Ako vieme, od 90. rokov 20. storočia sa technológia WDM WDM používa pre diaľkové optické spojenia stoviek alebo dokonca tisícok kilometrov. Pre väčšinu regiónov krajiny je optická infraštruktúra najdrahším aktívom, zatiaľ čo náklady na komponenty transceivera sú relatívne nízke.
S explóziou dátových rýchlostí v sieťach, ako je 5G, sa však technológia WDM stáva čoraz dôležitejšou aj v spojeniach na krátke vzdialenosti, ktoré sa nasadzujú v oveľa väčších objemoch, a preto sú citlivejšie na náklady a veľkosť zostáv transceiverov.
V súčasnosti sa tieto siete stále spoliehajú na tisíce jednovidových optických vlákien prenášaných paralelne cez kanály priestorového multiplexovania s relatívne nízkymi rýchlosťami prenosu dát nanajvýš niekoľko stoviek Gbit/s (800G) na kanál, s malým počtom možných aplikácie v triede T.
V dohľadnej budúcnosti však koncept spoločnej priestorovej paralelizácie čoskoro dosiahne hranice svojej škálovateľnosti a bude musieť byť doplnený spektrálnou paralelizáciou dátových tokov v každom vlákne, aby sa udržal ďalší nárast rýchlosti prenosu dát. To môže otvoriť úplne nový aplikačný priestor pre technológiu WDM, v ktorej je rozhodujúca maximálna škálovateľnosť, pokiaľ ide o počet kanálov a rýchlosť prenosu dát.
V tomto kontextehrebeňový generátor s optickou frekvenciou (FCG)hrá kľúčovú úlohu ako kompaktný, pevný, viacvlnový svetelný zdroj, ktorý môže poskytnúť veľké množstvo dobre definovaných optických nosičov. Okrem toho je obzvlášť dôležitou výhodou hrebeňov s optickou frekvenciou to, že hrebeňové línie sú vo svojej podstate ekvidistantné vo frekvencii, čím sa zmierňujú požiadavky na medzikanálové ochranné pásma a vyhýba sa frekvenčnému riadeniu, ktoré by bolo potrebné pre jeden riadok v konvenčnej schéme s použitím rad DFB laserov.
Je dôležité poznamenať, že tieto výhody platia nielen pre vysielače WDM, ale aj pre ich prijímače, kde polia diskrétnych lokálnych oscilátorov (LO) môžu byť nahradené jediným hrebeňovým generátorom. Použitie hrebeňových generátorov LO ďalej uľahčuje digitálne spracovanie signálu pre kanály WDM, čím sa znižuje zložitosť prijímača a zvyšuje sa tolerancia fázového šumu.
Okrem toho použitie hrebeňových signálov LO s fázovým blokovaním pre paralelný koherentný príjem dokonca umožňuje rekonštruovať priebeh celého signálu WDM v časovej oblasti, čím sa kompenzujú poruchy spôsobené optickými nelinearitami v prenosovom vlákne. Okrem týchto koncepčných výhod hrebeňového prenosu signálu sú pre budúce WDM transceivery kľúčové aj menšie rozmery a nákladovo efektívna hromadná výroba.
Preto sú medzi rôznymi koncepciami generátora hrebeňových signálov obzvlášť zaujímavé zariadenia s čipovou stupnicou. V kombinácii s vysoko škálovateľnými fotonickými integrovanými obvodmi na moduláciu, multiplexovanie, smerovanie a príjem dátového signálu môžu byť takéto zariadenia kľúčom ku kompaktným, vysoko účinným vysielačom/prijímačom WDM, ktoré možno vyrábať vo veľkých množstvách pri nízkych nákladoch s prenosovými kapacitami až do desiatok. Tbit/s na vlákno.
Nasledujúci obrázok znázorňuje schému vysielača WDM s použitím optického frekvenčného hrebeňa FCG ako zdroja svetla s viacerými vlnovými dĺžkami. Hrebeňový signál FCG je najprv oddelený v demultiplexore (DEMUX) a potom vstupuje do elektrooptického modulátora EOM. Prostredníctvom toho je signál podrobený pokročilej QAM kvadratúrnej amplitúdovej modulácii pre optimálnu spektrálnu účinnosť (SE).
Na výstupe z vysielača sú kanály rekombinované v multiplexeri (MUX) a signály WDM sa prenášajú cez jednovidové vlákno. Na prijímacom konci prijímač multiplexovania s delením vlnovej dĺžky (WDM Rx) používa lokálny oscilátor LO 2. FCG na koherentnú detekciu viacerých vlnových dĺžok. Kanály vstupných signálov WDM sú oddelené demultiplexorom a privádzané do poľa koherentných prijímačov (Coh. Rx). kde frekvencia demultiplexovania lokálneho oscilátora LO sa používa ako fázová referencia pre každý koherentný prijímač. Výkon takýchto WDM spojov samozrejme závisí vo veľkej miere od základného generátora hrebeňového signálu, najmä od šírky optického riadku a optického výkonu na hrebeňový riadok.
Samozrejme, technológia optického frekvenčného hrebeňa je stále vo fáze vývoja a jej aplikačné scenáre a veľkosť trhu sú relatívne malé. Ak dokáže prekonať technické prekážky, znížiť náklady a zlepšiť spoľahlivosť, potom bude možné dosiahnuť aplikácie na úrovni optického prenosu.
Čas odoslania: 21. novembra 2024