Habang ang mga proseso ng instruksiyon ng signal at decoding ay nagbibigay ng kahulugan sa mga gumaganang limitasyon ng mga sistema ng fiber optic transmission. habang ang network traffic scales tungo sa petbit-per-second na mga kapasidad, ang kahusayan ng pagbago ng mga piraso ng kuryente tungo sa liwanag at pabalik ay muling nagreresulta sa ekonomiko at teknikal na viabilidad ng global na imprastraktura. para sa mga inhinyero at arkitekto ng network, ang pagkaunawa sa mga prinsipyong ito ay mahalaga sa pagdidisenyo ng mga sistemang nag-iinamantala, kapasidad, at pagkamaaasahan.

Pag - i - encoding: Paglalagay ng Mapa sa mga Photonic States

Ang encoding ay ang proseso ng pagsasalin ng isang digital na elektrikong bitstream sa isang modulumated optical waveform. Ang napiling paraan ng pag-eendorso ay direktang nagtatakda ng densidad ng impormasyon sa bawat yunit ng bandwidth, na kilala bilang spectral eftrification eficitecture (binubuo sa b/s/Hz). Trade-offs sa pagitan ng spectral efyment, power feedge, at guarding guide ang pagpili ng isang modiment format para sa isang tiyak na aplikasyon.

Pagbuo ng Kabisayaan: On-Off Keying at NRZ

Ang pinakasimpleng format ng pag-aayos ay On-Off Keying (OOOK), kung saan ang isang binary 1 ay katumbas ng mataas na antas ng optical power at ang isang binary 0 ay katumbas ng mababang antas ng optical power. Sa pagsasagawa, ito ay ipinatutupad gamit ang non-Rif-to-Zero (NRZ) na kodigo ng linya, kung saan ang laser ay nananatili para sa buong yugto ng bit. Ang kalamangan ng OOK/NRZ ay transceiver simple. Ito ay nangangailangan lamang ng isang direktang moduculated laser o isang panlabas na modulador at isang simpleng photodyde Ang isang plature na under ay ang presclusion na 25 ay ang presclusion na under na under na underal na stancescellcellcellcence o ang Gyps ay ang mga unders ay ang mga stanced. Ang mga underps ay karaniwang 25 ay ang Gceps ay ang mga staps ay ang mga stance stance stamp na stamp na stamp na stance

Multi-Level Encoding: Pulse Amplitude Modiulation (PAM4)

Upang dagdagan ang mga bit rate nang hindi proporsiyonal na dumadaming bandwidth, ang PAM4 ay nag-i-set up ng dalawang bits sa bawat transmitted symbol gamit ang apat na natatanging ampluded level. Halimbawa, ang mga bits "00" ay maaaring mag-mapa sa pinakamababang antas ng kuryente, habang ang "11" na mga mapa sa pinakamataas. ang PAM4 ay ang pundasyon ng IEEE 802.3bs 400 Gbs kada linya ng GbE para sa short-reach link (2-10 km) na sa pamamagitan ng pagdoble ng mga bits kada simbolo, ang PAM4 ay na nakakamit ng 50pbbp o GN na may mas mataas na mga signal na kinakailangan sa pagitan ng mga antas ng GRo-H. Ang mga signal na may mas malapit sa mga signal na may mas malapit sa mga signal na may mas malapit sa mga signal na may senso-H. Ang mga signal ay mas malapit sa mga signal na may senso-H. Ang mga espasyo ay mas malapit sa pagitan ng GR. Ang mga espasyo ay mas malapit sa mga bid na may NT na may

Pag - aayos ng Latse at Quadragure (Pag - aaral ng Kordeng Kroding)

Para sa mga long-haul at metro network, ang pag - aayos ay dapat gumamit ng yugto ng optical carrier upang mapataas ang kahusayan sa spectral. Quadraught Phase Divide Keying (QPSK) ay nag - aayos ng dalawang piraso sa bawat simbolo sa pamamagitan ng paglilipat ng optical phase sa apat na estado (0°, 90°, 180°, 270°N ⁇ ). Ang paglipat sa 16QAM (Quadrturesture Amploodulture Modition) ay nangangailangan ng apat na bahagi ng apat na bahagi sa bawat simbolo sa pamamagitan ng pagsasama ng amplideg amplidelidyon at pagbabago. Ang mga pagbabagong ito ay isinasagawa gamit ang Macheh-Mo-Moodec.

