Мы ведаем, што з 1990-х гадоў тэхналогія мультыплексавання з падзелам даўжынь хваль WDM выкарыстоўваецца для валаконна-аптычных злучэнняў на вялікія адлегласці, якія ахопліваюць сотні ці нават тысячы кіламетраў. Для большасці краін і рэгіёнаў валаконна-аптычная інфраструктура з'яўляецца самым дарагім актывам, у той час як кошт кампанентаў прыёмаперадатчыка адносна нізкі.
Аднак з ростам хуткасці перадачы дадзеных па сетках, такіх як 5G, тэхналогія WDM становіцца ўсё больш важнай у кароткіх адлегласцях сувязі, і аб'ём разгортвання кароткіх ліній сувязі значна павялічваецца, што робіць кошт і памер кампанентаў прыёмаперадатчыка больш адчувальнымі.
У цяперашні час гэтыя сеткі ўсё яшчэ абапіраюцца на тысячы аднакадавых аптычных валокнаў для паралельнай перадачы праз каналы прасторавага мультыплексавання, і хуткасць перадачы дадзеных кожнага канала адносна нізкая, максімум некалькі сотняў Гбіт/с (800 Гбіт/с). T-ўзровень можа мець абмежаванае прымяненне.
Але ў агляднай будучыні канцэпцыя звычайнай прасторавай паралелізацыі хутка дасягне сваёй мяжы маштабаванасці і павінна быць дапоўнена спектральным паралелізмам патокаў дадзеных у кожным валакне для падтрымання далейшага паляпшэння хуткасці перадачы дадзеных. Гэта можа адкрыць зусім новую прастору прымянення для тэхналогіі мультыплексавання з падзелам даўжынь хваль, дзе максімальная маштабаванасць колькасці каналаў і хуткасці перадачы дадзеных мае вырашальнае значэнне.
У гэтым выпадку генератар частотнага грэбня (ГЧГ), як кампактная і фіксаваная шматхвалевая крыніца святла, можа забяспечваць вялікую колькасць добра акрэсленых аптычных носьбітаў, тым самым адыгрываючы вырашальную ролю. Акрамя таго, асабліва важнай перавагай аптычнага частотнага грэбня з'яўляецца тое, што лініі грэбня знаходзяцца па сутнасці на роўнай адлегласці адзін ад аднаго па частаце, што можа паслабіць патрабаванні да міжканальных ахоўных палос і пазбегнуць рэгулявання частаты, неабходнага для асобных ліній у традыцыйных схемах з выкарыстаннем лазерных масіваў з разрозненым пераменным дыяпазонам (DFB).
Варта адзначыць, што гэтыя перавагі дастасоўныя не толькі да перадатчыка з мультыплексаваннем па даўжыні хвалі, але і да яго прыёмніка, дзе масіў дыскрэтных лакальных генератараў (ЛА) можа быць заменены аднахвалевым генератарам. Выкарыстанне грабянцовых генератараў ЛА можа яшчэ больш спрасціць лічбавую апрацоўку сігналаў у каналах мультыплексавання па даўжыні хвалі, тым самым зніжаючы складанасць прыёмніка і паляпшаючы талерантнасць да фазавага шуму.
Акрамя таго, выкарыстанне грабянчатых сігналаў гетэрадыянальнага тыпу з функцыяй фазавай блакіроўкі для паралельнага кагерэнтнага прыёму дазваляе нават рэканструяваць форму хвалі ўсяго сігналу мультыплексавання з падзелам даўжынь хваль у часавой вобласці, тым самым кампенсуючы пашкоджанні, выкліканыя аптычнай нелінейнасцю перадавога валакна. Акрамя канцэптуальных пераваг, заснаваных на перадачы грабянчатага сігналу, меншы памер і эканамічна эфектыўная масавая вытворчасць таксама з'яўляюцца ключавымі фактарамі для будучых прыёмаперадатчыкаў з мультыплексаваннем з падзелам даўжынь хваль.
Такім чынам, сярод розных канцэпцый генератараў сігналаў на аснове грабянчатых элементаў асаблівай увагі заслугоўваюць прылады на ўзроўні мікрасхем. У спалучэнні з высокамаштабуемымі фатоннымі інтэгральнымі схемамі для мадуляцыі, мультыплексавання, маршрутызацыі і прыёму сігналаў дадзеных такія прылады могуць стаць ключом да стварэння кампактных і эфектыўных прыёмаперадатчыкаў з мультыплексаваннем з падзелам даўжынь хваль, якія можна вырабляць у вялікіх колькасцях па нізкай цане і з прапускной здольнасцю ў дзясяткі Тбіт/с на валакно.
На выхадзе адпраўніка кожны канал рэкамбінуецца праз мультыплексар (MUX), і сігнал мультыплексавання па даўжыні хвалі перадаецца праз аднакалажное валакно. На прыёмным канцы прыёмнік з мультыплексаваннем па даўжыні хвалі (WDM Rx) выкарыстоўвае лакальны генератар LO другога FCG для выяўлення шматхвалевых перашкод. Канал уваходнага сігналу мультыплексавання па даўжыні хвалі падзяляецца дэмультыплексарам, а затым адпраўляецца на кагерэнтны прыёмнік (Coh. Rx). Сярод іх частата дэмультыплексавання лакальнага генератара LO выкарыстоўваецца ў якасці фазавай апоры для кожнага кагерэнтнага прыёмніка. Прадукцыйнасць гэтай лініі мультыплексавання па даўжыні хвалі, відавочна, у значнай ступені залежыць ад базавага генератара сігналаў грабянца, асабліва ад шырыні святла і аптычнай магутнасці кожнай лініі грабянца.
Вядома, тэхналогія аптычнага частотнага грэбня ўсё яшчэ знаходзіцца на стадыі распрацоўкі, а яе сцэнарыі прымянення і памер рынку адносна невялікія. Калі яна зможа пераадолець тэхналагічныя вузкія месцы, знізіць выдаткі і павысіць надзейнасць, яна можа дасягнуць маштабнага прымянення ў аптычнай перадачы.
Час публікацыі: 19 снежня 2024 г.