<h2></h2>
<p>
   
Pri prenose signálu cez optické vlákno pôsobia na signál nelineárne
vplyvy ako sú Brillouinov rozptyl, vlastná fázová modulácia, Ramanov
rozptyl a štvorvlnové zmiešavanie FWM. Na elimináciu týchto vplyvov
treba pri prenose zapojiť rôzne metódy. Brillouinov rozptyl sa dá
relatívne jednoducho potlaÄiť pomocou frekvenÄného kolísania (frequency
dithering) v laserovom zdroji. Vlastná fázová modulácia (self-phase
modulation) nevplýva významnou mierou na degradáciu signálu a môže byť
zanedbaná. Vo WDM systémoch však štvorvlnové zmiešavanie môže znižovať
energiu WDM signálu a produkovať neželané spektrálne zložky, Äo môže
vyústiť do úplnej degradácie signálu. Štvorvlnové zmiešavanie nastane v
regióne vlnových dĺžok s nulovou chromatickou disperziou kvôli ľahšiemu
fázovému prispôsobeniu. Preto sa musí pri projektovaní WDM systému
vybrať na prenos región, ktorý má koneÄnú a nenulovú chromatickú
disperziu. Avšak voľba regiónu s nenulovou chromatickou disperziou má
za následok zvýšenie medzisymbolovej interferencie ISI - rozširovanie
impulzov. Oproti štvorvlnovému zmiešavaniu však chromatická disperzia
spôsobuje oveľa menšie problémy. Navyše si musíme uvedomiť, že
disperzia je lineárny efekt, ktorého úÄinky sú reverzibilné.
Štvorvlnové zmiešavanie FWM je naopak nelineárny efekt, kvôli ktorému
sa pôvodný signál už obnoviť nedá. Technológia 40Gbit/s je úzko spätá s
technológiou vlnovo-dĺžkového deleného multiplexu WDM, preto sa tieto
obmedzenia týkajú aj jej nadsadenia.<br />
   
Na druhú stranu, chromatická disperzia nesmie byť natoľko veľká, aby
znemožnila diaľkové prenosy. Pri rýchlostiach 40Gbit/s, by veľká
disperzia mohla znamenať úplnú degradáciu signálu. Vlákna s nenulovou,
posunutou disperziou NZDSF poskytujú koneÄnú disperziu približne do
4ps/nm.km v regióne od 1540 do 1560 nm. Na tomto mieste treba
poznamenať, že pri nižších prenosových rýchlostiach spôsobovala
najväÄšie problémy práve chromatická disperzia vlákna. Preto sa vo
veľkej miere tlaÄilo na výrobu vlákien s posunutou disperziou DSF
(dispersion shifted fiber), ktoré majú nulovú disperziou pri vlnovej
dĺžke 1550 nm. Z tohoto dôvodu nie sú tieto vlákna vhodné pre nasadenie
WDM systémov s technológiou 40Gbit/s. Toto môže spôsobovať problémy
operátorom, ktorí už takéto vlákna inštalovali.</p>
<h3>
Obmedzenia vplyvom chromatickej disperzie</h3>
<p>
Svetelné impulzy reprezentujú informáciu a každý z nich má presne
definovanú spektrálnu hustotu. Vnútornou vlastnosťou optického vlákna
je rozdielna vlnová dĺžka sa bude šíriť rôznymi rýchlosťami, Äo má za
následok chromatickú disperziu CD (Chromatic Dispersion) a polarizaÄnej
disperzie PMD (Polarization Mode Dispersion). KeÄže v prírode je takýto
jav bežný, prišlo sa aj na riešenie CD.<br />
Ku chromatickej disperzií dochádza vtedy, ak rýchlosť svetla v optickom
vlákne je závislá od vlnovej dĺžky. Prakticky nepriamo závisí od
mocniny prenosovej rýchlosti. Pri 10 Gbit/s je limit 1200 psec/nm, Äo
zodpovedá 70 km štandardného jednovidového vlákna. Ale pre 40 Gbit/s je
limit 75 psec, Äo je 4.4 km vlákna resp. 19 km nedisperzného vlákna
NDZF (Non-zero Dispersion Shifted Fiber). Pri oÄakávanej prenosovej
vzdialenosti 500 km bude celková disperzia 8500 psec/nm pre SMF a okolo
2000 psec/nm NZDF vlákno. Preto môžu nastať len malé chyby pri
kompenzácií a to okolo 1% pre SMF a 4% pre NZDF. Kompenzácia sa
uskutoÄňuje pomocou modulov oznaÄovaných DCM (Dispersion Compensation
Modules). Sú vytvorené z cievky na ktorej je namotané vlákno s
