The next generation of systems depl

The next generation of systems deployed starting around 1984 used single-mode
fiber as a means of eliminating intermodal dispersion, along with MLM Fabry-Perot
lasers in the 1.3 #m wavelength band. Single-mode fiber has a relatively small core
diameter of about 8 to 10 #m, which is a small multiple of the operating wavelengtrange of the light signal. This forces all the energy in a light signal to travel in the
form of a single mode. Using single-mode fiber effectively eliminated intermodal
dispersion and enabled a dramatic increase in the bit rates and distances possible
between regenerators. These systems typically had regenerator spacings of about
40 km and operated at bit rates of a few hundred megabits per second. At this point,
the distance between regenerators was limited primarily by the fiber loss.
The next step in this evolution in the late 1980s was to deploy systems in the
1.55 t~m wavelength window to take advantage of the lower loss in this window,
relative to the 1.3/zm window. This enabled longer spans between regenerators. At
this point, another impairment, namely, chromatic dispersion, started becoming a
limiting factor as far as increasing the bit rates was concerned. Chromatic dispersion
is another form of dispersion in optical fiber (we looked at intermodal dispersion
earlier). As we saw in Section 1.7, the energy in a light signal or pulse has a finite
bandwidth. Even in a single-mode fiber, the different frequency components of a pulse
propagate with different speeds. This is due to the fundamental physical properties
of the glass. This effect again causes a smearing of the pulse at the output, just as with
intermodal dispersion. The wider the spectrum of the pulse, the more the smearing
due to chromatic dispersion. The chromatic dispersion in an optical fiber depends on
the wavelength of the signal. It turns out that without any special effort, the standard
silica-based optical fiber has essentially no chromatic dispersion in the 1.3/~m band,
but has significant dispersion in the 1.55/zm band. Thus chromatic dispersion was
not an issue in the earlier systems at 1.3/zm.
The high chromatic dispersion at 1.55/zm motivated the development of
dispersion-shifted fiber. Dispersion-shifted fiber is carefully designed to have zero
dispersion in the 1.55/zm wavelength window so that we need not worry about
chromatic dispersion in this window. However, by this time there was already a large
installed base of standard single-mode fiber deployed for which this solution could
not be applied. Some carriers, particularly NTT in Japan and MCI (now part of
Worldcom) in the United States, did deploy dispersion-shifted fiber.
At this time, researchers started looking for ways to overcome chromatic disper-
sion while still continuing to make use of standard fiber. The main technique that
came into play was to reduce the width of the spectrum of the transmitted pulse.
As we saw earlier, the wider the spectrum of the transmitted pulse, the greater the
smearing due to chromatic dispersion. The bandwidth of the transmitted pulse is at
least equal to its modulation bandwidth. On top of this, however, the bandwidth
may be determined entirely by the width of the spectrum of the transmitter used.
The MLM Fabry-Perot lasers, as we said earlier, emitted over a fairly wide spectrum
of several nanometers (or, equivalently, hundreds of gigahertz), which is much larger
than the modulation bandwidth of the signal itself. If we reduce the spectrum of the
transmitted pulse to something close to its modulation bandwidth, the penalty due to chromatic dispersion is significantly reduced. This motivated the development of
a laser source with a narrow spectral widthmthe distributed-feedback (DFB) laser.
A DFB laser is an example of a single-longitudinal mode (SLM) laser. An SLM
laser emits a narrow single-wavelength signal in a single spectral line, in contrast
to MLM lasers whose spectrum consists of many spectral lines. This technological
breakthrough spurred further increases in the bit rate to more than 1 Gb/s.

Kết quả (Việt) 1:

