Снижение влияние нелинейного эффекта Керра на скорость передачи в оптическом волокне за счет PCTW сигналов

Основой построения информационно-транспортной инфраструктуры является оптические системы связи. Понятно, что главным свойством оптических магистралей является скорость передачи информации.

Нелинейный эффект Керра  накладывает существенные ограничения на достижимую производительность оптических линий связи. Эффект Керра проявляется в зависимости показателя преломления материала оптического волновода от величины мгновенной плотности мощности подводимого оптического излучения (пропорционально квадрату напряженности электрического поля). Таким образом, в оптоволокне, малое сечение сердцевины приводит к высокому значению плотности направленного светового излучения. Что приводит к проявлению нелинейных эффектов, снижающих эффективную длину оптической линии без применения ретрансляторов. Причем, так как ширина импульсов при повышении скорости передачи в оптическом канале уменьшается, устойчивость к нелинейным эффектам в высокоскоростных системах оптической связи снижается.  Поэтому снижение влияния нелинейных эффектов позволит повысить пропускную способность оптических магистралей.

Группа учёных из Bell Labs предложила использовать для увеличения скорости передачи данных на оптоволоконных трансконтинентальных линиях связи метод передачи двух фазовосопряженных волн (PCTW), с последующим когерентным наложением в конце линии передачи. Модулируя пару PCTW с использованием ортогональных поляризаций на той же самой несущей оптического сигнала, с использованием квадратурной фазовой модуляции (QPSK), нелинейные  искажения снижаются более чем на > 8.5 дБ. Возможно, для компенсации дисперсионных нелинейных свойств, потребуется дополнительные предыскажения.

Использование данного метода позволит повысить скорость передачи на оптической линии протяженностью 12800 км до 400Гбит/с. При этом, по утверждению исследователей, отпадет необходимость в специальных регенерационных пунктах (где используется преобразование сигнала из оптического в электрический и обратно), достаточно будет использования оптических усилителей EDFA с интервалом в 80 км.