جدید آپٹیکل کمیونیکیشن سسٹمز میں اعلیٰ صلاحیت اور طویل ترسیلی فاصلے کے حصول میں، ایک بنیادی جسمانی حد کے طور پر، شور نے ہمیشہ کارکردگی میں بہتری کو روکا ہے۔
ایک عام میںای ڈی ایف اےایربیم ڈوپڈ فائبر ایمپلیفائر سسٹم، ہر آپٹیکل ٹرانسمیشن کا دورانیہ تقریباً 0.1dB جمع شدہ اچانک اخراج شور (ASE) پیدا کرتا ہے، جس کی جڑیں امپلیفیکیشن کے عمل کے دوران روشنی/الیکٹران کے تعامل کی کوانٹم بے ترتیب نوعیت میں ہوتی ہیں۔
اس قسم کا شور ٹائم ڈومین میں پکوسیکنڈ لیول ٹائمنگ جٹر کے طور پر ظاہر ہوتا ہے۔ جٹر ماڈل کی پیشن گوئی کے مطابق، 30ps/(nm · کلومیٹر) کے ڈسپریشن گتانک کی حالت میں، 1000km کی ترسیل کے دوران jitter 12ps تک بڑھ جاتا ہے۔ فریکوئنسی ڈومین میں، یہ آپٹیکل سگنل ٹو نوائس ریشو (OSNR) میں کمی کا باعث بنتا ہے، جس کے نتیجے میں 40Gbps NRZ سسٹم میں 3.2dB (@ BER=1e-9) کی حساسیت کا نقصان ہوتا ہے۔
زیادہ شدید چیلنج فائبر کے نان لائنر اثرات اور بازی کے متحرک جوڑے سے آتا ہے - 1550nm ونڈو میں روایتی سنگل موڈ فائبر (G.652) کا ڈسپریشن گتانک 17ps/(nm · کلومیٹر) ہے، جو سیلف فیز ماڈیولیشن (SPM) کی وجہ سے ہونے والی نان لائنر فیز شفٹ کے ساتھ مل کر ہے۔ جب ان پٹ پاور 6dBm سے زیادہ ہو جائے تو، SPM اثر نبض کی لہر کو نمایاں طور پر بگاڑ دے گا۔
مندرجہ بالا اعداد و شمار میں دکھائے گئے 960Gbps PDM-16QAM سسٹم میں، 200km ٹرانسمیشن کے بعد آنکھ کھلنا ابتدائی قدر کا 82% ہے، اور Q فیکٹر 14dB پر برقرار ہے (BER ≈ 3e-5 کے مطابق)؛ جب فاصلہ 400 کلومیٹر تک بڑھایا جاتا ہے، کراس فیز ماڈیولیشن (XPM) اور فور ویو مکسنگ (FWM) کے مشترکہ اثر سے آنکھ کھلنے کی ڈگری تیزی سے 63% تک گر جاتی ہے، اور سسٹم کی خرابی کی شرح 10^-12 کی سخت فیصلے FEC غلطی کی اصلاح کی حد سے تجاوز کر جاتی ہے۔
یہ بات قابل غور ہے کہ ڈائریکٹ ماڈیولیشن لیزر (DML) کا فریکوئنسی چرپ اثر خراب ہو جائے گا - ایک عام DFB لیزر کی الفا پیرامیٹر (لائن وڈتھ بڑھانے کا عنصر) ویلیو 3-6 کی رینج میں ہے، اور اس کی فوری تعدد کی تبدیلی ± 2.5GHz تک پہنچ سکتی ہے (chirp=2GHz کے پیرامیٹرز کے مطابق) 1mA، جس کے نتیجے میں 80km G.652 فائبر کے ذریعے ٹرانسمیشن کے بعد 38% (مجموعی بازی D · L=1360ps/nm) کی نبض کو وسیع کرنے کی شرح ہوتی ہے۔
ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسنگ (WDM) سسٹمز میں چینل کراسسٹاک گہری رکاوٹیں تشکیل دیتا ہے۔ مثال کے طور پر 50GHz چینل کے وقفہ کاری کو لے کر، فور ویو مکسنگ (FWM) کی وجہ سے ہونے والی مداخلت کی طاقت عام آپٹیکل ریشوں میں تقریباً 22 کلومیٹر کی مؤثر لمبائی لیف رکھتی ہے۔
ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسنگ (WDM) سسٹمز میں چینل کراسسٹاک گہری رکاوٹیں تشکیل دیتا ہے۔ مثال کے طور پر 50GHz چینل کے وقفہ کو لے کر، چار لہروں کے اختلاط (FWM) سے پیدا ہونے والی مداخلت کی طاقت کی مؤثر لمبائی Leff = 22km ہے (فائبر کشیدگی کے قابلیت α=0.22 dB/km کے مطابق)۔
جب ان پٹ پاور کو +15dBm تک بڑھایا جاتا ہے، تو ملحقہ چینلز کے درمیان کراسسٹالک کی سطح 7dB (-30dB بیس لائن کے نسبت سے) بڑھ جاتی ہے، جو سسٹم کو فارورڈ ایرر کریکشن (FEC) فالتو پن کو 7% سے 20% تک بڑھانے پر مجبور کرتا ہے۔ محرک رمن سکیٹرنگ (SRS) کی وجہ سے بجلی کی منتقلی کا اثر طویل طول موج کے چینلز میں تقریباً 0.02dB فی کلومیٹر کے نقصان کا باعث بنتا ہے، جس کے نتیجے میں C+L بینڈ (1530-1625nm) سسٹم میں 3.5dB تک پاور ڈِپ ہوتی ہے۔ ڈائنامک گین ایکویلائزر (DGE) کے ذریعے ریئل ٹائم ڈھلوان معاوضہ درکار ہے۔
ان جسمانی اثرات کے نظام کی کارکردگی کی حد کو بینڈوتھ ڈسٹنس پروڈکٹ (B · L) کے ذریعہ درست کیا جا سکتا ہے: G.655 فائبر میں ایک عام NRZ ماڈیولیشن سسٹم کا B · L تقریباً 18000 (Gb/s) · کلومیٹر ہے، جبکہ PDM-QPSK کی مدد سے اس ٹیکنالوجی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ 280000 (Gb/s) · کلومیٹر (@ SD-FEC اضافہ 9.5dB)۔
جدید ترین 7-کور x 3-موڈ اسپیس ڈویژن ملٹی پلیکسنگ فائبر (SDM) نے کمزور کپلنگ انٹر کور کراسسٹالک کنٹرول (<-B4m) کے ذریعے لیبارٹری کے ماحول میں 15.6Pb/s · کلومیٹر (1.53Pb/sx ٹرانسمیشن فاصلہ 1.53km کی واحد فائبر کی گنجائش) حاصل کی ہے۔
شینن کی حد تک پہنچنے کے لیے، جدید نظاموں کو مشترکہ طور پر امکانی شکل اختیار کرنے کی ضرورت ہے (PS-256QAM، 0.8dB شیپنگ گین حاصل کرنا)، نیورل نیٹ ورک ایکویلائزیشن (NL معاوضے کی کارکردگی میں 37 فیصد بہتری)، اور تقسیم شدہ رامان ایمپلیفیکیشن (DRA، ڈھلوان کی درستگی) ± 0.5dB کار کی حقیقت کو بڑھانے کے لیے 2dB کے ذریعے 400G PDM-64QAM ٹرانسمیشن (12dB سے 14dB تک)، اور OSNR رواداری کو 17.5dB/0.1nm (@ BER=2e-2) تک آرام دیں۔
پوسٹ ٹائم: جون-12-2025