Ang mga sistemang optical signal regulatory ay bumubuo ng pundasyon ng mga long-haul, mataas na mga network ng komunikasyon na may mga gloped na optical pulse na na-treature at napilipit ng fiber transmission. Sa puso ng bawat regenerator ay matatagpuan ang optical receiver ⁇ a na sangkap na dapat makadetek, makakumberte, at makapaglinis ng paparating na liwanag nang may labis na katumpakan. Ang artikulong ito ay sumusuri sa papel ng mga optical receiver sa signal reprastation, tumutuklas ang kanilang mga susing bahagi at pagganap na metrics, at tumitingin sa mga lumalabas na teknolohiya na nagtutulak ng mga limitasyon ng transaksyon.

Ano ba ang Isang Optikong Tagatanggap?

Ang isang optical receiver ay isang optoelectronic device na nagkukumberte sa modulated light pulses tungo sa isang katumbas na elektrikal na signal.[0] Ito ang unang elektronikong yugto pagkatapos ng optical fiber at dapat na kumilos sa bilis ng dumarating na data stream. Ang isang karaniwang receiver ay binubuo ng isang photodektor[, isang transimpliedance refiger (TIA), nagtatakda ng orasang refigulator, at data circuit circuit circuitry. Kadalasan, ang circuit-conductor ay isang photode elector electomeric na photoiogen o processioned processioned para sa isang photoogen na processing o isang malaking procession na process na process upang higit pang evencyd.

Ang receiverixis ay pangunahing may tungkulin na bigyang - kahulugan ang impormasyong naka-sign sa light pulses nang tumpak. Sa modernong mga sistemang digital, nangangahulugan ito ng pagkilala sa pagitan ng lohika ⁇ 0 ⁇ at ⁇ 1 ⁇ na antas sa kabila ng ingay, pangangalat, at at attenuation na nagtitipon sa ibabaw ng mahabang fiber spans. kung walang wastong idinisenyong receiver, kahit na ang pinaka-sopistikadong modition formats ay hindi maaaring mapanatili ang error fenderyporentation.

Ang Papel ng mga Tagatanggap ng Optiko sa Tandag Muling Pag - aanak

Sa isang 3R (Reavelification, Respicasping, Reseptiming) sistemang reproduksiyon, ang optical receiver ay nagsasagawa ng unang dalawang hakbang. Ang dumarating na optical signal na peripheral laaded at posibleng pilipit na mga idependyi na binago sa sakop ng kuryente. Doon, ito ay pinatatag sa isang pamantayang antas ng boltahe (re reclusion) at dumaan sa isang filter at elekweight circuit na nag-aalis ng ingay at binabago ang waveform (pag-ikot).

Pag - unawa at Pagkumberte

Ang photodetector ay dapat may sapat na bandwidth at reponsity upang makuha ang orihinal na modiodes na may mga mataas na ekwasyon na higit sa 50 GHz ay karaniwan. Ang kahusayan sa pag-bersiyon ay direktang umaapekto sa receiver na communictivity quast na kailangan upang makamit ang isang target na bit wider ratio (BER).

Pag - iinis at Pag - aalis ng Ingay

Pagkatapos na makomberte, ang elektrikal na hudyat ay naglalaman ng thermal na ingay mula sa amplipayler, nag - ingay mula sa detektor, at nag - aalis ng ingay sa pagitan ng mga aparato at ingay mula sa fiber.

Pasiyang Pasiruhan at Paggaling

Ang isang mahusay na orasan ay tumitiyak na ang mga halimbawa ay nangyayari sa tamang - tamang instant endotrifect worksible na may pinakamalapad na bukas na bukasan ng mata.

Mga Pangunahing Bahagi ng Isang Optikong Tagatanggap

Tagakuha ng larawan

Ang photodetector ay nagpaparami ng pumapasok na photon sa mga pares ng electron calcile. ] Ang PIN photodiodes ay nagbibigay ng mataas na bilis at linyaridad ngunit ang katamtamang internasyunal na pakinabang. Ang Avalanche photodiodes (APDs)[ ay nagbibigay ng internasyunal na pakinabang, na pagpapabuti sa sensasyon hanggang 10–15 dB, ngunit nangangailangan ng mas mataas na mga pagkiling at mas mataas na ingay na may mga sistemang rekodibidwal.[kailangan ng mga sistemang rekombinasyon, ang mga komplikadesisyon ay ginagamit upang mapara sa mga komplikadesisyon sa mga sistemang rekodibid na repraksiyon.

