Як мы ведаем, з 1990-х гадоў тэхналогія WDM WDM выкарыстоўваецца для валаконна-аптычных злучэнняў на вялікія адлегласці ў сотні ці нават тысячы кіламетраў. Для большасці рэгіёнаў краіны валаконная інфраструктура з'яўляецца самым дарагім актывам, у той час як кошт кампанентаў трансівера адносна нізкі.
Аднак з рэзкім ростам хуткасці перадачы дадзеных у такіх сетках, як 5G, тэхналогія WDM становіцца ўсё больш важнай і для злучэнняў на кароткія адлегласці, якія разгортваюцца ў значна большых аб'ёмах і, такім чынам, больш адчувальныя да кошту і памеру прыёмаперадатчыкаў.
У цяперашні час гэтыя сеткі па-ранейшаму абапіраюцца на тысячы аднамодавых аптычных валокнаў, якія перадаюцца паралельна праз каналы мультыплексавання з прасторавым падзелам, з адносна нізкай хуткасцю перадачы дадзеных, не больш за некалькі сотняў Гбіт/с (800 Гбіт) на канал, з невялікай колькасцю магчымых прыкладанняў у Т-класе.
Аднак у агляднай будучыні канцэпцыя агульнай прасторавай паралелізацыі хутка дасягне межаў сваёй маштабаванасці і павінна будзе быць дапоўнена спектральнай паралелізацыяй патокаў даных у кожным валакне, каб падтрымліваць далейшае павелічэнне хуткасці перадачы дадзеных. Гэта можа адкрыць зусім новую прастору прымянення тэхналогіі WDM, у якой максімальная маштабаванасць з пункту гледжання колькасці каналаў і хуткасці перадачы дадзеных мае вырашальнае значэнне.
У гэтым кантэксце,генератар аптычнай грэбня частоты (FCG)гуляе ключавую ролю ў якасці кампактнай, фіксаванай, шматхвалевай крыніцы святла, якая можа забяспечваць вялікую колькасць выразна акрэсленых аптычных носьбітаў. Акрамя таго, асабліва важнай перавагай аптычных частотных грабянцоў з'яўляецца тое, што лініі грэбня па сваёй сутнасці эквідыстантныя па частаце, што зніжае патрабаванні да міжканальных ахоўных палос і пазбягае кантролю частоты, які патрабаваўся б для адной лініі ў звычайнай схеме з выкарыстаннем масіў лазераў DFB.
Важна адзначыць, што гэтыя перавагі прымяняюцца не толькі да перадатчыкаў WDM, але і да іх прымачоў, дзе дыскрэтныя масівы гетеродина (LO) могуць быць заменены адным генератарам грэбня. Выкарыстанне генератараў гетеродиновой грабянцы дадаткова палягчае лічбавую апрацоўку сігналаў для каналаў WDM, тым самым памяншаючы складанасць прыёмніка і павялічваючы дапушчальнасць да фазавага шуму.
Акрамя таго, выкарыстанне грабяністых сігналаў LO з фазавай блакіроўкай для паралельнага кагерэнтнага прыёму дазваляе нават аднавіць форму хвалі ў часавай вобласці ўсяго сігналу WDM, такім чынам кампенсуючы пагаршэнні, выкліканыя аптычнай нелінейнасцю валакна перадачы. У дадатак да гэтых канцэптуальных пераваг перадачы сігналу на аснове грэбня, меншы памер і эканамічная масавая вытворчасць таксама з'яўляюцца ключавымі для будучых прыёмаперадатчыкаў WDM.
Такім чынам, сярод розных канцэпцый генератараў сігналаў грабянцы асаблівую цікавасць уяўляюць прылады з маштабам мікрасхем. У спалучэнні з высокамаштабуемымі фатоннымі інтэгральнымі схемамі для мадуляцыі сігналу даных, мультыплексавання, маршрутызацыі і прыёму такія прылады могуць быць ключом да кампактных, высокаэфектыўных прыёмаперадатчыкаў WDM, якія можна вырабляць у вялікіх колькасцях па нізкай цане, з магутнасцю перадачы да дзесяткаў Тбіт/с на валакно.
На наступным малюнку паказана схема перадатчыка WDM з выкарыстаннем аптычнай частотнай грэбня FCG у якасці шматхвалевай крыніцы святла. Сігнал FCG грэбня спачатку раздзяляецца ў дэмультыплексары (DEMUX), а затым паступае ў электрааптычны мадулятар EOM. Праз гэта сігнал падвяргаецца ўдасканаленай квадратурнай амплітуднай мадуляцыі QAM для аптымальнай спектральнай эфектыўнасці (SE).
На выхадзе перадатчыка каналы рэкамбінуюцца ў мультыплексары (MUX), і сігналы WDM перадаюцца па аднамодаваму валакну. На прыёмным канцы прыёмнік з мультыплексаваннем па даўжынях хваль (WDM Rx) выкарыстоўвае лакальны гетеродин 2-й FCG для шматхвалевага кагерэнтнага выяўлення. Каналы уваходных сігналаў WDM раздзяляюцца дэмультыплексарам і падаюцца на кагерэнтны прыёмнік (Coh. Rx). дзе частата демультиплексирования гетеродина гетеродина выкарыстоўваецца ў якасці апорнай фазы для кожнага кагерэнтнага прыёмніка. Прадукцыйнасць такіх каналаў WDM, відавочна, у значнай ступені залежыць ад базавага генератара сігналаў грэбня, у прыватнасці, ад шырыні аптычнай лініі і аптычнай магутнасці на лінію грэбня.
Вядома, тэхналогія аптычнай частотнай грабянцы ўсё яшчэ знаходзіцца ў стадыі распрацоўкі, і яе сцэнарыі прымянення і памер рынку адносна невялікія. Калі гэта можа пераадолець тэхнічныя вузкія месцы, знізіць выдаткі і павысіць надзейнасць, то можна будзе дасягнуць маштабных прыкладанняў у аптычнай перадачы.
Час публікацыі: 21 лістапада 2024 г