התפקיד הקריטי של רגישות המקבל ב- Long-Haul סיבים אופטיים

רשתות אופטיות ארוכות טווח יוצרות את עמוד השדרה של התקשורת הגלובלית, המשתרעות על פני אלפי קילומטרים על פני יבשות ותחת האוקיינוסים.הביצועים של רשתות אלה מוגבלים באופן יסודי על ידי הרגישות של מקלט אופטי בכל אחת.רגישות המקלט אופטית מוגדרת ככוח אופטי לזיהוי מינימלי של 030 ק"מ להפחתה ישירה של קצב השגיאה קצר (ב), בדרך כלל 10-12 עבור המערכות המודרניות ביותר.

פיתוחים של Slacks

חומרים פוטודיודה מתקדמים ומבנה

photodiode הוא transducer כי להמיר photons הנכנס לתוך זרם חשמלי.היעילות הקוונטי שלה, זרם כהה רוחב פס משפיע ישירות על הכוח לזיהוי מינימלי.InGaAs PIN photodiodes מציעים רגישות סבירה עבור מקלטים סטנדרטיים, אבל חומרים חדשים ועיצובים הם להשיג סדר-of-magnitude שיפורים.

המונחים: low-Noise Optical Amplification

(מגברים אופטיים פרוסים כל 80-120 ק"מ במערכות ארוכות-החלות לפצות על אובדן סיבים.המספר הרעש של המגברים הללו מגדיר את ה-OSNR שמגיע למקלט. Erbium-doped סיבים (EDFAs) נשאר הממריץ של המערכת, עם עלייה משמעותית יותר של 4-5B על ידי C-ידי שימוש ב-RapF-R.

גילוי משותף עם DSP

המעבר מטכניקת ה-DEP-DEP (IM-DD) לזיהוי קוהרנטי היה המדרגה הגדולה ביותר ב-Ocensance-DOS (Coherent המקלטs) אשר משלבת את האות הנכנס עם לייזר אוסטרטור מקומי, שמירה על זיהוי ה-DValance ו-Stand-Stand-Stand-ofation Information (המידע של מערכת ההפעלה) אשר מאפשר שימוש ב-RLCDUltual Formulation באופן משותף, כגון DP-QQent, DP-QERC, , , , , EPA, , EPA, , , כלומר, CMV, אשר דורש כיום, כלומר, כלומר, שיפור יעיל יותר מ-R.

תיקון שגיאות מתקדמות

תיקון שגיאות (FEC) מוסיף ביטים אדומים לנתונים המועברים, ומאפשר למקבל לתקן שגיאות ללא דחייה. Soft-decisionagged (SD-FEC) להשתמש במידע סבירות מה-DSP כדי לשפר את יכולת התיקון על ידי מספר דציבלים בהשוואה לקודים של הפחתה ממושכת (DLC) ל- 10-DKIMR) באופן קבוע, כולל קודים ארוכי טווח (D1) של 10-F1D1D) עם 10-FERCLC) של קודים בטווח הארוך, לעומת 10-F1, 000) עם LT1, 000) עם יכולת הפעלה של קודים (D1, 000) של קודים (D1, 10-FD1, לעומת 10-FD1, 000) עם LT1, 000) עם LT1, 000) עם LT1, 000) עם מינוף של קודים (D1, 000) של קודים) עם מינוף קבוע של קודים) עם LT1.

השפעה על כלכלה רשת ארוכה ומופע

ההרחבה Extended Returner Spacing and Deced Regeneration

שיפורים ברגישות מקלט אופטי יש השפעה ישירה, קוונטית על כלכלת רשת.ב כבל צוללת טיפוסי המשתרע על פני 6000 ק"מ, כל אחד מהרווחים של רגישות יכול לחסל אחד או שניים או שניים חוזר אופטי, כל אחד עולה מאות אלפי דולרים.עבור נתיבים ארציים, פחות אתרי התחדשות ביניים להפחית נדל"ן, כוח ותחזוקה.

יעילות וקיבולת

שיפורים רגישות מאפשרים למפעילים להשתמש בפורמטים מודולציה אגרסיביים יותר לארוז יותר ביט לשנייה עבור הרץ של ספקטרום.לדוגמה, מערכת שיכולה לקבל DP-64QAM עם BER של 10-3 (התקן על ידי פיקסלים) יכול לתמוך 600 Gbps לערוץ ה-IoT, בהשוואה ל-200 Gbps עם DP-QPSK. השילוב של מחשבי ביצועים גבוהים יותר, SS, ומאפשרת שיפור של צריכת ה-C2 עד 25% ל- CA.

