ההשפעה של בחירת אורך הגל על ביצועי מקבל אופטי

מדוע בחירת אורך הגל מניעה ביצועים אופטיים

ברשתות תקשורת אופטיות מודרניות, הבחירה של אורכי גל תפעול היא פרמטר עיצוב יסודי הקובע ישירות את הרגישות המקלט, סובלנות רעש, מערכת הכוללת להגיע. כמו תנועה מ מחשוב ענן, הזרמת וידאו, וחיבורי מרכז נתונים ממשיכים לזחול, מהנדסים חייבים להבין כיצד הברירה באורך הגל משפיעה על כל שלב של קבלת אותות - החל מאפקט הקוונטי פוטוטקטור למתח (מ) רצפות זה חוקר את המאמר הפיזי קישור לשיטות הפעלה אופטיות, תצוגות סטנדרטיות לרצועות סטנדרטיות.

הפיזיקה של גל אורכי-Receiver אינטראקציה

Photodetector Responsivity ו-Fi קוונטית

בלב כל מקלט אופטי הוא photodetector שממיר את מקרי הצילום לתוך זרם חשמלי.(ה-FLT של הגלאי:0responsivityFLT:1 (מאגדים לוואט) הוא פונקציה חזקה של אורך גל (FLT:2pindesFLT 3: ו-FLT:4avache photoche photods) עם גל של 15GB (D) עם גל כפול (D) עם גל כפול מעל 15 גרם רוחב)

שחור ונורה רעש

זרם אפל – זרם הדליפה זורם דרך הצילום בהיעדר אור – הוא גם תלוי באורך גל.בגלגים ארוכים יותר (למשל, אלה המיועדים ל-L-band), זרם כהה נוטה להיות גבוה יותר בגלל חומרים צרים יותר של להקות, אשר יכול לקלקל רגישות מקלט.

להקות באורך הגל הסטנדרטיים והשפעתם על מקבל Metrics

הודעות סיבים אופטיים מאורגנות לכמה להקות אורכי גל, כל אחת עם תנופה נפרדת, פיזור, ומאפיינים לא ליניאריים.השולחן להלן מסכם את הלהקות הנפוצות ביותר ואת ההשפעה האופיינית שלהם על ביצועי המקלט.

850 nm (O-Band for Multimode)

בשימוש בעיקר עם EF:0 â € TM-cavity-cavity-amitting לייזרים (VCSELs)FLT:1 ב קישורים רב-ממד קצר (מרכזי נתונים, רשתות האזור המקומי) בשעה 850 nm, אובדן סיבים הוא סביב 3 dB / ק"מ ומגבלות פיזור מודולים להגיע ל -300 מ"מ, חייב לטפל בעוצמה אופטית גבוהה יותר לפצות על אינטגרציה נמוכה, לעתים קרובות;

1310 nm (O-Band)

אורך הגל הזה יושב ליד נקודת אפס-דיספרסיון של סיבים חד-פעמיים סטנדרטיים (SMF) בעוד שההתמדה מתונה ( ⁇ 0.35 dB/ ק"מ), המקבל מרוויח מפיזור כרומוזומטי מינימלי, אשר מקטין את התערבות בין-דלקת בשיעורי נתונים בינוניים (עד 10 Gbps) למהירויות גבוהות יותר של Gbps ומעבר), פיזור עדיין נחוץ 1310m לפטורים רגישים לפיזור חיצוני.

1550 nm (C-Band)

(ההדגשה של אירב) מגבר (EDFA) מגבר (EDFA) מדגימה 1550 nm את העבודה עבור מערכות ארוכות-החלות וצוללות.אטנומנט טיפות ל- ⁇ 0.2 dB/ ק"מ, המאפשרים מגבר אופטי לאורכו של אלפי ק"מ (n-Fent) בדרך כלל פיזור של 1550 ליטרים (n) ב-1550 nm) ב-Fent)

L-Band (1565-1625 nm)

ה-L-band מרחיב את הספקטרום הנתעב מעבר ל- C-band, ומאפשר ל-DWDQual-division הדחוס (DWDM) עם יותר ערוצים.מקבלים עבור L-band חייבים להתמודד עם אובדן סיבים גבוה יותר ויותר חזק:04 גלי גלי גלי תערובת (FWM)FLT:1 למרות פיזור הבדלים.

המונחים: Wavelength-Dependent Noise Mechanisms

Amplifier Spontaneous Emission (ASE) Noise

במערכות מוגברים, רעש ASE מ EDFAs מצטבר לאורך הקישור.המספר הרעש של מגבר אופטי משתנה על פני ספקטרום הרווח. Wave אורכיs ליד שיא רווח EDFA ( ⁇ 1530-15 nm) לחוות דמות רעש נמוך יותר, אשר משפר ישירות את יחס האות אופטי-ל-אין-אין (NR) בחירת ערוץ בתוך אזור שטוח-השטח של מגבר יכול להפחית את השגיאות של מעונש מעט.