negatívnou disperziou. Čo nám na opaÄnej strane prináša neopraviteľnú
disperziu a disperzné nezrovnalosti v tvare disperznej krivky. Terajšie
systémy DCM bola hodnota 170 psec/nm s reziduálnou disperziou 85
psec/nm a hodnota nezrovnalostí v tvare disperznej krivky pre SMF 0.05
psec/nm2 na km, 0.11 psec/nm2 na km pre NZDF a -0.3 psec/nm2 pre DCM.<br />
Napriek tomu, že šum siete je priamo kolerovaný s prenosovou
rýchlosťou, tak prijímaÄ zozbiera všetok optický aj elektrický šum do
kompenzátora disperzie DC (dispersion compensator). Preto podľa
skúseností, prijímaÄe pre 40 Gbit/s majú o 6 dB viac šumu ako 10 Gbit/s
a o 12 dB viac ako 2.5 Gbit/s prijímaÄe. </p>
<p>
Na nasledujúcom krátkom príklade by sme ukázali rôzne vplyvy na OSNR.
Tabuľka o veľkosti SNR pre jednotlivé prenosové rýchlosti, typické 0.1
nm optické pásmo, výsledky obsahujú  9 dB rezervu pre teplotný
šum, starnutie vlákna, šum, ISI – medzisymbolovú interferenciu,
prebudenie zosilňovaÄa. Hodnoty sú empirické!</p>
<p align="center">
<img src="graf_tab/prehlad_snr.jpg" border="0" alt="Prehlad SNR" title="Prehlad SNR" /></p>
<p>
Príklad výpoÄtu OSNR pre 40 Gbit/s:</p>
<p align="center">
<img src="vzorce/osnr.jpg" border="0" alt="V�pocet OSNR" title="V�pocet OSNR" /></p>
<p>Poznámky:</p>
<ul>
<li>5x100 km intervalov s 25 dB útlmom na interval (Lspan),</li>
<li>poÄet optických zosilňovaÄov 6 (N, vrátane predzosilňovaÄa a
zosilňovaÄa),</li>
<li>kanálov 32 (M, L pásmo s 200 GHz odstupom),</li>
<li>6 dB šum (NF - Noise Figure),</li>
<li>23 dBm výstup optického zosilňovaÄa (Ptot),</li>
<li>10 dB raman zosilňovaÄ (GRaman) </li>
<li>0.5 dB zvlnenie (R)</li>
</ul>
<p>Celkový SNR = 33.6 dB.</p>
<h3>Obmedzenia vplyvom PMD</h3>
<p>
Pri diskusiách o optickej prenosovej technológii 10Gbit/s v polovici
90-tych rokov prevládal názor, že disperzia prenášaných svetelných
impulzov znemožní prenášať dáta vyššími rýchlosťami na existujúcich
optických vláknach. Medzi limitujúce faktory, s ktorými sa musia
výrobcovia vysoko-rýchlostných optických technológií vysporiadať patria:</p>
<ul>
<li>chromatická disperzia,</li>
<li>polarizaÄná módová disperzia PMD (polarization-mode dispersion),</li>
<li>tlmenie,</li>
<li>optický odstup signál-šum,</li>
<li>nelinearity vlákna.</li>
</ul>
<p>
Pri riešení jednotlivých problémov narazíme na fakt, že všetky faktory
vyžadujú istý kompromis. OEM výrobcovia dodnes diskutujú, ktorý z
týchto faktorov je najpálÄivejším problémom. <br />
   
Corvis, Ciena, Nortel, Startups Innovance, Solinet a PhotonEx považujú
PMD za hlavnú otázku v 40-Gbit/s sieťach. Každý sveteľný impulz ako
súÄasť elektromagnetického spektra je spojený s magnetickým a
elektrickým poľom. Pre daný sveteľný lúÄ existujú obidve tieto zložky,
ktoré sa šíria v kolmých rovinách. </p>
<p align="center">
<img src="schemy/sirenie_vlny.jpg" border="0" alt="��renie elektromagnetickej vlny" title="��renie elektromagnetickej vlny" /></p>
<p>
Svetlo emitované z lasera pozostáva z mnohých individuálnych sveteľných
vĺn, ktoré majú vlastné elektrické a magnetické pole pootoÄená v
rôznych smeroch. Pre každú vlnu však platí, že jej samostatné zložky sú
kolmé. Takéto svetlo sa nazýva nepolarizované. Pri ideálnych
podmienkach sa obidve zložky prenášajú rovnakou rýchlosťou a
prekonávajú rovnako dlhú dráhu. Avšak ak sa jednotlivé zložky (roviny)
prenášajú rôznou rýchlosťou, sveteľné impulzy sa rozširujú natoľko, že
sa môžu prekrývať. Tento efekt sa prejavuje ak sa v jadre optického
vlákna Äasto vyskytujú oblasti, ktoré nie sú perfektne valcové.
