Vemo, da se od devetdesetih let prejšnjega stoletja tehnologija multipleksiranja po valovnih dolžinah WDM uporablja za povezave z optičnimi vlakni na dolge razdalje, ki segajo na stotine ali celo tisoče kilometrov. Za večino držav in regij je infrastruktura optičnih vlaken najdražje sredstvo, medtem ko so stroški komponent sprejemnikov in oddajnikov relativno nizki.
Vendar pa je z eksplozivno rastjo hitrosti prenosa podatkov v omrežju, kot je 5G, tehnologija WDM postala vse bolj pomembna pri povezavah na kratke razdalje, obseg uvajanja kratkih povezav pa je veliko večji, zaradi česar so stroški in velikost komponent sprejemnika in oddajnika bolj občutljivi.
Trenutno se ta omrežja še vedno zanašajo na tisoče enomodnih optičnih vlaken za vzporedni prenos prek kanalov za multipleksiranje prostorske razdelitve, podatkovna hitrost vsakega kanala pa je relativno nizka, največ le nekaj sto Gbit/s (800G). T-nivo ima lahko omejeno uporabo.
Toda v dogledni prihodnosti bo koncept navadne prostorske paralelizacije kmalu dosegel mejo razširljivosti in ga bo treba dopolniti s spektralno paralelizacijo podatkovnih tokov v vsakem vlaknu, da se ohranijo nadaljnje izboljšave podatkovnih hitrosti. To lahko odpre povsem nov prostor uporabe za tehnologijo multipleksiranja z delitvijo valovnih dolžin, kjer je največja razširljivost števila kanalov in hitrosti prenosa podatkov ključna.
V tem primeru lahko generator frekvenčnega glavnika (FCG) kot kompakten in fiksen vir svetlobe z več valovnimi dolžinami zagotovi veliko število dobro definiranih optičnih nosilcev in tako igra ključno vlogo. Poleg tega je posebno pomembna prednost optičnega frekvenčnega glavnika ta, da so črte glavnika v bistvu enako oddaljene po frekvenci, kar lahko sprosti zahteve za zaščitne pasove med kanali in se izogne nadzoru frekvence, ki je potreben za posamezne linije v tradicionalnih shemah z uporabo laserskih nizov DFB.
Treba je opozoriti, da te prednosti niso uporabne le za oddajnik multipleksiranja z delitvijo valovnih dolžin, ampak tudi za njegov sprejemnik, kjer je niz diskretnih lokalnih oscilatorjev (LO) mogoče nadomestiti z enim glavnikom. Uporaba glavnikovih generatorjev LO lahko dodatno olajša digitalno obdelavo signalov v kanalih za multipleksiranje z delitvijo valovnih dolžin, s čimer se zmanjša kompleksnost sprejemnika in izboljša toleranca za fazni šum.
Poleg tega lahko uporaba glavnikov signalov LO s fazno zaklenjeno funkcijo za vzporedni koherentni sprejem celo rekonstruira valovno obliko v časovni domeni celotnega multipleksnega signala z delitvijo valovne dolžine in tako kompenzira škodo, ki jo povzroči optična nelinearnost prenosnega vlakna. Poleg konceptualnih prednosti, ki temeljijo na prenosu glavnikastega signala, sta manjša velikost in ekonomsko učinkovita proizvodnja v velikem obsegu tudi ključna dejavnika za prihodnje oddajnike-sprejemnike z delitvijo valovnih dolžin.
Zato so med različnimi koncepti generatorjev signala glavnika naprave na ravni čipov še posebej pomembne. V kombinaciji z visoko razširljivimi fotonskimi integriranimi vezji za modulacijo podatkovnega signala, multipleksiranje, usmerjanje in sprejem lahko takšne naprave postanejo ključne za kompaktne in učinkovite sprejemnike in sprejemnike za multipleksiranje z delitvijo valovnih dolžin, ki jih je mogoče izdelati v velikih količinah po nizki ceni in z zmogljivostjo prenosa več deset Tbit/s na vlakno.
Na izhodu oddajnega konca se vsak kanal ponovno združi prek multiplekserja (MUX), signal multipleksiranja z delitvijo valovne dolžine pa se prenaša prek enomodnega vlakna. Na sprejemnem koncu sprejemnik za multipleksiranje z delitvijo valovnih dolžin (WDM Rx) uporablja lokalni oscilator LO drugega FCG za zaznavanje motenj na več valovnih dolžinah. Kanal vhodnega signala multipleksiranja z delitvijo valovne dolžine je ločen z demultipleksorjem in nato poslan v koherentno sprejemno polje (Coh. Rx). Med njimi se frekvenca demultipleksiranja lokalnega oscilatorja LO uporablja kot fazna referenca za vsak koherentni sprejemnik. Učinkovitost te povezave za multipleksiranje z delitvijo valovnih dolžin je očitno v veliki meri odvisna od osnovnega generatorja signala glavnika, zlasti širine svetlobe in optične moči vsake linije glavnika.
Seveda je tehnologija optičnega frekvenčnega glavnika še v fazi razvoja, njeni scenariji uporabe in velikost trga pa so relativno majhni. Če lahko premaga tehnološka ozka grla, zmanjša stroške in izboljša zanesljivost, lahko doseže uporabo na ravni obsega pri optičnem prenosu.
Čas objave: 19. december 2024