Као што знамо, од 1990-их, WDM WDM технологија се користи за оптичке везе на велике удаљености од стотина или чак хиљада километара. За већину региона земље, оптичка инфраструктура је најскупља имовина, док је цена компоненти примопредајника релативно ниска.
Међутим, са експлозијом брзине преноса података у мрежама као што је 5G, WDM технологија постаје све важнија и у кратким везама, које се примењују у много већим количинама и стога су осетљивије на цену и величину склопова примопредајника.
Тренутно, ове мреже се и даље ослањају на хиљаде једномодних оптичких влакана која се преносе паралелно кроз канале просторног мултиплексирања, са релативно ниским брзинама преноса података од највише неколико стотина Gbit/s (800G) по каналу, са малим бројем могућих примена у Т-класи.
Међутим, у догледној будућности, концепт заједничке просторне паралелизације ускоро ће достићи границе своје скалабилности и мораће бити допуњен спектралном паралелизацијом токова података у сваком влакну како би се одржало даље повећање брзине преноса података. Ово би могло отворити потпуно нови простор примене за WDM технологију, у којем је максимална скалабилност у смислу броја канала и брзине преноса података кључна.
У овом контексту,генератор оптичког фреквентног чешља (FCG)игра кључну улогу као компактан, фиксни извор светлости са више таласних дужина који може да обезбеди велики број добро дефинисаних оптичких носача. Поред тога, посебно важна предност оптичких фреквентних чешљева је то што су линије чешља суштински једнако удаљене по фреквенцији, чиме се смањује захтев за међуканалним заштитним опсезима и избегава контрола фреквенције која би била потребна за једну линију у конвенционалној шеми која користи низ DFB ласера.
Важно је напоменути да се ове предности не односе само на WDM предајнике већ и на њихове пријемнике, где се дискретни локални осцилаторни (LO) низови могу заменити једним чешљастим генератором. Употреба LO чешљастих генератора додатно олакшава дигиталну обраду сигнала за WDM канале, чиме се смањује сложеност пријемника и повећава толеранција фазног шума.
Поред тога, употреба LO чешљастих сигнала са фазним закључавањем за паралелни кохерентни пријем чак омогућава реконструкцију таласног облика целог WDM сигнала у временском домену, чиме се компензују оштећења узрокована оптичким нелинеарностима у преносном влакну. Поред ових концептуалних предности преноса сигнала заснованог на чешљу, мања величина и исплатива масовна производња су такође кључне за будуће WDM примопредајнике.
Стога су, међу различитим концептима генератора сигнала типа чешља, уређаји чип-размера од посебног интереса. Када се комбинују са високо скалабилним фотонским интегрисаним колима за модулацију, мултиплексирање, рутирање и пријем сигнала података, такви уређаји могу бити кључ за компактне, високо ефикасне WDM примопредајнике који се могу производити у великим количинама по ниској цени, са капацитетом преноса и до десетина Tbit/s по влакну.
Следећа слика приказује шему WDM предајника који користи оптички фреквентни чешаљ FCG као извор светлости са више таласних дужина. Сигнал FCG чешаља се прво раздваја у демултиплексеру (DEMUX), а затим улази у EOM електрооптички модулатор. Кроз то, сигнал се подвргава напредној QAM квадратурној амплитудној модулацији за оптималну спектралну ефикасност (SE).
На излазу из предајника, канали се рекомбинују у мултиплексеру (MUX) и WDM сигнали се преносе преко једномодног оптичког влакна. На пријемном крају, пријемник са мултиплексирањем таласних дужина (WDM Rx), користи локални осцилатор LO другог FCG за кохерентну детекцију више таласних дужина. Канали улазних WDM сигнала су раздвојени демултиплексером и доводе се до кохерентног низа пријемника (Coh. Rx), где се фреквенција демултиплексирања локалног осцилатора LO користи као фазна референца за сваки кохерентни пријемник. Перформансе таквих WDM веза очигледно у великој мери зависе од основног генератора чешљастих сигнала, посебно од ширине оптичке линије и оптичке снаге по чешљастој линији.
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 техничка уска грла, смањи трошкове и побољша поузданост, онда ће бити могуће постићи примене на нивоу великих размера у оптичком преносу.
Време објаве: 21. новембар 2024.