Tudjuk, hogy az 1990-es évek óta a WDM hullámhossz-osztásos multiplexelési technológiát több száz vagy akár több ezer kilométert kitevő nagy távolságú optikai kábeles kapcsolatokhoz használják. A legtöbb ország és régió számára az optikai infrastruktúra a legdrágább eszköz, míg az adó-vevő alkatrészek költsége viszonylag alacsony.
Az olyan hálózati adatátviteli sebességek robbanásszerű növekedésével, mint az 5G, azonban a WDM technológia egyre fontosabbá vált a rövid távolságú kapcsolatokban, és a rövid kapcsolatok telepítési volumene sokkal nagyobb, így az adó-vevő alkatrészek költsége és mérete érzékenyebbé válik.
Jelenleg ezek a hálózatok még mindig több ezer egymódusú optikai szálra támaszkodnak a térosztásos multiplexelési csatornákon keresztüli párhuzamos átvitelhez, és az egyes csatornák adatsebessége viszonylag alacsony, legfeljebb néhány száz Gbit/s (800 G). A T-szintnek korlátozott alkalmazásai lehetnek.
De a belátható jövőben a hagyományos térbeli párhuzamosítás koncepciója hamarosan eléri skálázhatósági határát, és az adatátviteli sebesség további javulásának fenntartása érdekében ki kell egészíteni az adatfolyamok spektrumpárhuzamosításával az egyes szálakban. Ez egy teljesen új alkalmazási területet nyithat meg a hullámhossz-osztásos multiplexelési technológia számára, ahol a csatornaszám és az adatátviteli sebesség maximális skálázhatósága kulcsfontosságú.
Ebben az esetben a frekvenciafésű-generátor (FCG), mint kompakt és fix, több hullámhosszú fényforrás, nagyszámú, jól definiált optikai vivőt képes biztosítani, így kulcsszerepet játszik. Ezenkívül az optikai frekvenciafésülés egyik különösen fontos előnye, hogy a fésűvonalak lényegében azonos frekvenciatávolságon belül vannak egymástól, ami enyhítheti a csatornák közötti védősávokra vonatkozó követelményeket, és elkerülheti a DFB lézerrendszereket használó hagyományos sémákban az egyes vonalakhoz szükséges frekvenciaszabályozást.
Meg kell jegyezni, hogy ezek az előnyök nemcsak a hullámhossz-osztásos multiplexelés adójára, hanem annak vevőjére is vonatkoznak, ahol a diszkrét lokális oszcillátor (LO) tömb egyetlen fésűgenerátorral helyettesíthető. Az LO fésűgenerátorok használata tovább megkönnyítheti a digitális jelfeldolgozást a hullámhossz-osztásos multiplexelési csatornákban, ezáltal csökkentve a vevő bonyolultságát és javítva a fáziszaj-tűrést.
Ezenkívül a fáziszárt funkcióval rendelkező LO fésűjelek párhuzamos koherens vételhez történő használata akár a teljes hullámhossz-osztásos multiplexelési jel időtartománybeli hullámformáját is rekonstruálhatja, ezáltal kompenzálva az átviteli szál optikai nemlinearitása által okozott károkat. A fésűjel-átvitelen alapuló koncepcionális előnyök mellett a kisebb méret és a gazdaságosan hatékony nagyméretű gyártás is kulcsfontosságú tényezők a jövőbeli hullámhossz-osztásos multiplexelési adó-vevők számára.
Ezért a különféle fésűjelgenerátor-koncepciók közül a chip szintű eszközök különösen figyelemre méltóak. Ha ezeket az eszközöket nagymértékben skálázható fotonikus integrált áramkörökkel kombinálják az adatjel modulációjához, multiplexeléséhez, útvonaltervezéséhez és vételéhez, akkor azok kulcsfontosságúak lehetnek a kompakt és hatékony hullámhossz-osztásos multiplexelő adó-vevők számára, amelyek nagy mennyiségben és alacsony költséggel gyárthatók, szálanként több tíz Tbit/s átviteli kapacitással.
A küldő oldalon minden csatornát egy multiplexer (MUX) rekombinál, és a hullámhossz-osztásos multiplexelési jel egymódusú szálon keresztül kerül továbbításra. A vételi oldalon a hullámhossz-osztásos multiplexelési vevő (WDM Rx) a második FCG LO helyi oszcillátorát használja a több hullámhosszú interferencia érzékelésére. A bemeneti hullámhossz-osztásos multiplexelési jel csatornáját egy demultiplexer választja szét, majd egy koherens vevőtömbhöz (Coh. Rx) küldi. Ezek közül a helyi oszcillátor LO demultiplexelési frekvenciáját használják fázisreferenciaként minden koherens vevőhöz. Ennek a hullámhossz-osztásos multiplexelési kapcsolatnak a teljesítménye nyilvánvalóan nagymértékben függ az alapvető fésűjel-generátortól, különösen a fény szélességétől és az egyes fésűvonalak optikai teljesítményétől.
Természetesen az optikai frekvenciakefés technológia még fejlesztés alatt áll, és alkalmazási lehetőségei, valamint piaci mérete viszonylag kicsi. Ha sikerül leküzdeni a technológiai szűk keresztmetszeteket, csökkenteni a költségeket és javítani a megbízhatóságot, akkor akár méretarányos alkalmazásokat is elérhet az optikai átvitelben.
Közzététel ideje: 2024. dec. 19.