Mint tudjuk, az 1990-es évek óta a WDM technológiát több száz vagy akár több ezer kilométeres távolságú optikai kábeles kapcsolatokhoz használják. Az ország legtöbb régiójában a száloptikai infrastruktúra a legdrágább eszköz, míg az adó-vevő alkatrészek költsége viszonylag alacsony.
Az olyan hálózatokban, mint az 5G, az adatátviteli sebesség robbanásszerű növekedésével azonban a WDM technológia egyre fontosabbá válik a rövid távú kapcsolatokban is, amelyeket sokkal nagyobb mennyiségben telepítenek, és ezért érzékenyebbek az adó-vevő egységek költségeire és méretére.
Jelenleg ezek a hálózatok még mindig több ezer egymódusú optikai szálra támaszkodnak, amelyeket párhuzamosan továbbítanak térosztásos multiplexelésű csatornákon keresztül, viszonylag alacsony, legfeljebb néhány száz Gbit/s (800 G) csatornánkénti adatsebességgel, és kevés lehetséges alkalmazással a T-osztályban.
A belátható jövőben azonban a közös térbeli párhuzamosítás koncepciója hamarosan eléri skálázhatóságának határait, és az adatátviteli sebesség további növekedésének fenntartása érdekében ki kell egészíteni az egyes szálakban lévő adatfolyamok spektrális párhuzamosításával. Ez egy teljesen új alkalmazási teret nyithat meg a WDM technológia számára, ahol a csatornák száma és az adatátviteli sebesség tekintetében a maximális skálázhatóság kulcsfontosságú.
Ezzel kapcsolatban,az optikai frekvenciafésű generátor (FCG)kulcsszerepet játszik, mint kompakt, fix, több hullámhosszú fényforrás, amely nagyszámú, jól definiált optikai vivőt képes biztosítani. Ezenkívül az optikai frekvenciafésük különösen fontos előnye, hogy a fésűvonalak belsőleg egyenlő frekvenciatávolságra vannak egymástól, így enyhítve a csatornák közötti védősávok szükségességét, és elkerülhetővé téve a frekvenciaszabályozást, amely egyetlen vonal esetében lenne szükséges egy hagyományos, DFB lézerek tömbjét használó sémában.
Fontos megjegyezni, hogy ezek az előnyök nemcsak a WDM adókra, hanem a vevőikre is vonatkoznak, ahol a diszkrét lokális oszcillátor (LO) tömbök egyetlen fésűgenerátorral helyettesíthetők. Az LO fésűgenerátorok használata tovább megkönnyíti a digitális jelfeldolgozást a WDM csatornák esetében, ezáltal csökkentve a vevő bonyolultságát és növelve a fáziszaj-tűrést.
Ezenkívül a fáziszáras LO fésűjelek párhuzamos koherens vételhez történő használata lehetővé teszi a teljes WDM jel időtartománybeli hullámformájának rekonstruálását, ezáltal kompenzálva az átviteli szál optikai nemlinearitásai által okozott károsodásokat. A fésűalapú jelátvitel ezen fogalmi előnyein túl a kisebb méret és a költséghatékony tömeggyártás is kulcsfontosságú a jövőbeli WDM adó-vevők számára.
Ezért a különféle fésűs jelgenerátor koncepciók közül a chip-méretű eszközök különös érdeklődésre tartanak számot. Az adatjel modulációjához, multiplexeléséhez, útvonaltervezéséhez és vételéhez szükséges, nagymértékben skálázható fotonikus integrált áramkörökkel kombinálva az ilyen eszközök kulcsfontosságúak lehetnek a kompakt, nagy hatékonyságú WDM adó-vevők előállításához, amelyek nagy mennyiségben és alacsony költséggel gyárthatók, akár több tíz Tbit/s átviteli kapacitással szálanként.
A következő ábra egy WDM adó vázlatát mutatja, amely egy optikai frekvencia-fésűt (FCG) használ több hullámhosszú fényforrásként. Az FCG fésűjelet először egy demultiplexerben (DEMUX) választják szét, majd egy EOM elektrooptikai modulátorba jut. Ezen keresztül a jelet fejlett QAM kvadratúra amplitúdómodulációnak vetik alá az optimális spektrális hatékonyság (SE) érdekében.
Az adó kilépési oldalán a csatornákat egy multiplexerben (MUX) rekombinálják, és a WDM jeleket egymódusú szálon továbbítják. A vételi oldalon a hullámhossz-osztásos multiplexelő vevő (WDM Rx) a második FCG LO helyi oszcillátorát használja a többhullámhosszú koherens detektáláshoz. A bemeneti WDM jelek csatornáit egy demultiplexer választja szét, és a koherens vevőtömbbe (Coh. Rx) vezeti, ahol a LO helyi oszcillátor demultiplexelési frekvenciáját fázisreferenciaként használják minden egyes koherens vevőhöz. Az ilyen WDM-kapcsolatok teljesítménye nyilvánvalóan nagymértékben függ az alapul szolgáló fésűjel-generátortól, különösen az optikai vonalszélességtől és a fésűvonalankénti optikai teljesítménytől.
Természetesen az optikai frekvenciakefés technológia még fejlesztési szakaszban van, alkalmazási lehetőségei és piaci mérete viszonylag kicsi. Ha sikerül leküzdeni a technikai szűk keresztmetszeteket, csökkenteni a költségeket és javítani a megbízhatóságot, akkor lehetségessé válik az optikai átvitelben nagy léptékű alkalmazások megvalósítása.
Közzététel ideje: 2024. november 21.