Hệ thống quang học tái tạo tạo tạo tạo nên xương sống của mạng lưới liên lạc tốc độ cao, phục hồi chất lượng xung quang học đã bị giảm và méo mó bởi sự truyền tải sợi. tại trung tâm của mỗi bộ phận tạo ra quang học là bộ nhận nhận diện, một thành phần phải phát hiện, chuyển đổi, và làm sạch ánh sáng đến với độ chính xác cực kỳ cao. bài báo này kiểm tra vai trò của bộ nhận tín hiệu tái tạo, khám phá các thành phần quan trọng và hiệu hiệu hiệu, và nhìn vào các công nghệ đang tăng cường các dữ liệu truyền tải.

Một người nhận quang học là gì?

Một bộ nhận dạng quang học là một thiết bị nhận dữ liệu điện tử có khả năng chuyển đổi xung điện [FLT: 0] thành tín hiệu điện tương ứng. Nó là giai đoạn điện tử đầu tiên sau sợi quang học và phải hoạt động với tốc độ của luồng dữ liệu đang đến. Một bộ nhận thông thường gồm có [FLT: 0] bộ phát hiện [FLT: 1], bộ khuếch đại điện tử (TIA), giới hạn bộ khuếch đại, đồng hồ và mạch phục hồi dữ liệu, và thường là một vòng quanh. Trình phát hiện ảnh thường là một ảnh (hình ảnh hay ảnh) đa dạng ảnh (Adediode) (hình ảnh)

Trong hệ thống số hiện đại, có nghĩa là phân biệt giữa logic “0 độ và “1 mức độ độ âm thanh bất chấp tiếng ồn, sự phân tán và sự suy giảm tích tích tích tích tích tích tích tích tích tích tích từ những ống dẫn dài, mà không cần thiết kế đúng cách, ngay cả những định dạng phức tạp nhất cũng không thể duy trì sự liên lạc không có sự hiểu biết chính xác về phương pháp truyền thông.

Vai trò của những người nhận lại quang thể trong việc nhận tín hiệu hồi phục

Trong hệ thống tái tạo, hệ thống nhận diện quang học thực hiện hai bước đầu. Tín hiệu quang học đến đã được chuyển sang miền điện. Ở đó, nó được phóng to sang cấp điện áp chuẩn (đã thay đổi) và đi qua một vòng lọc và quyết định loại bỏ nhiễu và thay đổi hình sóng (đang phân chia). Cuối cùng, một vòng thời gian phục hồi mạch điện tử giúp bộ lọc xuất ra, đồng bộ mạch sạch.

Phát hiện và cải tiến

Bộ phát hiện ảnh phải có đủ băng thông và độ tương phản để ghi lại tốc độ chuyển đổi gốc. Để hệ thống cao tốc (v. d., 100 Gbps hoặc 400 Gbps), PIN photodiodes với băng tần số 50 GHz là phổ biến. Sự chuyển đổi trực tiếp ảnh hưởng đến độ nhạy cảm của bộ nhận, mức độ tối thiểu của bộ nhận, cần thiết để đạt được tỷ lệ nhiễu (BER).

Lọc nhiễu và Độ mở rộng

Sau khi chuyển đổi, tín hiệu điện có tiếng ồn từ bộ khuếch đại, tiếng ồn bắn ra từ máy dò và tiếng ồn giao thoa từ sợi.

Mạch điện quyết định và phục hồi thời gian

Một đồng hồ có nhiều bước sóng lớn giúp cho việc lấy mẫu được nhiều đường đa chiều được kết hợp với nhau.

Thành phần quan trọng của bộ nhận quang nhìn

Bộ phát hiện ảnh chụp

Hình ảnh này chuyển đổi photon đến cặp lỗ electron. [FLT: 0] Hình ảnh [FLT: 1] [FLT: 1] cung cấp độ cao và độ phân tích tuyến tính nhưng thu nhập khiêm tốn nội bộ. Avalanche photodiodes [AP: 0] [FLT: 3] [FT:] cung cấp sự tăng cường nhân trong nội bộ, tăng độ nhạy cảm lên 10–15 dB, nhưng cần thiết độ nhạy cao hơn và có tiếng ồn cao hơn. Để phát hiện, hệ thống ảnh cân bằng, bị tắt đi nhiễu thông thường.