Dual-Polarization (DP) Pag - i - encoding

Ang isang mahalagang teknik para sa kapasidad ng scaling ay dual-polarization processing, na nagsasamantala sa dalawang orthodonal polarization na estado ng liwanag sa isang-mode fiber. Sa pamamagitan ng independiyenteng pag-reregulat ng datos sa parehong X at Y polarizations, ang spectral na ekwasyon ay dinoble nang hindi nangangailangan ng karagdagang optical bandwidth. Standard conneclusion transceivers ang mga DP-QPSK (4 bits/symbol) o DP. Ang mga spektrigram ay dapat gumamit ng mga transaksyongotibo sa pamamagitan ng pag-prosesong polar-ed na pag-s (pwersa - techpornation) sa pamamagitan ng isang digital na pag-C.

Para sa isang detalyadong teknikal na primera sa magkakaugnay na modisyon formats, ang Cisco/Acacia connected optiks na puting papel ay nagbibigay ng in-depth na paliwanag ng I/Q modiulation at mga arkitekturang dual-polarization.

Pag - aalis ng Paa: Ang Tagatanggap na Proseso ng Pag - aayos ng Tanikala

Ang pag - aalis ng signal ay mas masalimuot dahil sa pisikal na mga pinsalang dulot ng paghahatid.

Di - namamalayang Pag - unawa

Ang direktang pag-aanalisa, na ginagamit kasama ng OOK at PAM4, ay sumusukat sa biglaang pag-aanalisa ng pumapasok na liwanag gamit ang photodiode. Ang pamamaraang ito ay simple, low-power, at mura, ngunit ito ay nag-aalis ng lahat ng phase information. Coherent detection, kailangan para sa pha-moduculated signal, na naghahalo sa pumapasok na signal na may isang lokal na oscillardator (LO) laser sa isang 90-degree optical hybrid. Ang prosesong ito ay nagrereresultang reced ang buong electric field ng signal, na nagbibigay ng parehong amplided at ang mga influsion (nance) ay kumakatawan sa mga organs at ang mga plature na phase sa mga plature) na plature ng mga platforms at mga platform ng mga platform ng mga platform ng mga platform na digital na phase at mga platform na stainal na stabiliment (mga platform).

Analog-to-Digtal Conversion at DSP

Ang mga signal na analogo mula sa connected receiver ay digitized ng mga ultra-high-speed ADC na gumagana sa 80 GSa/s hanggang 200 GSa/s. Ang mga sampol na numerol ay nag-eebolb ng isang dedikadong DSP ASIC na nagsasagawa ng mga sumusunod na core functions:

  • Chromatic Dispersion Compenation (CDC): Ang isang malaking frequency-domain filter ay nagreresulta sa natipong chromattic spearance ng hibla, na maaaring magresulta sa mga pulso sa loob ng libu-libong mga yugto ng bit.
  • Polarization Deflumeplexing:[ Ang mga pabagu-bagong oras-domain equalizer (gamit ang mga algorithm tulad ng Constant Modulus Algorithm o Defiled-Directed LMS) ay naghihiwalay sa mga subsanggla ng X at Y polarization at nagresulta sa Polarization Mode Dipersion (PMD).
  • Carrier Recovery: Ang Phase at frequency noctamine loops ay nag-aalis ng frequency offset at phase na ingay ng transmitter at LO lasers. Algorithms tulad ng Viterbi-Viterbi phase stabilitor ay pamantayan para sa QPSK signals.
  • [Symbol Diagnostation and Decoding: Ang mga naprosesong simbolo ay nilalagyan ng mapa pabalik sa mga bit, at ang forward Error Correction (FEC) na pag-iinscoding ay nilalapat.

Palihim na Pagtutuwid (FEC)

Ang FEC ay isang mahalagang bahagi ng prosesong rekombinasyon/decoding. Sa transmitter, ang inayos na redundancy ay idinagdag sa data stream. Sa receiver, ginagamit ng FEC decoder ang redundancy na ito upang matukoy at itama ang mga pagkakamaling bit na ipinakilala ng ingay at lihis. Ang mga modernong optical network ay gumagamit ng malakas na soft-execting FEC (SD-FEC) code. Ang SD-FEC-FECECECECECEC ay gumagamit ng multi-execasible metrics (log-tulad ng mga ratio-lihood) mula sa ADCCCCE na nagbibigay ng mahalagang kodigong under (7-F-F-F-CCCCORCE) na may-CE) na nagbibigay ng isang espesipikong kodigong-F-F-F-F-F-F-CORCORCCCCCCCCCCCCECE na may-CECCCCCCECECCCCCCCCCCCC

Ang pagpili ng isang planong pang-edukasyon ay direktang umaabot sa sistemang nag-uugnay ng badyet.[kailangang kalkulahin ng mga inhinyero ang magagamit na OSNR laban sa hinihiling na OSNR para sa isang ibinigay na modiment format sa isang target na pre-FEC bit error rate (BER).

