Kao što znamo, od 1990-ih, WDM WDM tehnologija se koristila za dugotrajne optičke veze od stotina ili čak tisuća kilometara. Za većinu regija u zemlji, optička infrastruktura je najskuplja imovina, dok je cijena komponenti primopredajnika relativno niska.
Međutim, uz eksploziju brzina prijenosa podataka u mrežama kao što je 5G, WDM tehnologija postaje sve važnija iu vezama na kratkim udaljenostima, koje se koriste u puno većim količinama i stoga su osjetljivije na cijenu i veličinu sklopova primopredajnika.
Trenutačno se te mreže još uvijek oslanjaju na tisuće jednomodnih optičkih vlakana koja se paralelno prenose kroz kanale svemirskog multipleksiranja, s relativno niskim brzinama prijenosa podataka od najviše nekoliko stotina Gbit/s (800G) po kanalu, s malim brojem mogućih primjene u T-klasi.
Međutim, u doglednoj budućnosti koncept zajedničke prostorne paralelizacije uskoro će dosegnuti granice svoje skalabilnosti i morat će se nadopuniti spektralnom paralelizacijom tokova podataka u svakom vlaknu kako bi se održalo daljnje povećanje brzina prijenosa podataka. Ovo bi moglo otvoriti potpuno novi prostor za primjenu WDM tehnologije, u kojoj je maksimalna skalabilnost u smislu broja kanala i brzine prijenosa podataka ključna.
U tom kontekstu,generator optičke frekvencije (FCG)igra ključnu ulogu kao kompaktan, fiksni izvor svjetlosti s više valnih duljina koji može pružiti veliki broj dobro definiranih optičkih nosača. Osim toga, posebno važna prednost optičkih frekvencijskih češlja je ta da su češljaste linije suštinski ekvidistantne u frekvenciji, čime se smanjuje zahtjev za međukanalnim zaštitnim pojasevima i izbjegava kontrola frekvencije koja bi bila potrebna za jednu liniju u konvencionalnoj shemi korištenjem niz DFB lasera.
Važno je napomenuti da se ove prednosti ne odnose samo na WDM odašiljače, već i na njihove prijamnike, gdje se nizovi diskretnih lokalnih oscilatora (LO) mogu zamijeniti jednim češljastim generatorom. Korištenje LO češljastih generatora dodatno olakšava digitalnu obradu signala za WDM kanale, čime se smanjuje složenost prijemnika i povećava tolerancija na fazni šum.
Osim toga, upotreba LO češljastih signala s faznim zaključavanjem za paralelni koherentni prijem čak omogućuje rekonstrukciju valnog oblika u vremenskoj domeni cijelog WDM signala, čime se kompenziraju oštećenja uzrokovana optičkim nelinearnostima u prijenosnom vlaknu. Uz ove konceptualne prednosti prijenosa signala temeljenog na češlju, manja veličina i isplativa masovna proizvodnja također su ključni za buduće WDM primopredajnike.
Stoga, među različitim konceptima generatora signala češlja, uređaji na razini čipa su od posebnog interesa. U kombinaciji s visoko skalabilnim fotonskim integriranim krugovima za modulaciju podatkovnog signala, multipleksiranje, usmjeravanje i prijam, takvi uređaji mogu biti ključ za kompaktne, visoko učinkovite WDM primopredajnike koji se mogu proizvesti u velikim količinama po niskoj cijeni, s prijenosnim kapacitetima do nekoliko desetaka Tbit/s po vlaknu.
Sljedeća slika prikazuje shemu WDM odašiljača koji koristi optički frekvencijski češalj FCG kao izvor svjetla s više valnih duljina. FCG češljasti signal prvo se odvaja u demultiplekseru (DEMUX), a zatim ulazi u EOM elektro-optički modulator. Kroz njega se signal podvrgava naprednoj QAM kvadraturnoj amplitudnoj modulaciji za optimalnu spektralnu učinkovitost (SE).
Na izlazu odašiljača, kanali se rekombiniraju u multiplekseru (MUX) i WDM signali se prenose jednomodnim vlaknom. Na prijemnom kraju, prijemnik za multipleksiranje valnih duljina (WDM Rx), koristi LO lokalni oscilator 2. FCG za koherentnu detekciju viševalnih duljina. Kanali ulaznih WDM signala odvajaju se demultiplekserom i dovode do koherentnog prijemnog niza (Coh. Rx). gdje se frekvencija demultipleksiranja lokalnog oscilatora LO koristi kao fazna referenca za svaki koherentni prijamnik. Performanse takvih WDM veza očito u velikoj mjeri ovise o osnovnom generatoru signala češlja, posebno o širini optičke linije i optičkoj snazi po liniji češlja.
Naravno, tehnologija optičkog frekvencijskog češlja još uvijek je u fazi razvoja, a njezini scenariji primjene i veličina tržišta relativno su mali. Ako se može prevladati tehnička uska grla, smanjiti troškovi i poboljšati pouzdanost, tada će biti moguće postići primjene na razini skale u optičkom prijenosu.
Vrijeme objave: 21. studenoga 2024