După cum știm, încă din anii 1990, tehnologia WDM WDM a fost utilizată pentru legături de fibră optică pe distanțe lungi de sute sau chiar mii de kilometri. Pentru majoritatea regiunilor țării, infrastructura de fibră este cel mai scump activ al său, în timp ce costul componentelor transceiver-ului este relativ scăzut.
Cu toate acestea, odată cu explozia ratelor de date în rețele precum 5G, tehnologia WDM devine din ce în ce mai importantă și în conexiunile pe distanțe scurte, care sunt implementate în volume mult mai mari și, prin urmare, sunt mai sensibile la costul și dimensiunea ansamblurilor transceiver.
În prezent, aceste rețele se bazează în continuare pe mii de fibre optice monomode transmise în paralel prin canale de multiplexare prin diviziune spațială, cu rate de date relativ scăzute de cel mult câteva sute Gbit/s (800G) pe canal, cu un număr mic de posibile aplicații în clasa T.
Cu toate acestea, în viitorul previzibil, conceptul de paralelizare spațială comună va atinge în curând limitele scalabilității sale și va trebui să fie completat de paralelizarea spectrală a fluxurilor de date din fiecare fibră pentru a susține creșteri suplimentare ale ratelor de date. Acest lucru poate deschide un spațiu de aplicații complet nou pentru tehnologia WDM, în care scalabilitatea maximă în ceea ce privește numărul de canale și rata de date este crucială.
În acest context,generatorul de pieptene de frecvență optică (FCG)joacă un rol cheie ca sursă de lumină compactă, fixă, cu mai multe lungimi de undă, care poate furniza un număr mare de purtători optici bine definiti. În plus, un avantaj deosebit de important al pieptenilor de frecvență optică este că liniile de pieptene sunt intrinsec echidistante ca frecvență, relaxând astfel cerințele pentru benzile de gardă între canale și evitând controlul frecvenței care ar fi necesar pentru o singură linie într-o schemă convențională folosind o serie de lasere DFB.
Este important de remarcat faptul că aceste avantaje se aplică nu numai transmițătoarelor WDM, ci și receptoarelor acestora, unde matricele de oscilatoare locale discrete (LO) pot fi înlocuite cu un singur generator de pieptene. Utilizarea generatoarelor LO comb facilitează și mai mult procesarea semnalului digital pentru canalele WDM, reducând astfel complexitatea receptorului și crescând toleranța la zgomot de fază.
În plus, utilizarea semnalelor LO comb cu blocare de fază pentru recepția coerentă în paralel face chiar posibilă reconstruirea formei de undă în domeniul timpului a întregului semnal WDM, compensând astfel deteriorările cauzate de neliniaritățile optice din fibra de transmisie. Pe lângă aceste avantaje conceptuale ale transmisiei semnalului pe bază de pieptene, dimensiunile mai mici și producția de masă rentabilă sunt, de asemenea, cheie pentru viitoarele transceiver WDM.
Prin urmare, printre diferitele concepte de generator de semnal pieptene, dispozitivele la scară de cip prezintă un interes deosebit. Atunci când sunt combinate cu circuite integrate fotonice foarte scalabile pentru modularea, multiplexarea, rutarea și recepția semnalului de date, astfel de dispozitive pot deține cheia unor transceiver WDM compacte și foarte eficiente, care pot fi fabricate în cantități mari la costuri reduse, cu capacități de transmisie de până la zeci. de Tbit/s pe fibră.
Următoarea figură prezintă o schemă a unui transmițător WDM care utilizează un pieptene de frecvență optică FCG ca sursă de lumină cu mai multe lungimi de undă. Semnalul pieptene FCG este mai întâi separat într-un demultiplexor (DEMUX) și apoi intră într-un modulator electro-optic EOM. Prin urmare, semnalul este supus unei modulații avansate de amplitudine în cuadratura QAM pentru o eficiență spectrală optimă (SE).
La ieșirea transmițătorului, canalele sunt recombinate într-un multiplexor (MUX) și semnalele WDM sunt transmise 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 coerentă pe mai multe lungimi de undă. Canalele semnalelor WDM de intrare sunt separate de un demultiplexor și alimentate la matricea coerentă de receptor (Coh. Rx). unde frecvența de demultiplexare a oscilatorului local LO este utilizată ca referință de fază pentru fiecare receptor coerent. Performanța unor astfel de legături WDM depinde în mod evident în mare măsură de generatorul de semnal pieptene de bază, în special de lățimea liniei optice și de puterea optică pe linie 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 tehnice, poate reduce costurile și poate îmbunătăți fiabilitatea, atunci va fi posibil să se realizeze aplicații la nivel de scară în transmisia optică.
Ora postării: 21-nov-2024