Știm că încă din anii 1990, tehnologia de multiplexare cu divizare a lungimii de undă WDM a fost utilizată pentru legăturile de fibră optică pe distanțe lungi care se întind pe sute sau chiar mii de kilometri. Pentru majoritatea țărilor și regiunilor, infrastructura cu fibră optică este cel mai scump activ al lor, în timp ce costul componentelor transceiver-ului este relativ scăzut.
Cu toate acestea, odată cu creșterea explozivă a ratelor de transmisie a datelor din rețea, cum ar fi 5G, tehnologia WDM a devenit din ce în ce mai importantă în legăturile pe distanțe scurte, iar volumul de implementare a legăturilor scurte este mult mai mare, făcând costul și dimensiunea componentelor transceiver mai sensibile.
În prezent, aceste rețele se bazează în continuare pe mii de fibre optice monomod pentru transmisia paralelă prin canale de multiplexare a diviziunii spațiale, iar rata de date a fiecărui canal este relativ scăzută, cel mult doar câteva sute de Gbit/s (800G). Nivelul T poate avea aplicații limitate.
Dar, în viitorul previzibil, conceptul de paralelizare spațială obișnuită își va atinge în curând limita de scalabilitate și trebuie completat de paralelizarea spectrului de fluxuri de date în fiecare fibră pentru a menține îmbunătățiri suplimentare ale ratelor de date. Acest lucru poate deschide un spațiu de aplicații complet nou pentru tehnologia de multiplexare cu divizare a lungimii de undă, unde scalabilitatea maximă a numărului de canale și a ratei de date este crucială.
În acest caz, generatorul de pieptene de frecvență (FCG), ca sursă de lumină compactă și fixă cu mai multe lungimi de undă, poate furniza un număr mare de purtători optici bine definiti, jucând astfel un rol crucial. În plus, un avantaj deosebit de important al pieptenelor de frecvență optică este că liniile de pieptene sunt în esență echidistante ca frecvență, ceea ce poate relaxa cerințele pentru benzile de protecție între canale și poate evita controlul frecvenței necesar pentru liniile unice în schemele tradiționale care utilizează rețele laser DFB.
Trebuie remarcat faptul că aceste avantaje nu sunt aplicabile numai transmițătorului de multiplexare cu diviziune a lungimii de undă, ci și receptorului acestuia, unde matricea de oscilatori locale discrete (LO) poate fi înlocuită cu un singur generator de pieptene. Utilizarea generatoarelor de pieptene LO poate facilita în continuare procesarea semnalului digital în canalele de multiplexare cu diviziune a lungimii de undă, reducând astfel complexitatea receptorului și îmbunătățind toleranța la zgomot de fază.
În plus, utilizarea semnalelor LO comb cu funcție de fază blocată pentru recepție paralelă coerentă poate chiar reconstrui forma de undă în domeniul timpului a întregului semnal de multiplexare a diviziunii lungimii de undă, compensând astfel daunele cauzate de neliniaritatea optică a fibrei de transmisie. Pe lângă avantajele conceptuale bazate pe transmisia semnalului de tip pieptene, dimensiunile mai mici și producția la scară largă eficientă din punct de vedere economic sunt, de asemenea, factori cheie pentru viitoarele emițătoare-receptoare cu multiplexare cu diviziune a lungimii de undă.
Prin urmare, printre diferitele concepte de generator de semnal pieptene, dispozitivele la nivel de cip sunt deosebit de demne de remarcat. Atunci când sunt combinate cu circuite integrate fotonice extrem de scalabile pentru modularea, multiplexarea, rutarea și recepția semnalului de date, astfel de dispozitive pot deveni cheia pentru transceiver-uri multiplexare cu divizare a lungimii de undă compacte și eficiente, care pot fi fabricate în cantități mari la costuri reduse, cu o capacitate de transmisie de zeci de Tbit/s per fibră.
La ieșirea de la capătul de trimitere, fiecare canal este recombinat printr-un multiplexor (MUX), iar semnalul de multiplexare a diviziunii în lungime de undă este transmis prin fibră monomod. La capătul de recepție, receptorul de multiplexare cu diviziune a lungimii de undă (WDM Rx) folosește oscilatorul local LO al celui de-al doilea FCG pentru detectarea interferenței cu mai multe lungimi de undă. Canalul semnalului de multiplexare cu divizare a lungimii de undă de intrare este separat de un demultiplexor și apoi trimis la o matrice coerentă de receptor (Coh. Rx). Printre acestea, frecvența de demultiplexare a oscilatorului local LO este utilizată ca referință de fază pentru fiecare receptor coerent. Performanța acestei legături de multiplexare cu diviziune a lungimii de undă depinde în mod evident în mare măsură de generatorul de semnal de bază, în special de lățimea luminii și puterea optică a fiecărei linii de pieptene.
Desigur, tehnologia pieptenelor de frecvență optică este încă în stadiu de dezvoltare, iar scenariile de aplicare și dimensiunea pieței sunt relativ mici. Dacă poate depăși blocajele tehnologice, reduce costurile și îmbunătățește fiabilitatea, poate atinge aplicații la nivel de scară în transmisia optică.
Ora postării: 19-12-2024