Znamo da se od 1990-ih WDM tehnologija multipleksiranja valne duljine koristi za veze s optičkim vlaknima na velikim udaljenostima koje se protežu stotinama ili čak tisućama kilometara. Za većinu zemalja i regija optička infrastruktura njihova je najskuplja imovina, dok je cijena komponenti primopredajnika relativno niska.
Međutim, s eksplozivnim rastom mrežnih brzina prijenosa podataka kao što je 5G, WDM tehnologija postaje sve važnija u vezama na kratkim udaljenostima, a obujam implementacije kratkih veza je mnogo veći, čineći cijenu i veličinu komponenti primopredajnika osjetljivijima.
Trenutačno se ove mreže još uvijek oslanjaju na tisuće jednomodnih optičkih vlakana za paralelni prijenos kroz prostorno podijeljene multipleksne kanale, a brzina prijenosa podataka svakog kanala je relativno niska, najviše samo nekoliko stotina Gbit/s (800G). T-razina može imati ograničenu primjenu.
Ali u doglednoj budućnosti, koncept obične prostorne paralelizacije uskoro će dosegnuti svoju granicu skalabilnosti i mora se nadopuniti spektralnom paralelizacijom tokova podataka u svakom vlaknu kako bi se održala daljnja poboljšanja u brzinama prijenosa podataka. Ovo bi moglo otvoriti potpuno novi prostor za primjenu tehnologije multipleksiranja po valnim duljinama, gdje je maksimalna skalabilnost broja kanala i brzine prijenosa podataka ključna.
U ovom slučaju, frekvencijski češljasti generator (FCG), kao kompaktan i fiksan izvor svjetla s više valnih duljina, može osigurati veliki broj dobro definiranih optičkih nositelja, čime igra ključnu ulogu. Osim toga, posebno važna prednost optičkog frekvencijskog češlja je ta da su češljaste linije u biti ekvidistantne u 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 ove prednosti nisu primjenjive samo na odašiljač s multipleksiranjem po valnim duljinama, već i na njegov prijamnik, gdje se niz diskretnih lokalnih oscilatora (LO) može zamijeniti jednim češljastim generatorom. Korištenje LO češljastih generatora može dodatno olakšati digitalnu obradu signala u kanalima za multipleksiranje valnih duljina, čime se smanjuje složenost prijemnika i poboljšava tolerancija na fazni šum.
Dodatno, korištenjem LO češljastih signala s fazno zaključanom funkcijom za paralelni koherentni prijem može se čak rekonstruirati valni oblik u vremenskoj domeni cjelokupnog multipleksnog signala s dijeljenjem valnih duljina, čime se kompenzira šteta uzrokovana optičkom nelinearnošću prijenosnog vlakna. Uz konceptualne prednosti koje se temelje na kombiniranom prijenosu signala, manja veličina i ekonomski učinkovita velika proizvodnja također su ključni čimbenici za buduće primopredajnike s multipleksiranjem valne duljine.
Stoga, među različitim konceptima generatora signala češlja, uređaji na razini čipa su posebno vrijedni pažnje. U kombinaciji s visoko skalabilnim fotonskim integriranim krugovima za modulaciju podatkovnog signala, multipleksiranje, usmjeravanje i prijam, takvi uređaji mogu postati ključni za kompaktne i učinkovite primopredajnike s multipleksiranjem valnih duljina koji se mogu proizvoditi u velikim količinama po niskoj cijeni, s kapacitetom prijenosa od nekoliko desetaka Tbit/s po vlaknu.
Na izlazu odašiljačkog kraja, svaki se kanal rekombinira kroz multiplekser (MUX), a signal multipleksiranja po valnim duljinama prenosi se jednomodnim vlaknom. Na prijemnom kraju, prijemnik za multipleksiranje valne duljine (WDM Rx) koristi LO lokalni oscilator drugog FCG-a za detekciju interferencije na više valnih duljina. Kanal ulaznog signala multipleksiranja po valnim duljinama odvaja se demultiplekserom i zatim šalje koherentnom prijemnom nizu (Coh. Rx). Među njima, frekvencija demultipleksiranja lokalnog oscilatora LO koristi se kao referentna faza za svaki koherentni prijamnik. Izvedba ove veze za multipleksiranje valne duljine očito uvelike ovisi 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 može prevladati tehnološka uska grla, smanjiti troškove i poboljšati pouzdanost, može postići primjenu na razini skale u optičkom prijenosu.
Vrijeme objave: 19. prosinca 2024