Výsledkom je zvýšená chybovosť v prijímaÄi.<br />
PMD je náhodný jav spôsobený nedokonalou symetriou a premenlivým
mechanickým napätiam, ktoré znáša vlákno. Preto sa PMD meria ako
priemerná hodnota v Äasovom intervale. Táto náhodnosť je dôvodom, pre
ktorý sa PMD dá kompenzovať len s veľkou obtiažnosťou. PMD sa stala
významným problémom pri prenosových rýchlostiach 40Gbit/s.<br />
Vyššie uvedení OEM výrobcovia však považujú za veľmi závažný aj problém
chromatickej disperzie. Chromatická disperzia spôsobuje hlavne problémy
ak sa vo vlákne využíva viacero kanálov. Mnoho operátorov však ani
nevie o existencii dvoch rôznych typov disperzie.<br />
Ďalej je potrebné k tomu prirátať dvojlomnosť konektorov a DWDM
komponentov, a tá ešte môže kolísať vplyvom teploty. PMD tolerancia 10
Gbit/s systému v 12.5 GHz pásme je 16 psec. 40 Gbit/s systému v 50 GHz
pásme je len 4 psec. Citlivosť na PMD sa zvyšuje s mocninou množstva
údajov prenesených v Äase. Preto je potrebne pre túto technológiu
vytvoriť PMD kompenzátor. Momentálne používané metódy kompenzácie
chromatickej disperzie nie sú postaÄujúce a je potrebne vytvoriť
dynamické metódy kompenzácie.<br />
Pre jednovidové vlákna - SMF je dvojlomnosť špecifikovaná medzi 0.5 až
2 psec/km a pre nové typy vlákien max 0.5, ale priemerne 0.1 až 0.2
psec/km. Takže pre 500 km vlákno je to okolo 2 až 4 psec PMD. Čo pre 40
Gbit/s, kde impulz trvá 25 psec pre NRZ, 15 psec pre RZ predstavuje PMD
8 - 16% z NRZ a 13 - 26% pre RZ, preto je aj kompenzácia PMD veľmi
podstatná. [1]</p>
<h3>
Manažment disperzie</h3>
<p>
Jednou z najväÄších otázok do budúcnosti je, ako poskytnúť manažment
disperzie v prijateľných cenových reláciách. Jednoduché riešenia sú už
dostupné v podobe vlákien kompenzujúcich disperziu DCF dodávané firmami
Lucent a Corning. Zariadenia urÄené na kompenzáciu disperzie sa
obmedzujú len na kompenzátory chromatickej disperzie a kompenzátory
sklonu disperznej krivky. Chromatická disperzia sa typicky rieši
pomocou bloku DCF zaradeného za zosilňovaÄom. PMD disperzia je
zmierňovaná jedine pokládkou nových a kvalitnejších vlákien, aj keÄ na
trh sa už dostávajú aj iné riešenia. DCF tak ostáva hlavnou oporou pri
riešení problémov disperzie v existujúcich systémoch 2.5Gbit/s a
10Gbit/s.</p>