+375(17) 237-46-55
Заказать звонок
Режим работы: пн-пт с 9:00 до 18:00
Шумы передатчика и приёмника ограничивают производительность оптических систем

18/07/2017

Почему результаты лабораторных испытаний практически никогда не подтверждаются на моделировании при определении мощности оптического волокна? На этот вопрос попыталась ответить доктор Лидия Галдино (Lidia Galdino) из отдела электроники и электротехники Университетского колледжа Лондона (UCL). Она была удивлена, обнаружив, что приемопередатчики, используемые для передачи и приема оптических сигналов, вносят большее влияние на производительность системы, чем считалось ранее.

Работая в рамках исследовательского проекта UNLOC, доктор Галдино проводила эксперименты с целью выяснить, как максимизировать пропускную способность систем волоконно-оптических линий связи. В ходе этих экспериментов проводились испытания новых методов компенсации нелинейностей, которые в конечном итоге ограничивают возможности передачи данных по стандартному оптическому волокну. Особое внимание команда уделила методу, известному как цифровое обратное распространение (digital back-propagation DBP). При DBP выявляются важные свойства источника света - амплитуда и фаза - а затем в цифровой форме изменяется путь светового сигнала, для того, чтобы избавиться от известных искажений.

В лабораториях по всему миру исследователи заметили, что теоретические результаты значительно отличаются в лучшую сторону от тех, которые достигаются на практике. Доктор Галдино захотела определить причину этих расхождений; определить суть, что все делали не так?

До сих пор исследователи считали, что случайный поворот поляризации света в волокне, известный как поляризационная модовая дисперсия (PMD), которая не может быть компенсирована с помощью DBP, не могла быть основной причиной в расхождении результатов лабораторный и практических тестов. Однако, несмотря на это, наблюдалось ухудшение компенсации нелинейности из-за PMD, и теоритические результаты существенно отличались от экспериментах. 

Это, как выяснилось, объясняется тем, что при моделировании применяются идеальные передатчики и приёмники и, следовательно, при этом эффективность методов компенсации нелинейности завышается. 

Поняв это, доктор Галдино и ее коллеги при проведении симуляции ввели конкретные параметры для их приёмника и передатчика. Когда результаты лабораторных испытаний совпали с теоритическими расчётами, они подтвердили, что проблема была именно в шумах приёмника и передатчика.

"Это открытие имеет чрезвычайно важное значение для проектирования волоконно-оптической инфраструктуры. Теперь стало возможным выявить все источники ошибок в работе системы и, следовательно, найти способы уменьшения их влияния, " сказала она.

В статье, опубликованной в Optics Express, доктор Галдино впервые продемонстрировала, что шумы передатчиков и приёмников нелинейно влияют на сигнал, это значит, что он не увеличивается пропорционально с увеличением мощности сигнала. До сих пор исследователи недооценивали влияние шума приёмопередатчиков, полагая, что вызванные им помехи увеличивались пропорционально, одновременно с увеличением мощности сигнала.

"Мы предложили кардинально новый подход для правильного расчёта нелинейной зависимости между уровнем шума и сигнала приемопередатчика в волоконно-оптических линиях. Впервые, каждый разработчик сможет с лёгкостью предсказать производительность системы в любой конкретный момент времени, "сказал аспирант Дэниел Семрау (Daniel Semrau), один из авторов исследования.

Шум, производимый передатчиком и приёмником, поступает от цифро-аналоговых и аналогово-цифровых преобразователей в передатчике и приемнике соответственно. Эти шумы присутствуют даже в самом современном оборудовании, но со временем производители всё же уменьшают его присутствие и влияние. Исследование UNLOC поможет проектировщикам систем правильно разрабатывать и конструировать оптические системы передачи данных нового поколения, говорит Галдино. 

"Мы должны рассматривать шум передатчика и приёмника как большее физико-техническое ограничение уровня производительности, чем PMD", cказало доктор Гилдино. "Важно то, что сейчас мы можем точно оценить возможности линии путем применения DBP в реальных оптических системах. Мы делаем все правильно, и DBP является по-прежнему одним из самых мощных способов максимизации мощности или увеличения расстояния передачи».

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАРКИРОВКИ ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ ПО ПАРАМЕТРАМ
Подобрать