سیستم عاملNR را کاهش می دهد، بنابراین مهندسان باید قدرت پرتاب پویا را پیدا کنند (FLT:0 بهینه سازی قدرت پرتاب [F:1 که تعادل غیر خطی بر علیه تقویت کننده های هوشمند را حفظ می کند).

مدیریت توزیع

⁇ تقسیم بندی و عدم هماهنگی با دقت طراحی نقشه پراکندگی (استفاده از محدوده های متناوب فیبر پراکندگی مثبت و منفی یا ماژول های پراکنده)، عدم تطابق فاز بین کانال ها افزایش می یابد، سرکوب شبکه های مدرن اغلب از طریق FWLT:0 ابر اثر گذار (FLT:1) یا کاهش شدت مرکزی (Fchange) به حداقل رساندن شیب (F:2.

فرمت های پیشرفته Modulation

تشخیص یکپارچه با فرمت های پیشرفته مانند تقسیم بندی دوگانه (FLT:6) فاز چرخش (FLT-QPSK) یا -QAM] مقاومت در برابر نویز فاز غیر خطی را فراهم می کند.

پرداخت خسارت های غیر خطی دیجیتال

در پردازنده سیگنال دیجیتال گیرنده منسجم، الگوریتم هایی مانند ارتقاء مجدد معادله سیگنال دیجیتال غیر خطی Schrödinger را در معکوس حل می کند، به طور موثر حذف SPM و XPM جدیدتر روش های یادگیری ماشینی (به عنوان مثال، nonlinearware-eqizer) در حالی که ظرفیت انتقال غیر عملیاتی به طور مستقیم می تواند این روش های پردازش را بهبود بخشد.

طراحی شبکه

شبکه های Dense از برنامه ریزی دقیق بهره مند می شوند: استفاده از فیبر با منطقه موثر بزرگتر، اجتناب از بیش از حد از حد در فرستنده، و استفاده از نقشه های پراکنده که نگه داشتن پالس محلی chirp پایین است.کنترلرهای تعریف شده نرم افزار (SDN) می توانند به طور پویا تنظیم فرمت مد نظر، قدرت و مسیریابی برای جلوگیری از "نقطه های داغ" غیر خطیری در طول ترافیک اوج.

نگاهی به Ahead: عدم شفافیت در شبکه های آینده

از آنجایی که صنعت به سمت 1.6 Tb /s در هر کانال و فراتر از آن فشار می آورد، عدم اتصال فیبر همچنان محدودیت ظرفیت غالب در پیوندهای طولانی مدت است.تحقیقات در مورد few-mode] فیبرهای متصل به طور بالقوه بر روی انتقال فیبرهای غیر هسته ای (FLT3) به طور بالقوه به ظرفیت افزایش ظرفیت بدون افزایش قدرت هر هسته ای، اما این فیبرهای جدید (Fcorer4) به طور مشابه، به طور مستقیم، به طور مستقیم، به چهار کلمه ای، و غیر مستقیم، به طور مستقیم، به طور مستقیم، به طور غیر مستقیم، به طور کلی، به طور کلی، به طور مستقیم، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، به طور کلی، انتقال داده های انتقال داده های غیر سخن گفتن.

نتیجه گیری

فیبر غیر خطی بودن یک عامل حیاتی است که کیفیت سیگنال گیرنده را در شبکه های نوری متراکم محدود می کند. خود فاز، تنظیم متقابل فاز، و چهار موج مخلوط پالس، ایجاد crosstalk و افزایش نرخ خطا از طریق مدیریت دقیق قدرت، طراحی فیبر پیشرفته، فرمت های قوی، و جبران دیجیتال، مهندسان می توانند بر این اختلالات غلبه کنند تا پیوندهای قابل اعتماد، ظرفیت بالا و درک مدرن برای هر کسی که از طراحی ستون فقرات ضروری یا بهینه سازی است.

در این باره بخوانید: در این باره به بررسی و بپردازید.