המונחים: non-Limit

(הבחירה באורך הגל משפיעה על השפעות לא ליניאריות כגון FLT:0) הערכה עצמית (SPM)BuildFLT:1, FLT:2cross-phase Modulation (XPM) EvolutionFLT 3: ו-FLT:4FWMorive: 5 במערכות DWDM, ערוצים שעדיין לא עמדו ליד גל האפס-דיספרסומים (13m) סובלים מנקודות אורכימות גבוהות יותר מצריכת דלק (D) מצריכת דלק (DW) ונזקים) מצריכת דלק (DV) ממהירות גבוהה יותר מצריכת דלק (DWDR)

הצעות מסחר מעשיות ב- Wavelength Selection

דירוג נתונים ו-Bandwidth Constraints

עבור שיעורי סמל גבוהים ( ⁇ 56 GBd), רוחב הפס 3 dB של המקלט חייב להיות מספיק כדי ללכוד את האות ללא עיוות.באורך גל ארוך יותר, את קיבול photodiode יכול להיות נמוך יותר (בשל רוחבי מחיקה גדולים יותר), להגדיל את רוחב רוחב הפס המדויק.עם זאת, זמן המעבר של נושאת תמונות מבוזר גם עולה עם עומק הקליטה.

קוהרנטי מול גילוי ישיר

ב-FLT:0 מנדטים מקיפים את ה-Uscillator המקומי (LO) שלב לייזר רעש והיערכות של גל חייב להתאים את האות בתוך כמה מאות MHz, אשר הופך קשה יותר כאשר אותות גל סחף. אלגוריתמים מתקדמים של גלי גל יכולים לסבול ערפל גבוה יותר, אבל מערכת עדיין שולית היא עדיין מתפזרת אם דרישות גל פתוח למהירויות של 15 קטיפה, אך בטווח הקצר (אומטר) אלגוריתמים של אלגוריתמים מהירים יותר, אך בטווח הקצר, אך בטווח הקצר, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים של 15.

עלויות וזמינות

סטנדרטיזציה על להקה אחת באורך גל מפשטת מלאי אבל עשויה לכפות ביצועים תת-אופטימיים.לדוגמה, באמצעות 1550 nm ב-reach Data Center קישורים יקר בגלל הצורך של דיודות לייזר מגניב ו- EDFAs. Conversely, באמצעות 850 nm עבור ארוך-haul הוא בלתי אפשרי עקב אובדן גבוה מעצבי מערכת חייב לשקול את העלות של מקורות ספציפיים גל, גלאי גלאיים, ואפקטים נגד המגברים, ואפקטים נגד המגבר.

הרחבת סוללת הגל: S-Band, U-Band, ומעבר

המחקר הנוכחי חוקר את ה-S-band (1460-1530 nm) ו-U-band (1625-1675 nm) כדי לפתוח יכולת נוספת.עבור מקלטים, להקות אלה מציגות אתגרים: לתצלומים לעתים קרובות יש אחריות נמוכה יותר (בשל מגבלות ספיגה-שכבות), וייתכן שההווה כהה יכול להיות סדר גודל גבוה יותר.

מסקנה: הנחיות מעשיות לאופטימיזציה של אורכי גל

בחירת אורך הגל האופטימלי עבור מקלט אופטי הוא רחוק מהחלטה בגודל אחד - כל ההחלטה.הבדיקה הבאה יכולה לעזור לאדריכלי המערכת לקבל החלטות מסחר מושכלות:

• (בקיצור:0) עבור קיצור (FLT:1, השתמש 850 nm עם VCSELs בעלות נמוכה ו- pin photodiodes. Keep קיבל כוח גבוה כדי להתגבר על רעש תרמי.
• (FLT:0) עבור בינוני (1-40 ק"מ): אנדרל 1 (1310 nm) מציע פיזור נמוך ורגישות מעולה ללא פיצוי פיזור.
• (FLT:0) עבור ארוך-haul (>100 ק"מ): ⁇ FLT:1 -1550 nm (C-band) עם רווח EDFA וגילוי קוהרנטי מספק את הרגישות הגבוהה ביותר ולהגיע. השתמש בפיצוי או DSP כדי לנהל פיזור chromatic.
• (FLT:0) לקיבולת גבוהה: FLT:1 Extend to L-band ובסופו של דבר S-band. Monitor המקלט כהה הנוכחי ועונשי רעש ASE. שקול באמצעות APDs כדי להגביר את הרגישות באורכי גל ארוכים יותר.

הגידול הנפץ של 5G, האינטרנט של הדברים, ואינטליגנציה מלאכותית ידרוש אפילו יותר משיעורי נתונים גבוהים יותר. כתוצאה מכך, בחירת אורך הגל תישאר אבן הפינה של עיצוב המקלט האופטי – אחד שמגיע לו מחקר זהיר ואופטימיזציה ברמת הקישור. מהנדסים אשר שולטים בין אורכי גל, רעש מקלט, ליקויים לא לינאריים יהיו מצוידים היטב כדי לבנות רשתות ביצועים גבוהות וחזקים בעשור הבא.

שם מקור:0.10.10.10.10.10.10.13

• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ,0) ,Understanding and Management OSNR - LightwavephirLT 1
• (ב) ,0) עיצובי Photodetector חדשים עבור Extended-Wave אורכי המבצע (OSA)