Kao što znamo, od 1990-ih, WDM WDM tehnologija se koristi za optičke veze na velike udaljenosti od stotina ili čak tisuća kilometara. Za većinu regija zemlje, optička infrastruktura je najskuplja imovina, dok je cijena komponenti primopredajnika relativno niska.
Međutim, s eksplozijom brzina prijenosa podataka u mrežama poput 5G, WDM tehnologija postaje sve važnija i u vezama kratkih relacija, koje se koriste u mnogo većim količinama i stoga su osjetljivije na cijenu i veličinu sklopova primopredajnika.
Trenutno se ove mreže još uvijek oslanjaju na tisuće jednomodnih optičkih vlakana koja se prenose paralelno kroz kanale prostornog multipleksiranja, s relativno niskim brzinama prijenosa podataka od najviše nekoliko stotina Gbit/s (800G) po kanalu, s malim brojem mogućih primjena u T-klasi.
Međutim, u doglednoj budućnosti, koncept zajedničke prostorne paralelizacije uskoro će dosegnuti granice svoje skalabilnosti te će se morati nadopuniti spektralnom paralelizacijom podatkovnih tokova u svakom vlaknu kako bi se održalo daljnje povećanje brzina prijenosa podataka. To bi moglo otvoriti potpuno novi prostor primjene WDM tehnologije, u kojem je maksimalna skalabilnost u smislu broja kanala i brzine prijenosa podataka ključna.
U ovom kontekstu,generator optičkog frekvencijskog češlja (FCG)igra ključnu ulogu kao kompaktan, fiksni izvor svjetlosti s više valnih duljina koji može osigurati veliki broj dobro definiranih optičkih nositelja. Osim toga, posebno važna prednost optičkih frekvencijskih češljeva je ta što su linije češlja intrinzično jednako udaljene po frekvenciji, čime se smanjuje zahtjev za međukanalnim zaštitnim pojasevima i izbjegava kontrola frekvencije koja bi bila potrebna za jednu liniju u konvencionalnoj shemi koja koristi niz DFB lasera.
Važno je napomenuti da se ove prednosti ne odnose samo na WDM odašiljače već i na njihove prijemnike, gdje se nizovi diskretnih lokalnih oscilatora (LO) mogu zamijeniti generatorom s jednim češljem. Korištenje LO generatora s češljem dodatno olakšava digitalnu obradu signala za WDM kanale, čime se smanjuje složenost prijemnika i povećava tolerancija faznog šuma.
Osim toga, korištenje LO češljastih signala s faznim zaključavanjem za paralelni koherentni prijem čak omogućuje rekonstrukciju valnog oblika vremenske domene 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 su među raznim konceptima generatora češljastih signala, uređaji veličine čipa od posebnog interesa. U kombinaciji s visoko skalabilnim fotonskim integriranim krugovima za modulaciju, multipleksiranje, usmjeravanje i prijem podatkovnih signala, takvi uređaji mogu biti ključ za kompaktne, visoko učinkovite WDM primopredajnike koji se mogu proizvoditi u velikim količinama uz nisku cijenu, s kapacitetom prijenosa do desetaka Tbit/s po vlaknu.
Sljedeća slika prikazuje shemu WDM odašiljača koji koristi optički frekvencijski češalj FCG kao izvor svjetlosti s više valnih duljina. Signal FCG češlja prvo se odvaja u demultiplekseru (DEMUX), a zatim ulazi u EOM elektrooptički modulator. Kroz to, signal se podvrgava naprednoj QAM kvadraturnoj amplitudnoj modulaciji za optimalnu spektralnu učinkovitost (SE).
Na izlazu iz odašiljača, kanali se rekombiniraju u multiplekseru (MUX), a WDM signali se prenose preko jednomodnog vlakna. Na prijemnom kraju, prijemnik s valnim multipleksiranjem (WDM Rx) koristi lokalni oscilator LO drugog FCG-a za koherentnu detekciju više valnih duljina. Kanali ulaznih WDM signala odvojeni su demultiplekserom i dovode se u koherentni niz prijemnika (Coh. Rx), gdje se frekvencija demultipleksiranja lokalnog oscilatora LO koristi kao fazna referenca za svaki koherentni prijemnik. Performanse takvih WDM veza očito uvelike ovise o temeljnom generatoru signala češlja, posebno o širini optičke linije i optičkoj snazi po liniji češlja.
Naravno, tehnologija optičkog frekvencijskog češlja još je uvijek u fazi razvoja, a njezini scenariji primjene i veličina tržišta relativno su mali. Ako se njome mogu prevladati tehnička uska grla, smanjiti troškovi i poboljšati pouzdanost, tada će biti moguće postići primjene na razini velikih razmjera u optičkom prijenosu.
Vrijeme objave: 21. studenog 2024.