Як вядома, з 1990-х гадоў тэхналогія WDM (Water Device Device) выкарыстоўваецца для стварэння валаконна-аптычных ліній сувязі на вялікія адлегласці ў сотні ці нават тысячы кіламетраў. Для большасці рэгіёнаў краіны валаконна-аптычная інфраструктура з'яўляецца самым дарагім актывам, у той час як кошт кампанентаў прыёмаперадатчыкаў адносна нізкі.
Аднак, з ростам хуткасці перадачы дадзеных у такіх сетках, як 5G, тэхналогія WDM становіцца ўсё больш важнай і ў кароткатэрміновых лініях сувязі, якія разгортваюцца ў значна большых аб'ёмах і таму больш адчувальныя да кошту і памеру прыёмаперадатчыкаў.
У цяперашні час гэтыя сеткі ўсё яшчэ абапіраюцца на тысячы аднакадавых аптычных валокнаў, якія перадаюцца паралельна праз каналы прасторавага мультыплексавання, з адносна нізкай хуткасцю перадачы дадзеных, максімум некалькі сотняў Гбіт/с (800 Гбіт/с на канал, з невялікай колькасцю магчымых ужыванняў у Т-класе.
Аднак у агляднай будучыні канцэпцыя агульнай прасторавай паралелізацыі хутка дасягне межаў сваёй маштабаванасці і павінна будзе быць дапоўнена спектральнай паралелізацыяй патокаў дадзеных у кожным валакне, каб падтрымліваць далейшае павелічэнне хуткасці перадачы дадзеных. Гэта можа адкрыць зусім новую прастору прымянення для тэхналогіі WDM, у якой максімальная маштабаванасць з пункту гледжання колькасці каналаў і хуткасці перадачы дадзеных мае вырашальнае значэнне.
У гэтым кантэксце,аптычны генератар частотнага грэбня (ГЧГ)адыгрывае ключавую ролю ў якасці кампактнай, фіксаванай крыніцы святла з некалькімі даўжынямі хвалі, якая можа забяспечыць вялікую колькасць добра акрэсленых аптычных носьбітаў. Акрамя таго, асабліва важнай перавагай аптычных частотных грабянцоў з'яўляецца тое, што лініі грабянца ўнутрана аднолькава аддаленыя па частаце, што здымае патрабаванне да міжканальных ахоўных палос і дазваляе пазбегнуць кіравання частатой, якое патрабавалася б для адной лініі ў традыцыйнай схеме з выкарыстаннем масіва DFB-лазераў.
Важна адзначыць, што гэтыя перавагі тычацца не толькі перадатчыкаў WDM, але і іх прыёмнікаў, дзе масівы дыскрэтных лакальных генератараў (LO) можна замяніць аднагрэбневым генератарам. Выкарыстанне грабенчатых генератараў LO яшчэ больш спрашчае лічбавую апрацоўку сігналаў для каналаў WDM, тым самым зніжаючы складанасць прыёмніка і павялічваючы талерантнасць да фазавага шуму.
Акрамя таго, выкарыстанне грэбневых сігналаў LO з фазавай блакіроўкай для паралельнага кагерэнтнага прыёму дазваляе нават рэканструяваць форму хвалі ўсяго сігналу WDM у часовай вобласці, кампенсуючы тым самым пагаршэнні, выкліканыя аптычнымі нелінейнасцямі ў перадавальным валакне. Акрамя гэтых канцэптуальных пераваг перадачы сігналу на аснове грэбне, меншы памер і эканамічна эфектыўная масавая вытворчасць таксама з'яўляюцца ключавымі для будучых прыёмаперадатчыкаў WDM.
Такім чынам, сярод розных канцэпцый грабянчатых генератараў сігналаў асаблівую цікавасць уяўляюць прылады маштабу крышталя. У спалучэнні з высокамаштабуемымі фатоннымі інтэгральнымі схемамі для мадуляцыі, мультыплексавання, маршрутызацыі і прыёму сігналаў дадзеных такія прылады могуць быць ключом да стварэння кампактных, высокаэфектыўных прыёмаперадатчыкаў WDM, якія можна вырабляць у вялікіх колькасцях па нізкай цане, з прапускной здольнасцю да дзясяткаў Тбіт/с на валакно.
На наступным малюнку паказана схема перадатчыка WDM з выкарыстаннем аптычнага частотнага грабянца FCG у якасці шматхвалевай крыніцы святла. Сігнал FCG спачатку падзяляецца ў дэмультыплексары (DEMUX), а затым паступае ў электрааптычны мадулятар EOM. Праз яго сігнал падвяргаецца пашыранай квадратурнай амплітуднай мадуляцыі QAM для аптымальнай спектральнай эфектыўнасці (SE).
На выхадзе перадатчыка каналы рэкамбінуюцца ў мультыплексары (MUX), і сігналы WDM перадаюцца па аднакадавым валакне. На прыёмным канцы прыёмнік з мультыплексаваннем па даўжыні хвалі (WDM Rx) выкарыстоўвае лакальны генератар LO другога FCG для шматхвалевага кагерэнтнага дэтэктавання. Каналы ўваходных сігналаў WDM падзяляюцца дэмультыплексарам і падаюцца на масіў кагерэнтных прыёмнікаў (Coh. Rx), дзе частата дэмультыплексавання лакальнага генератара LO выкарыстоўваецца ў якасці фазавай апорнай кропкі для кожнага кагерэнтнага прыёмніка. Прадукцыйнасць такіх WDM-каналаў, відавочна, у значнай ступені залежыць ад базавага генератара грабянцавага сігналу, у прыватнасці, ад шырыні аптычнай лініі і аптычнай магутнасці на лінію 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 тэхнічныя вузкія месцы, знізіць выдаткі і павысіць надзейнасць, то можна будзе дасягнуць маштабных прымяненняў у аптычнай перадачы.
Час публікацыі: 21 лістапада 2024 г.