Kot vemo, se od devetdesetih let prejšnjega stoletja tehnologija WDM WDM uporablja za povezave z optičnimi vlakni na dolge razdalje na stotine ali celo tisoče kilometrov. Za večino regij v državi je optična infrastruktura najdražje sredstvo, medtem ko so stroški sprejemno-sprejemnih komponent razmeroma nizki.
Vendar pa z eksplozijo hitrosti prenosa podatkov v omrežjih, kot je 5G, tehnologija WDM postaja vse bolj pomembna tudi pri povezavah na kratke razdalje, ki se uporabljajo v veliko večjih količinah in so zato bolj občutljive na stroške in velikost sklopov sprejemnikov.
Trenutno se ta omrežja še vedno zanašajo na tisoče enomodnih optičnih vlaken, ki se prenašajo vzporedno prek kanalov prostorskega multipleksiranja, z relativno nizkimi podatkovnimi hitrostmi največ nekaj sto Gbit/s (800G) na kanal, z majhnim številom možnih aplikacije v razredu T.
Vendar pa bo v bližnji prihodnosti koncept skupne prostorske paralelizacije kmalu dosegel meje svoje razširljivosti in ga bo treba dopolniti s spektralno paralelizacijo podatkovnih tokov v vsakem vlaknu, da bi vzdrževali nadaljnje povečanje hitrosti prenosa podatkov. To lahko odpre popolnoma nov aplikacijski prostor za tehnologijo WDM, pri kateri je največja razširljivost v smislu števila kanalov in hitrosti prenosa podatkov ključna.
V tem kontekstugenerator optičnih frekvenc (FCG)ima ključno vlogo kot kompakten, fiksen svetlobni vir z več valovno dolžino, ki lahko zagotovi veliko število dobro definiranih optičnih nosilcev. Poleg tega je posebno pomembna prednost optičnih frekvenčnih glavnikov ta, da so glavne črte same po sebi enako oddaljene po frekvenci, s čimer se zmanjša zahteva po zaščitnih pasovih med kanali in se izogne nadzoru frekvence, ki bi bil potreben za posamezno linijo v običajni shemi z uporabo niz laserjev DFB.
Pomembno je omeniti, da te prednosti ne veljajo le za oddajnike WDM, ampak tudi za njihove sprejemnike, kjer je nize diskretnih lokalnih oscilatorjev (LO) mogoče nadomestiti z enim generatorjem glavnika. Uporaba glavnikovih generatorjev LO dodatno olajša digitalno obdelavo signalov za kanale WDM, s čimer se zmanjša kompleksnost sprejemnika in poveča toleranca za fazni šum.
Poleg tega uporaba glavnikov signalov LO s faznim zaklepanjem za vzporedni koherentni sprejem omogoča celo rekonstrukcijo valovne oblike v časovni domeni celotnega signala WDM, s čimer se kompenzirajo okvare, ki jih povzročajo optične nelinearnosti v prenosnem vlaknu. Poleg teh konceptualnih prednosti prenosa signala na osnovi glavnika sta tudi manjša velikost in stroškovno učinkovita masovna proizvodnja ključna za prihodnje sprejemnike in sprejemnike WDM.
Zato so med različnimi koncepti generatorjev signala glavnika še posebej zanimive naprave z merilom čipov. V kombinaciji z visoko razširljivimi fotonskimi integriranimi vezji za modulacijo podatkovnega signala, multipleksiranje, usmerjanje in sprejem so lahko takšne naprave ključ do kompaktnih, visoko učinkovitih oddajnikov-sprejemnikov WDM, ki jih je mogoče izdelati v velikih količinah po nizki ceni, z zmogljivostjo prenosa do deset Tbit/s na vlakno.
Naslednja slika prikazuje shemo oddajnika WDM, ki uporablja optični frekvenčni glavnik FCG kot vir svetlobe z več valovnimi dolžinami. Signal glavnika FCG se najprej loči v demultipleksorju (DEMUX) in nato vstopi v elektrooptični modulator EOM. Skozi je signal podvržen napredni QAM kvadraturni amplitudni modulaciji za optimalno spektralno učinkovitost (SE).
Na izhodu oddajnika se kanali ponovno združijo v multiplekserju (MUX) in signali WDM se prenašajo po enosmernem vlaknu. Na sprejemnem koncu sprejemnik za multipleksiranje z delitvijo valovnih dolžin (WDM Rx) uporablja lokalni oscilator LO 2. FCG za koherentno zaznavanje več valovnih dolžin. Kanali vhodnih signalov WDM so ločeni z demultiplekserjem in dovedeni v koherentni niz sprejemnikov (Coh. Rx). kjer se frekvenca demultipleksiranja lokalnega oscilatorja LO uporablja kot fazna referenca za vsak koherentni sprejemnik. Učinkovitost takšnih povezav WDM je očitno v veliki meri odvisna od osnovnega generatorja signala glavnika, zlasti širine optične linije in optične moči na linijo glavnika.
Seveda je tehnologija optičnega frekvenčnega glavnika še vedno v razvojni fazi, njeni scenariji uporabe in velikost trga pa so relativno majhni. Če lahko premaga tehnična ozka grla, zmanjša stroške in izboljša zanesljivost, bo mogoče doseči uporabo na ravni obsega pri optičnem prenosu.
Čas objave: 21. novembra 2024