Máy thu âm siêu dữ liệu (TIA)

TIA là giai đoạn khuếch đại đầu tiên sau khi chụp ảnh, chuyển đổi bức ảnh (thường là vài vi ống dẫn điện) thành một điện áp (trăm phần triệu) với âm thanh thấp và băng thông cao. Các TIA hiện đại thường tự động điều khiển các mức độ năng lượng khác nhau mà không làm chậm trễ.

Giới hạn bộ lọc và nhận diện

Một bộ khuếch đại hạn chế sẽ bão hòa tín hiệu thành một độ lớn cố định, loại bỏ những biến thể có thể làm cho mạch quyết định rối loạn. Bộ lọc hoạt động hoặc hoạt động định dạng quang phổ tín hiệu và loại bỏ tiếng ồn băng tần. Một số bộ nhận tích hợp một bộ lọc [FLT: 0] đầu cuối [FLT: 1] để giữ hình dạng xung điện trong khi giảm nhiễu tần số tần số cao.

Name

CDR lấy một đồng hồ từ luồng dữ liệu và sắp xếp các mẫu ảnh ngay. Đối với định dạng không BAR Gratto NZ (NRZ), một vòng lặp đã khoá giai đoạn (PL) vào các chuyển đổi trong dữ liệu. Để thay đổi tiến bộ như PAM QP4 hoặc QPSK, các thuật toán phục hồi thời gian phức tạp hơn cần thiết.

Bộ đo quang học cho người nhận quang phổ trong thế hệ mới

Các nhà thiết kế đánh giá bộ nhận quang học bằng cách sử dụng một số tham số khóa tác động trực tiếp đến chất lượng tái tạo:

  • Độ nhạy: Năng lượng quang học tối thiểu cần thiết để đạt được mức độ cao nhất 10 ER (hoặc thấp hơn). Độ nhạy cao hơn cho phép khoảng cách giữa các bộ tạo mạch.
  • Bandwidth:) phải đủ để thông qua các thành phần cơ bản của tỷ lệ dữ liệu (v. d., > 0,7 bit cho NRZ). Không đủ băng thông để tạo ra sự can thiệp intersymbol (ISI).
  • Phạm vi Dynamic:) Phạm vi của năng lượng quang học nhập mà bộ nhận giữ tuyến tính hoạt động. Một phạm vi năng động rộng ngăn cản bão hoà ở khoảng cách ngắn và đảm bảo độ nhạy cảm đủ ở khoảng cách dài.
  • Hình chữ số được quản lý bởi TIA, con số tiếng ồn thêm vào âm thanh tổng hợp. Con số nhiễu thấp làm tăng độ nhạy cảm.
  • Trong hệ thống thống thống nhất định, người nhận phải xử lý các trạng thái phân cực tùy ý.

Ảnh hưởng của sự chia rẽ và phi tuyến tính

Bộ lọc điện phân tán và hiệu ứng mô phỏng không thẳng đứng. Trong khi sự phục hồi quang học thường bao gồm sự bù lại sự phân tán, bộ nhận điện cũng có thể thực hiện [FLT: 0] bù lại điện phân [ FC] [FLT: 1] bằng cách dùng bộ lọc. ETC mở rộng tầm với của hệ thống phát hiện trực tiếp mà không cần phần cứng quang học phụ.

Kiểu nhận quang học được dùng trong thế hệ mới

Nhận lệnh trực tiếp từ người nhận

Đây là những hệ thống đơn giản nhất, chỉ phát hiện được cường độ của tín hiệu quang học. Chúng thường được sử dụng trong di sản 2.5 Gbps và 10 Gbps và trong mạng lưới quang học thụ động (PON). Với tốc độ cao hơn, việc phát hiện trực tiếp bị phân tán bởi chất C và phụ thuộc vào DC hay tan rã sợi sợi tơ.

Bộ nhận hợp đồng

Bộ nhận tín hiệu gửi tới cùng với máy pha trộn (LO) địa phương, cho phép phục hồi giai đoạn và độ phân giải. Điều này cho phép hiệu suất quang phổ cao hơn và hỗ trợ định dạng chuyển đổi như 16 đoạn văn và 64 đường dẫn. Việc phát hiện đồng bộ kết nối với xử lý tín hiệu số (DP) có thể bù đắp cho sự phân tách âm và phân cực mà không có thành phần quang học. Các bộ nhận dạng đa năng hiện đại là thiết yếu cho cáp và các liên kết dài trên mặt đất ở 100 GBSP và xa hơn.

