Znamo da se od 1990-ih WDM tehnologija multipleksiranja s valnom podjelom koristi za optičke veze na velike udaljenosti koje se protežu stotinama ili čak tisućama kilometara. Za većinu zemalja i regija, optička infrastruktura je njihova najskuplja imovina, dok je cijena komponenti primopredajnika relativno niska.
Međutim, s eksplozivnim rastom brzina prijenosa podataka u mreži poput 5G, WDM tehnologija postala je sve važnija u vezama kratkih udaljenosti, a obujam implementacije kratkih veza je mnogo veći, što čini cijenu i veličinu komponenti primopredajnika osjetljivijima.
Trenutno se ove mreže još uvijek oslanjaju na tisuće jednomodnih optičkih vlakana za paralelni prijenos putem kanala prostornog multipleksiranja, a brzina prijenosa podataka svakog kanala je relativno niska, najviše samo nekoliko stotina Gbit/s (800G). T-razina može imati ograničenu primjenu.
No u doglednoj budućnosti, koncept obične prostorne paralelizacije uskoro će dosegnuti svoju granicu skalabilnosti i morat će se nadopuniti spektralnom paralelizacijom podatkovnih tokova u svakom vlaknu kako bi se održala daljnja poboljšanja brzina prijenosa podataka. To bi moglo otvoriti potpuno novi prostor primjene za tehnologiju multipleksiranja s valnom podjelom, gdje je maksimalna skalabilnost broja kanala i brzine prijenosa podataka ključna.
U ovom slučaju, generator frekvencijskog češlja (FCG), kao kompaktni i fiksni izvor svjetlosti s više valnih duljina, može osigurati veliki broj dobro definiranih optičkih nositelja, igrajući tako ključnu ulogu. Osim toga, posebno važna prednost optičkog frekvencijskog češlja je ta što su linije češlja u biti jednako udaljene po frekvenciji, što može ublažiti zahtjeve za međukanalne zaštitne pojaseve i izbjeći kontrolu frekvencije potrebnu za pojedinačne linije u tradicionalnim shemama koje koriste DFB laserske nizove.
Treba napomenuti da se ove prednosti ne odnose samo na odašiljač s multipleksiranjem valne duljine, već i na njegov prijemnik, gdje se niz diskretnih lokalnih oscilatora (LO) može zamijeniti generatorom s jednim češljem. Korištenje LO generatora s češljem može dodatno olakšati digitalnu obradu signala u kanalima multipleksiranja valne duljine, čime se smanjuje složenost prijemnika i poboljšava tolerancija faznog šuma.
Osim toga, korištenje LO češljastih signala s funkcijom fazno zaključavanja za paralelni koherentni prijem može čak rekonstruirati valni oblik vremenske domene cijelog signala multipleksiranja valne duljine, čime se kompenzira oštećenje uzrokovano optičkom nelinearnošću prijenosnog vlakna. Uz konceptualne prednosti temeljene na prijenosu češljastog signala, manja veličina i ekonomski učinkovita proizvodnja velikih razmjera također su ključni čimbenici za buduće primopredajnike s multipleksiranjem valne duljine.
Stoga, među raznim konceptima generatora češljastih signala, posebno su značajni uređaji na razini čipa. U kombinaciji s visoko skalabilnim fotonskim integriranim krugovima za modulaciju, multipleksiranje, usmjeravanje i prijem podatkovnih signala, takvi uređaji mogu postati ključni za kompaktne i učinkovite primopredajnike s multipleksiranjem valnih duljina koji se mogu proizvoditi u velikim količinama uz nisku cijenu, s kapacitetom prijenosa od nekoliko desetaka Tbit/s po vlaknu.
Na izlazu odašiljačkog kraja, svaki kanal se rekombinira putem multipleksera (MUX), a signal multipleksiranja valnih duljina prenosi se putem jednomodnog vlakna. Na prijemnom kraju, prijemnik s multipleksiranjem valnih duljina (WDM Rx) koristi lokalni oscilator LO drugog FCG-a za detekciju viševalnih smetnji. Kanal ulaznog signala multipleksiranja valnih duljina odvaja se demultiplekserom, a zatim šalje u koherentni niz prijemnika (Coh. Rx). Među njima, frekvencija demultipleksiranja lokalnog oscilatora LO koristi se kao fazna referenca za svaki koherentni prijemnik. Performanse ove veze multipleksiranja valnih duljina očito uvelike ovise o osnovnom generatoru signala češlja, posebno o širini svjetlosti i optičkoj snazi svake linije češlja.
Naravno, tehnologija optičkog frekvencijskog češlja još je u fazi razvoja, a njezini scenariji primjene i veličina tržišta relativno su mali. Ako uspije prevladati tehnološka uska grla, smanjiti troškove i poboljšati pouzdanost, mogla bi postići primjenu na velikoj razini u optičkom prijenosu.
Vrijeme objave: 19. prosinca 2024.