Modern optik iletişim ağları, sinyal bütünlüğü yüksek hızlı, hatasız veri iletimi elde etmek için önemlidir. Optik fiberler arasında bu dagradasyon, Polarizasyon Mode Dispersion (PMD) özellikle de doğrulanmış bir fenomen olarak öne çıkıyor, özellikle de veri oranlarının on ve yüzlerce gigabits başına tırmanması için önemli. PMD optik fiber optik sistemler tasarlarken ve pulsiyonel sistemlerin genişletilmesine neden olabilir.

Polarizasyon Mode Dispersion Fiziği

PMD, standart tek mod fiberlerin gerçekten tek kutuplaşma açısından tek bir mod olmadığını ortaya koyar. Aslında bu dejeneretik kutuplaşma modlarını ideal olarak, mükemmel bir jimmetrik fiberler için mükemmel bir şekilde taklit eder. Ancak, gerçek dünya lifleri, temel eliplik, iç stres ve geometrik asimmetler gibi - bu dejenerasyonları kırar, bu iki kutuplaşma modundaki fark yaratır.

Birbirliği ve Polarizasyon ABD

Işık bir kuşluk lifi aracılığıyla ortaya çıktığında, iki veya sonsuz kutuplu bileşen biraz farklı hızlarda seyahat eder.Bir zamanlar, DGD, Diferansiyel Grup Gecikme (DGD) olarak adlandırılabilir, çünkü kuşluk, liflerin hem büyüklüğü hem de kutuplaşmış bileşenlerinin bir istatistiksel olarak, zaman tasarrufu sağlar. DGD, zaman tasarrufu doğa ile tanımlanabilir.

ABD'nin Polarizasyon kavramı (PSPs) PMD'yi anlamak için merkezidir, her biri DGD'ye eşit bir grup gecikmesi meydana gelir ve bu bileşenler arasında çıkan farklar küçük dalga dalga aralığının bağımsızdır. herhangi bir rastgele giriş pulu için, çıktı bu iki PSP bileşenine göre ortaya çıkabilir, her biri DGD'ye eşit bir grup gecikme yaşar.

Diferansiyel Grup Gecikme (DGD) ve DGD anlamına gelir

DGD, iki PSP arasında zaman ve frekans arasında dalga geçiyorken, DGD'nin ortalama DGD'si - DGD'nin DGD'nin PMD parametresini (örneğin, Fiber üreticilerin birimleri, belirli bir bağlantı için en büyük DGD anlamına gelir. Örneğin, modern bir düşük seviyeli fibere sahip olabilir (örneğin, 0.02 ps/pilotkm) ve daha büyük fiberleri tanımlarken, daha büyük fiberleri limitleri aşıyor.

Optik Alıcı Hassasiyeti Üzerine Etkisi

PMD'nin zararlı etkisi, alıcıya gelen optik dalgaformu nasıl azalttığı konusunda yalan söylüyor.Bu fenomenler göz diyagramı - bir “0” veya “1” iletilendir.E PMD, sinyale karşı bir miktar slottan enerji, intersymbol müdahalesini yaratarak.Bu fenomenler göz diyagramı - bir anahtar teşhis aracı - dikey açılış ve artan jitterin azaltılmasıdır.

Bit Error Rate (BER) Ceza

PMD bir güç cezası yükler: verilen bir BER (BERe.g., 10) - 12), alıcı, yaklaşık 1 dB'nin cezasına kıyasla daha yüksek bir optik güç gerektirir.Bu cezanın büyüklüğü DGD'ye biraz süre bağlıdır, DGD'ye 10 Gbps'de bir çiftliği (OOK) sistemi olası bir şekilde 100 dB'ye kadar zarar verir.

Modulation Format ve Data Rate

PMD'nin etkisi modulation formatı ile değişir. Basit non-return-to-zero (NRZ) OOK, hem amplitüel hem de faz değiştirme gibi gelişmiş formatlardan daha fazla acı çeker, ancak PMD, eşitsiz bir performansa sahip olabilir.

