অপটিক্যাল ট্রান্সমিশন সিস্টেমের জন্য শ্যানন লিমিট ব্রেকথ্রু পাথ কী?

উপরের চিত্রে দেখানো 960Gbps PDM-16QAM সিস্টেমে, 200km ট্রান্সমিশনের পরে চোখ খোলার পরিমাণ প্রাথমিক মানের 82%, এবং Q ফ্যাক্টর 14dB (BER ≈ 3e-5 এর সাথে সম্পর্কিত) এ বজায় রাখা হয়; যখন দূরত্ব 400km পর্যন্ত বাড়ানো হয়, তখন ক্রস ফেজ মড্যুলেশন (XPM) এবং ফোর ওয়েভ মিক্সিং (FWM) এর সম্মিলিত প্রভাব চোখ খোলার ডিগ্রি তীব্রভাবে 63% এ নেমে আসে এবং সিস্টেম ত্রুটির হার 10 ^ -12 এর হার্ড ডিসিশন FEC ত্রুটি সংশোধন সীমা অতিক্রম করে।

এটি লক্ষণীয় যে ডাইরেক্ট মড্যুলেশন লেজার (DML) এর ফ্রিকোয়েন্সি চিপ এফেক্ট আরও খারাপ হবে - একটি সাধারণ DFB লেজারের আলফা প্যারামিটার (লাইনউইথ এনহ্যান্সমেন্ট ফ্যাক্টর) মান 3-6 এর মধ্যে থাকে এবং এর তাৎক্ষণিক ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন 1mA মড্যুলেশন কারেন্টে ± 2.5GHz (চিপ প্যারামিটার C=2.5GHz/mA এর সাথে সম্পর্কিত) পৌঁছাতে পারে, যার ফলে 80km G.652 ফাইবারের মাধ্যমে ট্রান্সমিশনের পরে 38% (ক্রমবর্ধমান বিচ্ছুরণ D · L=1360ps/nm) পালস ব্রডিং হার হয়।

তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিভাগ মাল্টিপ্লেক্সিং (WDM) সিস্টেমে চ্যানেল ক্রসস্টক আরও গভীর বাধা তৈরি করে। উদাহরণ হিসেবে 50GHz চ্যানেল স্পেসিং গ্রহণ করলে, সাধারণ অপটিক্যাল ফাইবারে ফোর ওয়েভ মিক্সিং (FWM) দ্বারা সৃষ্ট হস্তক্ষেপ শক্তির কার্যকর দৈর্ঘ্য প্রায় 22 কিমি।

তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিভাগ মাল্টিপ্লেক্সিং (WDM) সিস্টেমে চ্যানেল ক্রসস্টক আরও গভীর বাধা তৈরি করে। উদাহরণ হিসেবে 50GHz চ্যানেল স্পেসিং নিলে, চারটি তরঙ্গ মিশ্রণ (FWM) দ্বারা উৎপন্ন হস্তক্ষেপ শক্তির কার্যকর দৈর্ঘ্য হল Leff=22km (ফাইবার অ্যাটেন্যুয়েশন সহগ α=0.22 dB/km এর সাথে সম্পর্কিত)।

যখন ইনপুট পাওয়ার +15dBm এ বৃদ্ধি করা হয়, তখন সংলগ্ন চ্যানেলগুলির মধ্যে ক্রসস্টক স্তর 7dB বৃদ্ধি পায় (-30dB বেসলাইনের তুলনায়), সিস্টেমকে ফরোয়ার্ড ত্রুটি সংশোধন (FEC) রিডানডেন্সি 7% থেকে 20% এ বৃদ্ধি করতে বাধ্য করে। স্টিমুলেটেড র্যামন স্ক্যাটারিং (SRS) দ্বারা সৃষ্ট পাওয়ার ট্রান্সফার প্রভাবের ফলে দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্য চ্যানেলগুলিতে প্রতি কিলোমিটারে প্রায় 0.02dB ক্ষতি হয়, যার ফলে C+L ব্যান্ড (1530-1625nm) সিস্টেমে 3.5dB পর্যন্ত পাওয়ার হ্রাস পায়। একটি ডাইনামিক গেইন ইকুয়ালাইজার (DGE) এর মাধ্যমে রিয়েল টাইম ঢাল ক্ষতিপূরণ প্রয়োজন।

এই ভৌত প্রভাবগুলির সিস্টেম কর্মক্ষমতা সীমা ব্যান্ডউইথ দূরত্ব পণ্য (B · L) দ্বারা পরিমাপ করা যেতে পারে: G.655 ফাইবার (বিচ্ছুরণ ক্ষতিপূরণপ্রাপ্ত ফাইবার) তে একটি সাধারণ NRZ মড্যুলেশন সিস্টেমের B · L প্রায় 18000 (Gb/s) · km, যেখানে PDM-QPSK মড্যুলেশন এবং সুসঙ্গত সনাক্তকরণ প্রযুক্তির সাহায্যে, এই সূচকটিকে 280000 (Gb/s) · km (@SD-FEC লাভ 9.5dB) এ উন্নত করা যেতে পারে।

অত্যাধুনিক ৭-কোর x ৩-মোড স্পেস ডিভিশন মাল্টিপ্লেক্সিং ফাইবার (SDM) দুর্বল কাপলিং ইন্টার কোর ক্রসটক নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে ল্যাবরেটরি পরিবেশে ১৫.৬Pb/s · কিমি (একক ফাইবার ক্ষমতা ১.৫৩Pb/sx ট্রান্সমিশন দূরত্ব ১০.২ কিমি) ট্রান্সমিশন ক্ষমতা অর্জন করেছে (<-৪০dB/km)।

শ্যানন সীমার কাছাকাছি পৌঁছানোর জন্য, আধুনিক সিস্টেমগুলিকে যৌথভাবে সম্ভাব্যতা আকৃতি (PS-256QAM, 0.8dB আকৃতি বৃদ্ধি অর্জন), নিউরাল নেটওয়ার্ক সমীকরণ (NL ক্ষতিপূরণ দক্ষতা 37% উন্নত), এবং বিতরণকৃত র্যামন পরিবর্ধন (DRA, ঢাল নির্ভুলতা অর্জন ± 0.5dB) প্রযুক্তি গ্রহণ করতে হবে যাতে একক ক্যারিয়ার 400G PDM-64QAM ট্রান্সমিশনের Q ফ্যাক্টর 2dB (12dB থেকে 14dB) বৃদ্ধি করা যায়, এবং OSNR সহনশীলতা 17.5dB/0.1nm (@BER=2e-2) এ শিথিল করা যায়।