Những người nhận ảnh chụp tích hợp

Các hệ thống quang ảnh và biểu đồ tần xuất tích hợp ảnh (InP) kết hợp các bộ phát hiện ảnh, mô- đun và thậm chí các mạch điện DP trên một chip. Những bộ nhận điện tích hợp này giảm khả năng tiêu thụ và dấu chân trong khi tăng đáng tin cậy. Chúng là chìa khóa cho phép điều khiển trung tâm dữ liệu kết nối và mạng lưới lưới lưới lưới điện.

Những thử thách trong việc thiết kế lại cách nhìn nhận

  • Tiếng ồn nhiệt đối với tiếng ồn. Shot:[FLT: 1] Tại sức mạnh nhập thấp, tiếng ồn nhiệt từ TIA chiếm ưu thế, hạn chế độ nhạy cảm. APD sẽ giúp đỡ nhưng giới thiệu tiếng ồn vượt quá. Thiết kế bộ nhận cao cấp sử dụng sau khi chuyển dạng tập tin bằng thuật toán phát âm nhiễu.
  • Khi tỷ lệ dữ liệu tăng qua 800 Gbps trên mỗi bước sóng, các thành phần riêng biệt phải đấu tranh để duy trì cả băng thông cao và nhiễu thấp. Thiết kế điện tử điện tử điện tử điện tử được yêu cầu.
  • Trình quản lý và Thời gian: Cơ quan bảo vệ cơ thể tích lũy thông qua các bộ tạo mạch.
  • Mức hấp thụ điện ) và chip nhận tốc độ cao có thể tiêu thụ 10 watt. hiệu suất năng lượng là rất quan trọng để tăng cường mạng dữ liệu trung tâm.

Những cuộc đụng độ trong kỹ thuật quang phổ

Máy học để làm đối xứng với sự thích nghi

Các máy thu phát dựa trên tin nhắn bắt đầu kết hợp với máy tính học các thuật toán thích nghi với điều kiện sợi trong thời gian thực mạng thần kinh có thể tối ưu hóa ngưỡng quyết định và đồng bộ hóa, cải thiện BER bởi nhiều thứ tự độ lớn dưới sự bóp méo không tuyến tính

Đồng hành với tàu con Nyquist

Để tăng hiệu suất quang phổ, những người tái tạo tương lai sẽ sử dụng tàu con chạy ngầm Nyquistpulstrier được kết hợp với hàng cao cấp QAM. Những người nhận sẽ cần tuyến tính cao hơn và nhanh hơn để chuyển đổi số học (Acts) để xử lý chòm sao dày đặc.

MicroTransfer ảnh chụp in bằng máy ảnh

Những kỹ thuật đóng gói mới cho phép những tấm ảnh nhỏ được in trực tiếp trên các bản in của silicon, giảm tính đồng dạng ký tự và cải thiện băng thông trên 100 GHz. Điều này có thể hiệu lực kênh 1.6 Tbps.

Tất cả các thế hệ tái tạo với sự giám sát điện tử

Một số nghiên cứu cho thấy các thiết bị kết hợp giữa các cổng quang học đơn giản có khả năng tái tạo thô, và các thiết bị nhận điện tử xử lý tốt việc phân phối và tái sử dụng. Điều này có thể giảm hiệu suất sử dụng năng lượng trong khi duy trì hiệu suất siêu dài.

Kết luận

Nhận tín hiệu này không chỉ là yếu tố chuyển đổi thụ động mà còn là các thành phần hoạt động, quyết định thông minh xác định hiệu suất của hệ thống tái tạo tín hiệu. Từ ảnh chụp khiêm tốn đến bộ nhận điện tích hợp nhất với hệ thống nhận dạng thời gian thực, mỗi phần phải được tối ưu hóa để tạo ra tốc độ, tiếng ồn và sức mạnh. Khi mạng hướng tới tốc độ terabit-Crabit-Per- giây và vượt xa hơn, bộ nhận diện quang học sẽ vẫn là điểm tập trung của sự đổi mới. Hiểu vai trò và giới hạn của nó là thiết yếu cho bất cứ ai hoặc hoạt động cơ sở hạ tầng quang học hiện đại.

Để đọc thêm, hãy tham khảo ý kiến IEE 802.3 tiêu chuẩn để biết cách áp dụng hiệu suất, và ) Hiệp hội Optic để chỉ dẫn về việc sắp xếp thiết thực.