שיפור גמישות רשת וגמישות

מקלטים רגישים מאוד גם משפרים גמישות בעיצוב רשת.עם היכולת לזהות אותות חלשים, מהנדסים יכולים להציג אלמנטים אופטיים והחלפת אלמנטים (ROADMs) עם אובדן כניסה גבוה יותר ללא שילוב של הגעה.זה מאפשר ליש להתנצלות ואספקת גל דינמי שהיה בעבר בלתי אפשרי.בנוסף, טוב יותר להפחית את ההשפעה של חתכים כבל או תיקונים: קישור זה היה שולי מספיק עכשיו יש שולי כדי להיות משוחזר במהירות על ידי רשת אופטית של כישלונות יותר.

טכנולוגיות מתפתחות וגבולות מחקר

Graphene ו 2D חומר Photodetectors

Graphene photodetectors מציעים את הפוטנציאל עבור רוחב פס אולטרה גבוה (מעל 500 GHz) בשל ניידות נושאת גבוהה של החומר, טבע אפס פסגהp שלהם מאפשר ספיגה על פני כל ספקטרום הטלקום, המאפשר פתרונות בודדים למקבל יחיד עבור S, C, ו- L להקות (FLT:0Recent הפגנות 1Rate) להראות גרפן-onsilicontridestridestride חנקן על ידי גרף 25 גרם ל-Ric photovgide גבוה.

תצלום: Silicon Photonic Integrated Coherent מקבל

פוטוניקה של הסיליקון מניע את המיניטוריזציה וההפחתה של מקלטים קוהרנטיים.מונוליים משולבים באופן שיטתי 90 מעלות היברידיות אופטיות, photodiodes, ו transimpedance amplifiers על שבב יחיד להפחית parasitics ולשפר את הרגישות.לדוגמה, FLT:0Acacia (כיום סיסקו) CFP2-DCOמודולFLT משתמש ביצועים סיליקון גבוה יותר כדי לשפר את תפקוד מיקרוסקופי נמוך יותר עם אינטגרציה של 2G.

Hol-Core סיבים וחידוש Transmission Media

(Hol-core Anti-resonant סיבים מדריך אור באמצעות אוויר או ריק, צמצום אי-לינאריות ופוטנציאלי המאפשר אובדן נמוך בהרבה מאשר סיבים סטנדרטיים של סיבים מעבדה השיגו תנוחה מתחת ל-0.2 dB / ק"מ בחלון הטלקום, אך חשוב מכך, ה- nonlinear coefficients הוא 3-4 הזמנות של גודל נמוך יותר מאשר סיבים חזקים.

Machine Learning at the Acceptr

מעבר ל-DSP המסורתי, טכניקות למידת מכונה מוטבעות במקלטים כדי להתאים באופן מקביל ללקות לא לינאריות, להעריך מצב ערוץ, ואפילו לבצע הדגמה משותפת וניתוק.FLT:0A 2022 מפגינים FLT:1 השתמש ברשת עצבית כדי להחליף את השינויים הלא לינאריים המורכבים במקלט קוהרנטי, השגת שיפור dB ברגישות ל- 400G מעל 800 סיבי לחץ דם סטנדרטיים (reative) באופן אוטומטי, כלומר, שיפור משמעותי של פעילות גופנית.

תחזית עתיד: גישה לגבולות מימון

הגבול האולטימטיבי של רגישות למקבל אופטי נקבע על ידי רעש קוונטי: עבור זיהוי קוהרנטי, טווח הסיבים של ירי סמן תואם בערך 1.5 פוטונים לפחות ב- OSNR נתון, מקלטים מסחריים נוכחיים פועלים כ-5-7 dB מעל אותו הגבלת זמן עבור 100G Modulation. עם התקדמות ב- photodetector יעילות קוונטית (כיום -0.8; מקסימום 1.0), ירידה ברעש ב-APD, ו- 2K, דורש שיפור מהיר יותר, כלומר, ללא גישה חדשה, בטווח הארוך, ללא שינוי מהיר יותר.

לסיכום, חידושים ברגישות מקלט אופטית - מתצלומים מתקדמים וגברה כדי coherentגילוי, DSP, מלגות וחומרים מתעוררים - מעצבים מחדש את היכולות של רשתות סיבים ארוך-הול. שיפורים אלה מתורגמים להישגים ארוכים יותר, יכולת גבוהה יותר, עלות נמוכה יותר, וגמישות רבה יותר.המשך מחקר גרפן, פוטוניקה, סיבים דמויי-עצמים, והבטחות AI-ידי קבלת פנים כדי לדחוף את הגבולות האופטיים עוד יותר, אפילו יותר.