Paglilipat ng Amplifier (TA)

Ang TIA ang unang yugtong amplipayer pagkatapos ng photodiode. kinokumberte nito ang photocurrent (karaniwan nang ilang mikroamp) sa isang boltahe (halu - halong mga millivolt) na may mababang ingay at mataas na bandwidth. Ang mga modernong TIA ay kadalasang kinabibilangan ng awtomatikong pagkontrol upang pangasiwaan ang iba't ibang antas ng input power nang hindi nag - iinture.

Pag - iingat sa Amplifier at Pansala

Ang pag - aalis ng mga pagbabago sa mga elementong nagpapagaan ng hangin ay naglalagay ng signal sa isang permanenteng amplu - salubong, anupat inaalis ang mga pagbabago sa mga bahagi ng katawan na maaaring makalito sa sirkito ng desisyon.

Orasan at Paggaling ng Data (CDR) Circuit

Ang CDR ay kumukuha ng orasang pang-oras mula sa data street at nag-iisa sa mga halimbawa. para sa mga hindi-produksiyon return calcto calcero (NRZ) formats, isang phase stapeslocked loop (PLL) na mga kandado sa mga transaksyon sa data. Para sa advanced modition tulad ng PAMM ⁇ 4 o QPSK, kinakailangan ang mas sopistikadong mga algorithm sa panahon.

Pag - aasikaso sa mga Katamantalahan Para sa mga Tumanggap ng Optikong mga Tao sa Muling Pagsilang

Sinusuri ng mga disenyador ang optikal na mga receiver gamit ang ilang pangunahing parameter na tuwirang nakaaapekto sa katangiang ito:

  • [[T: Ang pinakamababang katamtamang lakas optikal na kinakailangan upang makamit ang isang BER na 10−12 (o mas mababa). Ang mas mataas na sensitivity ay nagpapahintulot ng mas mahabang mga span sa pagitan ng mga regenerator.
  • Bandwidth:[kailangan ng sapat upang maipasa ang mga pundamental na mga bahaging frequency ng rate ng datos (e.g., >0.7×3.5 bit rate para sa NRZ).Ang insufficient bandwidth ay nagdudulot ng intersymbol interference (ISI).
  • Dynamic Range: Ang saklaw ng input optical power na kung saan pinananatili ng receiver ang linear operation.Ang isang malawak na dynamic range ay pumipigil sa staturiation sa maikling spans at tinitiyak ang sapat na sensity sa mahabang spans.
  • Noise Figure: Nauugtungan ng TAA, ang bilang ng ingay ay nakadaragdag sa kabuuang ingay.
  • Polarization Dependence: Sa mga sistemang magkakaugnay, ang mga receiver ay dapat humawak ng mga estadong di-pang-impormasyonal na polarisasyon. Polarization variation receivers split at proseso ng parehong polarizations.

Epekto ng Paghihiwalay at Kawalang - Interes

Ang chromattic diversion at nonlinear Kerr effects ay pumipilipit sa pulso. Bagaman ang optical retail ay kadalasang kinabibilangan ng flusion resultation, ang EDC ay maaari ring magsagawa ng elektrikong resultation (EDC) gamit ang mga passiyon na pantay na pag-aari. Ang EDC ay nagpapalawig ng abot ng direktang sistema ng hardwareksiyon nang walang karagdagang optical hardware.

Mga Uri ng Optikong Tagatanggap na Ginagamit sa Muling Pag - aanak

Tuwirang Tagatanggap ng Pag - asa

Ito ang pinakasimple, na nakatutiktik lamang sa tindi ng optical signal. Ito ay karaniwang ginagamit sa legacy 2.5 Gbps at 10 Gbps systems at sa mga hindi gumagalaw na optical network (PON). Para sa mas mataas na bilang, ang direktang pag-aanalisa ay dumaranas ng chromattic division at umaasa sa EDC o flutcompensating fiber.

Mga Tagatanggap na Walang Kabuhayan

Pinagsasama ng mga Coherent receiver ang pumapasok na signal sa isang lokal na oscillator (LO) laser, na nagpapangyari sa pagbawi ng phase at ampluded. Ito ay nagpapahintulot sa mas mataas na spectral na kahusayan at sumusuporta sa modition formats tulad ng 16°QAM at 64°QAM. Ang Coherent detection na sinamahan ng digital signal processing (DSP) ay maaaring magtakip sa chromatiko at polarization calthrode fromotereasting na walang mga sangkap na optikal. Ang modernong mga rekombinasyon ay mahalaga para sa mga kable at mahabangha sa mga kawing na may ter sa 100 G.