Thế hệ tiếp theo của hệ thống được triển khai bắt đầu từ khoảng năm 1984 sử dụng single-mode chất xơ như một phương tiện để loại bỏ phân tán intermodal, cùng với MLM Fabry-Perot laser trong ban nhạc bước sóng 1.3 #m. Quang Single-mode có một lõi tương đối nhỏ đường kính khoảng 8-10 #m, mà là một nhiều nhỏ của wavelengtrange hoạt động của các tín hiệu ánh sáng. Điều này buộc tất cả năng lượng trong một tín hiệu ánh sáng đi du lịch ở các hình thức của một chế độ duy nhất. Sử dụng chế độ đơn chất xơ có hiệu quả loại bỏ intermodal phân tán và cho phép một sự gia tăng đáng kể trong tỷ lệ bit và khoảng cách xa nhất có thể giữa các regenerators. Các hệ thống này thường có cứng regenerator spacings của khoảng 40 km và hoạt động ở tỷ lệ bit của một vài trăm megabits/giây. Tại thời điểm này, khoảng cách giữa các regenerators được giới hạn chủ yếu là do sự mất mát chất xơ. Bước tiếp theo trong sự tiến hóa này trong cuối thập niên 1980 đã triển khai các hệ thống trong các 1.55 t ~ m bước sóng cửa sổ để tận dụng lợi thế của sự mất mát thấp hơn trong cửa sổ này, so với các cửa sổ 1.3/zm. Điều này cho phép kéo dài lâu hơn giữa các regenerators. Tại thời điểm này, một suy giảm, cụ thể là, màu phân tán, bắt đầu trở thành một hạn chế các yếu tố như xa như tăng tỷ lệ bit là có liên quan. Chromatic phân tán một hình thức phân tán trong sợi quang (chúng tôi nhìn intermodal phân tán trước đó). Như chúng ta đã thấy trong phần 1.7, năng lượng trong một tín hiệu ánh sáng hoặc xung có một hữu hạn băng thông. Ngay cả trong một quang single-mode, thành phần tần số khác nhau của một xung tuyên truyền với tốc độ khác nhau. Điều này là do tính chất vật lý cơ bản thủy tinh. Hiệu ứng này lại gây ra một bôi xấu của nhịp tim lúc đầu ra, chỉ cần như với Intermodal phân tán. Các rộng lớn hơn trong quang phổ xung, việc thêm các bôi xấu do màu phân tán. Màu phân tán trong một sợi quang phụ thuộc vào Các bước sóng của tín hiệu. Nó chỉ ra rằng nếu không có bất kỳ nỗ lực đặc biệt, tiêu chuẩn silica dựa trên sợi quang đã về cơ bản là không có sự phân tán màu trong 1.3 / ~ m ban nhạc, nhưng đáng kể phân tán trong ban nhạc 1,55/zm. Như vậy phân tán chromatic không phải là một vấn đề trong các hệ thống trước đó tại 1.3/zm. Phân tán chromatic cao tại 1,55/zm thúc đẩy sự phát triển của chuyển sang phân tán sợi. Chuyển sang phân tán sợi này được thiết kế để có zero phân tán trong cửa sổ 1,55/zm bước sóng vì vậy mà chúng ta cần không phải lo lắng về màu phân tán trong cửa sổ này. Tuy nhiên, tới thời điểm này đã có một lượng lớn Các cơ sở cài đặt tiêu chuẩn đơn-chế độ chất xơ được triển khai cho giải pháp này có thể không được áp dụng. Một số tàu sân bay, đặc biệt là NTT ở Nhật bản và MCI (bây giờ là một phần của WorldCom) ở Hoa Kỳ, đã triển khai dịch chuyển phân tán sợi. Tại thời điểm này, các nhà nghiên cứu đã bắt đầu tìm kiếm cách để vượt qua chromatic disper- Sion trong khi vẫn tiếp tục làm cho việc sử dụng của chất xơ tiêu chuẩn. Kỹ thuật chính mà đi vào chơi là giảm chiều rộng của phổ truyền xung. Như chúng ta đã thấy trước đó, các rộng hơn trong quang phổ của các truyền xung, lớn hơn các bôi xấu do màu phân tán. Băng thông của xung truyền là ít nhất bằng băng thông điều chế của nó. Ngày đầu này, Tuy nhiên, băng thông có thể được xác định hoàn toàn bởi chiều rộng của quang phổ của các truyãön được sử dụng. Laser MLM Fabry-Perot, như chúng tôi đã nói trước đó, phát ra trên một phổ khá rộng một vài nanometers (hoặc tương đương, hàng trăm gigahertz), mà là lớn hơn nhiều so với băng thông điều chế tín hiệu riêng của mình. Nếu chúng tôi giảm trong quang phổ của các truyền xung một cái gì đó gần với băng thông điều chế, hình phạt do màu phân tán được giảm đáng kể. Điều này thúc đẩy sự phát triển của nguồn laser với một laser phân phối-thông tin phản hồi (DFB) widthmthe quang phổ hẹp. DFB laser là một ví dụ về một chế độ dọc đơn (SLM) laser. Một SLM laser phát ra một tín hiệu duy nhất bước sóng hẹp trong một dòng quang phổ, ngược lại để MLM laser quang phổ mà bao gồm nhiều các vạch quang phổ. Công nghệ này đột phá thúc đẩy hơn nữa làm tăng tỷ lệ bit đến hơn 1 Gb/s.

