Переклад в uk: Розуміння впливу нелінійності волокон на приймач Signal Quality в мережі Dense

Що таке нелінійність волокна?

Нелінійність волокна виникає з Kerr ефект: рефракційний індекс склоподібних кремнію змінюється трохи з інтенсивністю проходу світла через неї. У щільній довжині хвилі ‐division мультиплексування (DWDM), де десятки або сотні оптичних каналів діляться один волокон, комбінована оптична потужність може легко перевищити нелінійний поріг. Цей інтенсивність-залежний індекс рефракції дає піднятися на три основні ефекти: самофазний модуляція (SPM), крос-фазний модуляція (XPM), а чотиримісійне змішання (FWM).

• Self‐фазний модуляція (SPM): Один канал модифікує власну фазу через інтенсивність власного імпульсу. SPM розширює спектр імпульсу і, коли поєднується з хроматичним дисперсією, призводить до затримки Джиттера і спотворення імпульсу.
• Cross‐фазний модуляція (XPM):] інтенсивність одного каналу модуляє фазу сусідніх каналів. У щільній сітки XPM вводять кореляційний фазовий шум, який розширює час прибуття імпульсів, деградує SNR.
• Four‐wave Mixing (FWM):] Коли три оптичні частоти взаємодіють, вони генерують четверту частоту через сторонні нелінійні схильності. FWM створює спорожні тони, які потрапляють безпосередньо на частоті каналів, які діють як на інтуїтивно-смуговий кросталк і сильно обмежують кількість каналів, що використовуються.

Хоча SPM і XPM є в першу чергу фазо-наслідками, FWM є ефектом живлення. Всі три стають домінуючими, коли потужність каналу перевищує 0 dBm в стандартному одно‐mode волокна (SSMF) і коли канал пропагування менше 50 ГГц. Розуміння, який ефект домінує є запорукою вибору стратегії правого пом'якшення.

Вплив на якість сигналу приймача

Нелінійність волокна погіршує здатність ресивера відновлювати передані біти в декількох замірних способами. Інженери мережі спираються на метрики, такі як / Q‐фактор, швидкість помилки укусу (BER), а штрафи для копіювання цього деградації.

Закриття сигналу та очей

У оптичній схемі очей нелінійні ефекти викликають «виді» – відкриті площі між верхнім і нижнім логічними рівнями – для закривати. СПМ розширює спектр сигналів, що взаємодіє з дисперсією волокна, щоб поширювати пульсову енергію в сусідні слоти (інтерсимбол втручання). XPM вводить часовий перепад фази, який після прямого виявлення створює шум амплітуди на вирості і падають краї. Результатом є менший вертикальний отвір очей і збільшений термін дії Джиттера, що робить ланцюг прийняття рішення більш схильним до помилок.

Перехресне та безшумне

FWM виробляє нові частоти, які перекриваються з існуючими каналами. У 100-канальній системі DWDM з інтервалом 50-GHz, створюються тисячі продуктів FWM; багато падають точно на каналі, діють як детерміністичний кростальк. Аналогічно, XPM передає інтенсивність шуму одного каналу на фазу іншого, який при перетворенні на шум амплітуди через дисперсію, зменшує коефіцієнт оптичного сигналу (OSNR). Ці ефекти особливо шкідливі в довгих посиланнях, де підсилювачі додають власний шум ASE, штовхаючи загальний шум підлога вище.

Курс валют предоставлен сайтом zamki.com.ua

Поєднаний вплив спотворення, кросталк і додано шум безпосередньо підвищує швидкість помилки укусу. Q-фактор, який відноситься до ока, що відкривається до стандартного відхилення шуму, падає на 2–6 дБ через нелінійності в типових щільних мережах. A 1‐dB краплі в Q-фактор грубо відповідає на збільшення в десятикратному бері. Для систем, що призначають pre‐FEC BER від 10^]−3] (комбінація сучасної м'якої ‐decision вперед виправлення помилок), будь-який додатковий нелінійний штраф знижує запас посилання і скорочує максимальний досяг.

Стратегії міграції для мереж з ганчірками

Немає єдиної техніки повністю виключає нелінійність волокон. Ефективне зниження поєднує в собі фізичну керуванню, розширену модуляцію та цифрову обробку. Нижче наведено найбільш практичні підходи, що використовуються в виробничих мережах.

Умови управління та запуску

Найстаріша стратегія: зменшити запущену потужність на канал. Оскільки нелінійні ефекти масштабуються з інтенсивністю, знижуючи потужність на 2 dB може зануритися в SPM і XPM штраф. Однак це також зменшує OSNR, тому інженери повинні знайти оптимальна потужність запуску , яка балансує нелінійність від шуму підсилювача. Інтелектуальні алгоритми електроенергетики в реконфігуровані оптичні добавки (ROADMs) можуть підтримувати цей баланс через динамічні навантаження трафіку.

Управління дисперсіями

Дисперсія і нелінійність взаємодіє сильно. Докладно, проектування дисперсійної карти (на основі змінних прольотів позитивних і негативних дисперсійних волокон або дисперсійних модулів), фаза невідповідності між каналами збільшується, пригнічує FWM. Сучасні мережі часто розгортаються великий ефективний волокна ‐area] (LEAF) або нетеро дисперсії, що використовуються в волоконно-розсіяному (NZDSF) для зменшення інтенсивності в ядрі і модифікації схилу, подальше мінімізація неліній генерації продукту.

Формати модуляції

Когерентне виявлення поєднується з розширеними форматами, такими як подвійнополарингизація чотирифазних фазових кріплень (DP‐QPSK) або 16‐QAM] забезпечує стійкість до нелінійного фазового шуму. Ці формати кодують інформацію в фазі та поляризації, що дозволяє ресиверам відокремленню та компенсувати певні нелінійні порушення. Формати з меншим коефіцієнтом піктотерування (наприклад, ймовірні найгірші закріплення) також страждають не в SPM. Встановлення каналу може бути застосований

Цифрова нелінійна компенсація

У цифровому процесорі когерента алгоритми, як back-propagation] вирішує нелінійне рівняння Schrödinger в зворотному режимі, ефективно недозволює SPM і XPM. Більш останні підходи машинного кермонання (наприклад, нелінійність-аware еквалайзери) вивчіть функцію передачі каналу і нанесіть компенсацію в режимі реального часу. При обчисленні дороги ці методи можуть відновити 2–4 дБ Q-фактора, безпосередньо розширювати досягання або збільшення потужності.

Огляди дизайну мережі

Мережа легень вигода з обережного планування: використання волокон з більшою ефективністю ділянки, уникаючи перенапруження на передавачі, і використовує карти дисперсії, які зберігають локальний пульсовий різак низький. Контролери програмного забезпечення, що використовуються в мережі, можуть динамічно регулювати формат модуляції, потужність і маршрутизація, щоб уникнути нелінійних «гарячих плям» під час пікового руху.

Шукаю Ahead: Нелінійність в мережі денного пошуку

В якості промисловості натиснути до 1.6 Tb/s на канал і за межі, нелінійність волокна залишається обмеженням домінантності в довгих клацаннях. Дослідження в few‐mode волокон і multi‐core волокон сподівається, що для збільшення потужності , не збільшення потужності , але ці нові волокна вводять міжрежим і міжядерним нелінійним поперечним. Аналогічно