Знамо да се од 1990-их, WDM технологија мултиплексирања са поделом таласних дужина користи за везе са оптичким влакнима на велике удаљености које се простиру на стотине или чак хиљаде километара. За већину земаља и региона, инфраструктура оптичких влакана је њихова најскупља имовина, док је цена компоненти примопредајника релативно ниска.
Међутим, са експлозивним растом брзина преноса података у мрежи, као што је 5G, WDM технологија је постала све важнија код веза на кратке удаљености, а обим примене кратких веза је много већи, што чини трошкове и величину компоненти примопредајника осетљивијим.
Тренутно, ове мреже се и даље ослањају на хиљаде једномодних оптичких влакана за паралелни пренос кроз канале са просторним мултиплексирањем, а брзина преноса података сваког канала је релативно ниска, највише само неколико стотина Gbit/s (800G). Т-ниво може имати ограничене примене.
Али у догледној будућности, концепт обичне просторне паралелизације ускоро ће достићи своју границу скалабилности и мораће бити допуњен спектралном паралелизацијом токова података у сваком влакну како би се одржала даља побољшања брзине преноса података. Ово би могло отворити потпуно нови простор примене за технологију мултиплексирања са поделом таласних дужина, где је максимална скалабилност броја канала и брзине преноса података кључна.
У овом случају, генератор фреквентног чешља (FCG), као компактан и фиксни извор светлости са више таласних дужина, може да обезбеди велики број добро дефинисаних оптичких носача, играјући тако кључну улогу. Поред тога, посебно важна предност оптичког фреквентног чешља је то што су линије чешља у суштини једнако удаљене по фреквенцији, што може да ублажи захтеве за заштитне опсеге између канала и избегне контролу фреквенције потребну за појединачне линије у традиционалним шемама које користе DFB ласерске низове.
Треба напоменути да се ове предности не односе само на предајник са мултиплексирањем таласних дужина, већ и на његов пријемник, где се дискретни локални осцилатор (LO) низ може заменити генератором са једним чешљем. Употреба LO генератора са чешљем може додатно олакшати дигиталну обраду сигнала у каналима са мултиплексирањем таласних дужина, чиме се смањује сложеност пријемника и побољшава толеранција фазног шума.
Поред тога, коришћење LO чешљастих сигнала са функцијом фазног закључавања за паралелни кохерентни пријем може чак реконструисати таласни облик целог сигнала мултиплексирања таласних дужина у временском домену, чиме се компензује оштећење узроковано оптичком нелинеарношћу преносног влакна. Поред концептуалних предности заснованих на преносу чешљастог сигнала, мања величина и економски ефикасна производња великих размера су такође кључни фактори за будуће примопредајнике са мултиплексирањем таласних дужина.
Стога, међу различитим концептима генератора чешљастих сигнала, уређаји на нивоу чипа су посебно вредни пажње. Када се комбинују са високо скалабилним фотонским интегрисаним колима за модулацију, мултиплексирање, рутирање и пријем сигнала података, такви уређаји могу постати кључни за компактне и ефикасне примопредајнике са мултиплексирањем таласних дужина који се могу производити у великим количинама по ниској цени, са капацитетом преноса од десетина Tbit/s по влакну.
На излазу предајне стране, сваки канал се рекомбинује кроз мултиплексер (MUX), а сигнал мултиплексирања таласних дужина се преноси кроз једномодно влакно. На пријемној страни, пријемник са мултиплексирањем таласних дужина (WDM Rx) користи локални осцилатор LO другог FCG-а за детекцију вишеталасних сметњи. Канал улазног сигнала мултиплексирања таласних дужина је одвојен демултиплексером, а затим послат на кохерентни низ пријемника (Coh. Rx). Међу њима, фреквенција демултиплексирања локалног осцилатора LO се користи као фазна референца за сваки кохерентни пријемник. Перформансе ове везе мултиплексирања таласних дужина очигледно у великој мери зависе од основног генератора чешљастог сигнала, посебно од ширине светлости и оптичке снаге сваке линије чешља.
Наравно, технологија оптичког фреквентног чешља је још увек у фази развоја, а њени сценарији примене и величина тржишта су релативно мали. Ако може да превазиђе технолошка уска грла, смањи трошкове и побољша поузданост, могла би да постигне примене на великом нивоу у оптичком преносу.
Време објаве: 19. децембар 2024.