Yüksek Hız Sistemleri: 40G, 100G ve Ötesinde

40 Gbps dönemi, iki kutuplu QPSK (DP-QPSK) kullanarak ilk kez ciddi PMD sorunlarıyla karşı karşıya kaldı, ancak 40 Gbps'de dayanılmaz cezalar sağladı. Bu, yüksek çözünürlükte PMD'nin otomatikleştirilmesi için zorunlu operatörlerine yol açtı.

Faktörler PMD

PMD sabit bir parametre değildir; bu etkileri anlamak, PMD'yi önceden belirlenmiş bağlantılarda tahmin etmek ve yönetmek için kritiktir.

Fiber Üretim Imperfections

Kuşlukların en temel nedeni, fiber çekirdek ve cladding'deki geometrik asimmetridir. Temel eliptikte, cladding materyalinden stres ve çizim sürecinde ortaya çıkan kusurların hepsi yerel kuşluk proseslerine katkıda bulunur.Aslında, modern “düşükümlü-PMD” fiberler yakın zamanda mükemmel dairesel temellere güvenir ve tüm vurgu alanları en aza indirmek için sürekli olarak kontrol edilir.

Çevresel Stres ve Sıcaklık

Kabloda Mekanik stres - kurulumdan, rüzgar yüklemesinden veya yeraltı hareketlerinden - uzun zamandır kabloların susadığını, sıcaklık artışlarının ısıtılması ve sözleşmelendirilmesine neden olur, bu da önemli PMD varyasyonlarına neden olur.Bu seferki davranışların PMD uzun süre boyunca karakterize edilmesi gereken bir istatistiksel bozukluk haline gelebilir.

Wavelong Bağımlılık

PMD doğal olarak dalga geçiyor. PSPs ve DGD, belirli bir kanalda anlık DGD, kanal cezaları nedeniyle bilinen bir fenomen.Seks yüksek hızlı WDM sistemleri için, her kanal farklı DGD değeri görebilir. DGD genellikle bir dalga aralığı üzerinde ortalamalanırken, DGD daha yüksek olabilir, kanal başına para cezaları verir.

PMD'nin ölçme ve Karakterizasyonu

Doğru PMD ölçümü, fiber değerleme ve bağlantı performansını sağlamak için gereklidir. Çeşitli standart yöntemler vardır, her biri hızlı, doğruluk ve karmaşıklık ile.

Sabit Analiz Yöntemi Yöntemi Yöntemi

Bu teknik, kutuplu bir dalga boyun eğlendiricisi ile güç aktarımını bir dalga boyun eğir. Bu teknik, DGD'nin elde edilen yoğunluğu analiz ederek, basit ve ucuz olabilir, ancak sadece DGD'nin dalga boyun eğlendirici bir şekilde ortaya çıkmasını sağlar.

Jones Matrix Eigenaniyal

Jones Matrix Eigenanized (JME) yöntemi doğrudan iki temel devleti ve DGD'lerini birden fazla dalga dalga dalgalar halinde ölçer. Bu, tam PMD vektörünü (DGD ve PSP yönelimini) verir. Bu, ITU-T G.650.1 ve IEC 60793-1-48 gibi standartlarda tercih edilen bir yöntemdir.

Interferometri Yöntemleri

Düşük-keşit interferometri, PMD'yi fiber aracılığıyla önermeden sonra optik sinyalin otokorelasyonu analiz ederek ölçebilir, ancak sadece DGD ve gürültüye karşı hassastır.

PMD ölçüm standartları hakkında ayrıntılı bilgi için, [[0)ITU-T G.650.1 önerisi) ve [[ENFLT:2)IEC 60793-1-48 standardı).

Mitigation Techniques

PMD ile savaşmak, fiber tasarımı, optik tazminat ve elektronik / dijital işleme kombinasyonu içerir. Seçim, sistemin veri oranına, fiber mirasına ve maliyet kısıtlamalarına bağlıdır.