OSNR at Umabot sa mga Pagkalkula

Ang mga mas mataas na-order moduction formats (e.g., DP-64QAM) ay nangangailangan ng mas mataas na OSNR upang makamit ang isang ibinigay na BER kung ihahambing sa mga mas mababang-order format (e.g., DP-QPSK). Ang mga optal emplifier (EDFAs) ay nagdaragdag ng ingay (ASE), na nagpapahina sa OSNR sa layo. Kaya, may direktang trade-off sa pagitan ng spectral efyment at transmission aff.

  • DP-QPSK:[12 dB OSNR[kailangan ng sanggunian]. Ang pag-abot ay karaniwang ilang libong kilometro sa mga sistemang submarino.
  • DP-16QAM:[18 dB OSNR[kailangan ng sanggunian]. Ang pag-abot ay karaniwang ilang daang kilometro para sa metro at long-haul.
  • Mababang OSNR fearance kumpara sa mga connected format sa malalayong distansiya, ngunit lubhang mahusay para sa short-reach (<10 km) dahil sa mas mababang kapangyarihan at latency.

Mga Pamantayan Para sa Pag - iral na May Kabatiran

Ang pakikipagtulungan ay ipinatutupad sa pamamagitan ng mga pamantayang katawan na nagtatakda sa espesipikong mga kagamitan sa pag - eespiya, pag - aalis ng mga larawan, at mga parameter ng FEC.

  • [IE 802.3bs (400GbE):[ Definences POM4°E para sa short-reach (SR8, DR4, FR8) at long-reach (LR8) optical interfaces.
  • ]OIF 400ZR: Binibigyang kahulugan ang isang magkakaugnay na DP-QPSK/DP-16QAM na pagpapatupad para sa DCI (80-120 km).Tinitiyak nito ang modisyon format, mga tungkulin ng DSP, at oFEC upang matiyak ang multi-vendor interoperable.
  • [ITU-T G.709: Defines the Optical Transport Network (OTN) Palengke at mga pamantayan ng FEC (e.g., G.975.1) para sa long-haul transmission.

Para sa mga kasalukuyang mga detalye sa mga plaggable conclusion optics, ang OIF 400ZR Implementation Agreement ang tiyak na reperensiya.

Pagpapalitan ng Larawan at mga Tagubilin sa Hinaharap

Ang pagpapatupad ng mga makabagong prosesong ekwasyon at decoding na ito ay umaasa sa mga teknolohiyang photonic integration. Silicon Photonics (SiPh) at Indium Phosphide (InP) na plataporma ay pumapayag sa pagsasama-sama ng mga moduktor, photodiodes, at wavelength multiplexers sa compact, power-diversitive modules. Ang susunod na henerasyon ng optical interfaces ay nagtutulak sa 800 Gbps at 1.6 Tbps per wavelength.

800G at 1.6T Evolution

Upang matamo ang mga halagang ito, ang industriya ay nagtataguyod ng ilang magkakatulad na mga hakbang:

  • [1] [1] [t ⁇ d Baud Crains:] Ang pagtaas ng bilang ng simbolo mula ⁇ 60-90 GBaud hanggang 200+ GBaud ay nangangailangan ng mas mataas-speed electronics at photonics.
  • [Cancated Modulation: Ang Time-domain hybrid QAM at Probabilistic Constellation Shaping (PCS) ay nag-aangkop ng format ng regulatory sa eksaktong mga kondisyon ng channel, na nag-aangking sa pamamagitan ngput sa isang link-by-link batay.
  • Co-Packaged Optics (CPO): Integrated ang optical engine nang direkta sa switch ASIC upang mabawasan ang pagkonsumo ng kuryente at mga pagkalugi ng kuryente sa napakataas na interface speed (1.6T+).
  • Ang Machine Learning for DSP: Neural networks ay ginalugad para sa hindilinear na kabayaran at optimisadong decoding, na posibleng nagbubukas ng mas mataas na pagganap kaysa sa mga tradisyonal na mga DSP algorithm.

Pagsasaayos

Ang mga optikong signal advision at mga teknolohiyang decoding ay mabilis na nagreresulta upang matugunan ang hindi maampat na pangangailangan para sa bandwidth. mula sa simple ang OOK hanggang sa komplikadong hugis DP-256QAM na may SD-FEC, ang pagpili ng paraang rekombinasyon ay nagbibigay ng kahulugan sa pundamental na paggawa ng isang fiber optic system. Ang mga inhinyero ay dapat na maging dalubhasa sa trade-off sa pagitan ng modimentasyon format ng modimentasyon, DSP complexing, at maabot ang sistema sa mahusay na disenyo, mataas na mga high-cacitice network. Ang mga prinsipyo ng optical at decoding offic ay dapat manatili sa ins sa ins sa intentialized sa intelligic na cesic na stancesic para sa intform.