Mga Walang - Pasubaling Tagatanggap ng Photonic

Ang mga platapormang ito na may larawan ng Silicon at mga photonic at mga indium phosphide (InP) ay nag - uugnay sa mga photodetector, moduktor, at maging sa mga sirkitong DSP sa iisang chip.

Mga Hamon sa Optikong Disenyo Para sa Muling Pag - aanak

  • Ang Thermal Noise vs. Shot Noise:[ Sa mababang input powers, thermal na ingay mula sa TIA nangingibabaw, limiting sensitivity. Ang APDs ay nakakatulong sa pagpapakilala ng labis na ingay. Ang mga prevanced receiver na disenyo ay gumagamit ng post calcamplification na may ingay na philtering algorithms.
  • Bandwidth Deficits: Habang ang mga rate ng datos ay umaakyat ng lampas sa 800 Gbps kada wavelength, ang mga piyesang discrete ay nakikipagpunyagi upang mapanatili ang parehong mataas na bandwidth at mababang ingay. Photonicelectronic co electronic co composuredesign ay kinakailangan.
  • Jitter and Timing: Ang Jitter ay naiipon sa pamamagitan ng mga regenerator.[ang bawat receiver ⁇ s CDR ay dapat magkaroon ng mababang likas na jitter at mataas na jitter na pagpaparaya.Ang ingay ng Phase mula sa LO sa mga regulator ay isa pang hamon.
  • Deficit Consuction: Ang mga High calmoned receiver at DSP chips ay maaaring makakonsumo ng sampu-sampung watts.[kailangan ng sanggunian] Ang kahusayan sa enerhiya ay kritikal para sa pag-cast ng mga data center network.

Mga Hilig sa Hinaharap sa Teknolohiya ng Optikong Pagtanggap

Pagkatuto ng Makina Para sa Ekwasyon ng Pag - aakma

Ang mga receiver na may mababang kulay sa DSP calculus ay nagsisimulang maglakip ng mga makina na nag - aaral ng mga algorithm na umaakma sa nagbabagong mga kalagayan ng hibla sa tunay na panahon.

Kasama ng mga Subcarrier ng Nyquist

Upang maparami ang kahusayan sa pag - iisip, ang mga regenerator sa hinaharap ay gagamit ng Nyquist calculsed subcarriers na may kasamang mataas na prospectorder QAM. Ang mga tatanggap ay mangangailangan ng mas mataas na linearity at mas mabilis na analogo calculusdigital converters (ADCs) upang pangasiwaan ang makapal na konstelasyon.

Micro STransfer epiculated Photodiodes

Ang mga bagong pamamaraan ng pag-impake ay pumapayag sa mga maliliit na photodiode na tuwirang ilimbag sa silicon PICs, pagbabawas ng parasitikong capacitance at pagpapabuti ng bandwidth na higit sa 100 GHz. Ito ay maaaring magdulot ng 1.6 Tbps channels.

Lahat ng Ekstatikal na Pagbabago na May Elektronikong Oversight

Ipinakikita ng ilang pananaliksik ang mga hybrid na pakana kung saan ang simpleng mga pintong optikal ay gumagawa ng magaspang na pagbabagong - anyo, at ang mga electronic receiver ay humahawak ng pinong reshaining at muling pag - aayos ng mga sangkap na ito ay maaaring makabawas sa pagkonsumo ng kuryente samantalang pinananatili ang paggawa para sa napakaayos na mga kawing ng calmonylong grothaul.

Pagsasaayos

Ang mga optikong tagatanggap ay malayo sa mga elementong walang kibong nakukumberte; ang mga ito ay aktibo, matalinong pagpapasiya na gumagawa ng mga sangkap na nagbibigay - kahulugan sa paggawa ng mga sistema ng signal reproduction.

Para sa higit pang pagbasa, sumangguni sa IEE 802.3 Ethernet na pamantayan[ para sa mga kahilingan sa pag-aanunsyo ng receiver, at sa Fiber Optic Association para sa praktikal na mga panuntunan sa paglalagay ng mga tungkulin.