Low-PMD Fiber Tasarımları

En doğrudan yaklaşım, fiberleri doğal olarak düşük PMD. Modern G.652.D ve G.655 fibers, PMD katlarını 0.02 ps / UTCkm olarak düşük olarak elde etmek için geliştirilmiş temel geometri ve stres yönetimi içerir.Yeni yüklemeler için, belirteçmişler için, belirteçmiş fiberler.

Elektronik Dispersion Compensation (EDC)

Doğrudan cevap sistemleri, eşsiz resepsiyon olmadan, elektronik eşitleştiriciler, PMD-indüklenmiş ISI. Feed-en eşitizers (FFE) ve karar besleme sistemleri, ancak EDC'nin sadece fotodeteksiyondan sonra elektrik sinyaline uygulanır.

Optik PMD Compensation

Optik koensatörler, kutupizasyon kontrolörü tarafından takip edilen bir PMD emülatörü kullanıyor ve bir kuşluk cihazı, konherent DSP'den önce optik PMD koherentine yerleştirilmek için daha büyük DGD değerleri ele geçirebilirler.

Adaptif Algoritmalar ve Coherent Tespit

Coherent alıcıları PMD mitigation'u devrime getirdiler. Tam optik alanı (amplality and faz) iki veyatogonal kutuplaşmalar, dijital sinyal işleme, sabit modlama algoritması (CMA) gibi 2 ×2 çoklu-input birden fazla- ⁇ (MIMO) eşitleme ve PMD'yi geri kazanarak, bu eşitlemedeki son derece standart ölçümlemedeki son derece yüksek çözünürlükte olan 10 otomatik olarak birbirine uyum sağlar.

Polarizasyon-Maining Fiber

Kısa süre boyunca, yüksek erişilebilirlik bağlantıları (örneğin, laboratuvar aletleri veya sensör sistemlerinde), kutupizasyon-bakım (PM) fiber kullanılabilir. PM fiber uzun süredir inşa edilmiş bir kuş iletim için (örneğin, stres çubuklarından) güçlü bir şekilde kullanılabilir.

Gelecek Trendler ve PMD Sonraki Nesil Sistemleri

800 Gbps ve 1.6 Tbps'ye boyun eğik mesafeler üzerinde yaklaştığımızda, PMD yönetimin geleceği gelişmiş dijital eşitleştirme ve makine öğrenimine dayalı tazminata yol açabilir.

PMD in Digital Coherent Alıcıları

Coherent alıcılar zaten DGD'nin birçok fotoosaniyesini kullanarak, mobil veya hava yoluyla gelen bağlantıların ultrafast PMD varyasyonlarını takip edebilir.

Gelişmiş Modulation and PMD Tolerance

64-QAM ve 256-QAM gibi yüksek sipariş modülasyon biçimleri PMD ile daha hassastır, çünkü alıcının işlemi sınırlı olduğu ultra uzun süreli uygulamalar için yeniden sigortalı olabilir.

Yeni fiber türleri üzerine araştırma - boş fotoğraflı bandgap fiberler gibi - PMD azaltımı için umut sunar.Bu fiberler havada ışık, kuşluklarının ne kadar uygun olduğu konusunda ticari olarak uygulanabilirse, PMD geçmişte bir sorun haline gelebilir.

PMD ve koherent tazminatına daha derin bir şekilde atılması için, ESD:0)Optica Yayıncılık Grubu, eş zamanlı sistemlerde PMD mitigation üzerinde çok sayıda hakemli makale sunar).

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Polarizasyon Mode Dispersion, yüksek hızlı optik iletişim ağlarında kritik bir bozulma olmaya devam ediyor. Alıcı doğruluğu üzerindeki etkisi bir kez 40 Gbps sistemleri için sınırlı bir faktördü, hem fiber üretim hem de dijital koherent sinyal işlemedeki gelişmeler, PMD toleransının sınırlarını çok daha yüksek seviyelere itti - veriler güvenilir bir şekilde devam ederken, yüksek çözünürlükte alıcı iletişim çağının fiziği hakkında kapsamlı bir anlayışa devam edecektir.