Vieme, že od 90. rokov 20. storočia sa technológia multiplexovania s delením vlnovej dĺžky WDM používa pre diaľkové optické spoje v rozsahu stoviek alebo dokonca tisícok kilometrov. Pre väčšinu krajín a regiónov je infraštruktúra optických vlákien ich najdrahším aktívom, zatiaľ čo náklady na komponenty transceivera sú relatívne nízke.
S prudkým rastom rýchlostí sieťového prenosu dát, ako je 5G, sa však technológia WDM stáva čoraz dôležitejšou v spojeniach na krátke vzdialenosti a objem nasadenia krátkych spojení je oveľa väčší, čím sú náklady a veľkosť komponentov transceivera citlivejšie.
V súčasnosti sa tieto siete stále spoliehajú na tisíce jednovidových optických vlákien na paralelný prenos cez priestorové multiplexové kanály a rýchlosť prenosu dát každého kanála je relatívne nízka, nanajvýš len niekoľko stoviek Gbit/s (800G). Úroveň T môže mať obmedzené aplikácie.
Ale v dohľadnej budúcnosti koncept bežnej priestorovej paralelizácie čoskoro dosiahne svoj limit škálovateľnosti a musí byť doplnený o spektrálnu paralelizáciu dátových tokov v každom vlákne, aby sa zachovali ďalšie zlepšenia v rýchlosti prenosu dát. To môže otvoriť úplne nový aplikačný priestor pre technológiu multiplexovania s delením vlnových dĺžok, kde je rozhodujúca maximálna škálovateľnosť počtu kanálov a dátovej rýchlosti.
V tomto prípade môže frekvenčný hrebeňový generátor (FCG) ako kompaktný a pevný viacvlnový svetelný zdroj poskytnúť veľké množstvo dobre definovaných optických nosičov, čím zohráva kľúčovú úlohu. Okrem toho je obzvlášť dôležitou výhodou hrebeňa s optickou frekvenciou to, že hrebeňové línie sú v podstate rovnako vzdialené vo frekvencii, čo môže zmierniť požiadavky na medzikanálové ochranné pásma a vyhnúť sa frekvenčnému riadeniu požadovanému pre jednotlivé línie v tradičných schémach využívajúcich laserové polia DFB.
Treba poznamenať, že tieto výhody nie sú aplikovateľné len na vysielač multiplexovania s delením vlnovej dĺžky, ale aj na jeho prijímač, kde pole diskrétnych lokálnych oscilátorov (LO) môže byť nahradené jediným hrebeňovým generátorom. Použitie LO hrebeňových generátorov môže ďalej uľahčiť digitálne spracovanie signálu v kanáloch multiplexovania s delením vlnovej dĺžky, čím sa zníži zložitosť prijímača a zlepší sa tolerancia fázového šumu.
Okrem toho, použitie LO hrebeňových signálov s funkciou fázového zámku pre paralelný koherentný príjem môže dokonca rekonštruovať priebeh v časovej oblasti celého multiplexného signálu delenia vlnovej dĺžky, čím sa kompenzuje poškodenie spôsobené optickou nelinearitou prenosového vlákna. Okrem koncepčných výhod založených na prenose hrebeňového signálu sú kľúčovými faktormi pre budúce transceivery s delením vlnových dĺžok aj menšia veľkosť a ekonomicky efektívna výroba vo veľkom meradle.
Preto sú medzi rôznymi koncepciami generátora hrebeňového signálu obzvlášť pozoruhodné zariadenia na úrovni čipu. V kombinácii s vysoko škálovateľnými fotonickými integrovanými obvodmi na moduláciu, multiplexovanie, smerovanie a príjem dátového signálu sa takéto zariadenia môžu stať kľúčom ku kompaktným a účinným vysielačom/prijímačom s delením vlnovej dĺžky, ktoré možno vyrábať vo veľkých množstvách pri nízkych nákladoch s prenosovou kapacitou desiatok Tbit/s na vlákno.
Na výstupe vysielacieho konca je každý kanál rekombinovaný cez multiplexer (MUX) a multiplexný signál s delením vlnovej dĺžky sa prenáša cez jednovidové vlákno. Na prijímacom konci prijímač multiplexovania s delením vlnovej dĺžky (WDM Rx) používa lokálny oscilátor LO druhého FCG na detekciu interferencie s viacerými vlnovými dĺžkami. Kanál vstupného signálu multiplexovania s delením vlnovej dĺžky je oddelený demultiplexorom a potom poslaný do koherentného poľa prijímača (Coh. Rx). Spomedzi nich sa ako fázová referencia pre každý koherentný prijímač používa frekvencia demultiplexovania lokálneho oscilátora LO. Výkon tohto multiplexného spojenia s delením vlnovej dĺžky samozrejme do značnej miery závisí od základného generátora hrebeňového signálu, najmä od šírky svetla a optickej sily každého hrebeňového vedenia.
Samozrejme, technológia optického frekvenčného hrebeňa je stále vo fáze vývoja a jej aplikačné scenáre a veľkosť trhu sú relatívne malé. Ak dokáže prekonať technologické prekážky, znížiť náklady a zlepšiť spoľahlivosť, môže dosiahnuť rozsah aplikácií v optickom prenose.
Čas odoslania: 19. decembra 2024