Kết quả (Việt) 2:

Thế hệ tiếp theo của hệ thống được triển khai bắt đầu từ khoảng năm 1984 sử dụng chế độ single-
xơ như một biện pháp loại bỏ sự phân tán đa phương, cùng với MLM Fabry-Perot
laser trong dải bước sóng 1,3 #p. Single-mode sợi có lõi tương đối nhỏ
đường kính khoảng 8-10 #p, đó là một bội số nhỏ của wavelengtrange điều hành của tín hiệu ánh sáng. Điều này buộc tất cả năng lượng trong một tín hiệu ánh sáng đi du lịch trong các
hình thức của một chế độ duy nhất. Sử dụng chế độ single-xơ có hiệu quả loại bỏ đa phương
phân tán và kích hoạt một sự gia tăng đáng kể trong tỷ lệ bit và khoảng cách có thể
giữa regenerators. Những hệ thống này thường có spacings regenerator khoảng
40 km và vận hành ở tốc độ bit của một vài trăm Mbps. Tại thời điểm này,
khoảng cách giữa regenerators được giới hạn chủ yếu bởi sự mất mát chất xơ.
Bước tiếp theo trong quá trình tiến hóa này vào cuối những năm 1980 đã triển khai các hệ thống trong
1,55 t ~ cửa sổ m bước sóng để tận dụng lợi thế của sự mất mát thấp hơn trong cửa sổ này,
tương đối vào cửa sổ 1.3 / ZM. Điều này cho phép kéo dài lâu hơn giữa regenerators. Tại
thời điểm này, một suy giảm, cụ thể là, màu sắc phân tán, bắt đầu trở thành một
yếu tố hạn chế như xa như tăng tốc độ bit là có liên quan. Phân tán màu sắc
là một hình thức phân tán trong sợi quang (chúng tôi nhìn đa phương phân tán
trước đó). Như chúng ta đã thấy tại mục 1.7, năng lượng trong một tín hiệu ánh sáng hoặc xung có hữu hạn
băng thông. Ngay cả trong một sợi đơn mode, các thành phần tần số khác nhau của một xung
tuyên truyền với tốc độ khác nhau. Điều này là do các tính chất vật lý cơ bản
của kính. Hiệu ứng này lại gây ra một nhòe của xung tại đầu ra, cũng như với
sự phân tán đa phương. Các quang phổ của xung rộng hơn, càng nhòe
do tán sắc màu. Các phân tán sắc trong sợi quang phụ thuộc vào
bước sóng của tín hiệu. Nó chỉ ra rằng không có bất kỳ nỗ lực đặc biệt, tiêu chuẩn
sợi quang silica dựa trên chủ yếu không có tán sắc trong / ~ m ban nhạc 1.3,
nhưng có sự phân tán đáng kể trong các ban nhạc 1,55 / ZM. Như vậy phân tán sắc là
không phải là một vấn đề trong hệ thống trước đó là 1.3 / ZM.
Các phân tán sắc cao 1,55 / ZM thúc đẩy sự phát triển của
sợi tán sắc dịch chuyển. Sợi tán sắc dịch chuyển được thiết kế cẩn thận để có số không
phân tán trong các cửa sổ bước sóng 1,55 / ZM để chúng ta không cần phải lo lắng về
sự tán sắc màu trong cửa sổ này. Tuy nhiên, do thời gian này đã có một lượng lớn
cơ sở lắp đặt tiêu chuẩn sợi đơn mode triển khai mà giải pháp này có thể
không được áp dụng. Một số hãng, đặc biệt là NTT ở Nhật Bản và MCI (nay là một phần của
Worldcom) tại Hoa Kỳ, đã triển khai sợi tán sắc dịch chuyển.
Tại thời điểm này, các nhà nghiên cứu bắt đầu tìm cách để vượt qua disper- chromatic
sion trong khi vẫn tiếp tục sử dụng các tiêu chuẩn chất xơ. Các kỹ thuật chính mà
đi vào chơi là để giảm chiều rộng của quang phổ của xung truyền đi.
Như chúng ta đã thấy trước đó, càng rộng phổ của xung truyền đi, càng
nhòe do tán sắc màu. Băng thông của xung truyền là tại
ít nhất bằng với băng thông điều chế của nó. Ngày đầu này, tuy nhiên, băng thông
có thể được xác định hoàn toàn bởi độ rộng của quang phổ của máy phát được sử dụng.
Những laser MLM Fabry-Perot, như chúng tôi đã nói trước đó, phát ra trên một phổ khá rộng
của một vài nanomet (hoặc tương đương, hàng trăm gigahertz), mà là lớn hơn nhiều
so với băng thông điều chế của tín hiệu riêng của mình. Nếu chúng ta làm giảm quang phổ của
xung truyền đến một cái gì đó gần với băng thông điều chế của nó, hình phạt do phân tán màu được giảm đáng kể. Điều này thúc đẩy sự phát triển của
một nguồn laser với một quang phổ widthmthe phân phối thông tin phản hồi (DFB) laser hẹp.
Một laser DFB là một ví dụ của một chế độ đơn dọc (SLM) laser. Một SLM
tia laser phát ra một tín hiệu duy nhất bước sóng hẹp trong một dòng quang phổ duy nhất, trái ngược
với laser MLM mà phổ gồm nhiều vạch quang phổ. Công nghệ này
mang tính đột phá thúc đẩy tăng cao hơn tốc độ bit cho hơn 1 Gb / s.