Γνωρίζουμε ότι από τη δεκαετία του 1990, η τεχνολογία πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος WDM χρησιμοποιείται για ζεύξεις οπτικών ινών μεγάλων αποστάσεων που εκτείνονται σε εκατοντάδες ή και χιλιάδες χιλιόμετρα. Για τις περισσότερες χώρες και περιοχές, η υποδομή οπτικών ινών είναι το πιο ακριβό πλεονέκτημά τους, ενώ το κόστος των εξαρτημάτων του πομποδέκτη είναι σχετικά χαμηλό.
Ωστόσο, με την εκρηκτική ανάπτυξη των ρυθμών μετάδοσης δεδομένων δικτύου όπως το 5G, η τεχνολογία WDM έχει γίνει ολοένα και πιο σημαντική στις συνδέσεις μικρής απόστασης και ο όγκος ανάπτυξης των βραχέων συνδέσεων είναι πολύ μεγαλύτερος, καθιστώντας το κόστος και το μέγεθος των στοιχείων του πομποδέκτη πιο ευαίσθητα.
Προς το παρόν, αυτά τα δίκτυα εξακολουθούν να βασίζονται σε χιλιάδες μονοτροπικές οπτικές ίνες για παράλληλη μετάδοση μέσω καναλιών πολυπλεξίας διαίρεσης χώρου και ο ρυθμός δεδομένων κάθε καναλιού είναι σχετικά χαμηλός, το πολύ μόνο μερικές εκατοντάδες Gbit/s (800G). Το T-level μπορεί να έχει περιορισμένες εφαρμογές.
Όμως, στο άμεσο μέλλον, η έννοια της συνηθισμένης χωρικής παραλληλοποίησης θα φτάσει σύντομα το όριο επεκτασιμότητας και πρέπει να συμπληρωθεί με παραλληλοποίηση φάσματος των ροών δεδομένων σε κάθε ίνα για να διατηρηθούν περαιτέρω βελτιώσεις στους ρυθμούς δεδομένων. Αυτό μπορεί να ανοίξει έναν εντελώς νέο χώρο εφαρμογής για την τεχνολογία πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος, όπου η μέγιστη επεκτασιμότητα του αριθμού καναλιού και του ρυθμού δεδομένων είναι ζωτικής σημασίας.
Σε αυτή την περίπτωση, η γεννήτρια χτένα συχνότητας (FCG), ως συμπαγής και σταθερή πηγή φωτός πολλαπλών μήκων κύματος, μπορεί να παρέχει μεγάλο αριθμό καλά καθορισμένων οπτικών φορέων, παίζοντας έτσι έναν κρίσιμο ρόλο. Επιπλέον, ένα ιδιαίτερα σημαντικό πλεονέκτημα της οπτικής χτένας συχνότητας είναι ότι οι γραμμές χτενίσματος έχουν ουσιαστικά ίση απόσταση σε συχνότητα, γεγονός που μπορεί να χαλαρώσει τις απαιτήσεις για τις ζώνες προστασίας μεταξύ καναλιών και να αποφύγει τον έλεγχο συχνότητας που απαιτείται για μεμονωμένες γραμμές σε παραδοσιακά σχήματα που χρησιμοποιούν συστοιχίες λέιζερ DFB.
Πρέπει να σημειωθεί ότι αυτά τα πλεονεκτήματα δεν ισχύουν μόνο για τον πομπό της πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος, αλλά και για τον δέκτη του, όπου η διάταξη διακριτού τοπικού ταλαντωτή (LO) μπορεί να αντικατασταθεί από μία γεννήτρια χτένας. Η χρήση γεννητριών LO comb μπορεί να διευκολύνει περαιτέρω την επεξεργασία ψηφιακού σήματος σε κανάλια πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος, μειώνοντας έτσι την πολυπλοκότητα του δέκτη και βελτιώνοντας την ανοχή του θορύβου φάσης.
Επιπλέον, η χρήση σημάτων LO comb με λειτουργία κλειδώματος φάσης για παράλληλη συνεκτική λήψη μπορεί ακόμη και να ανακατασκευάσει την κυματομορφή του τομέα χρόνου ολόκληρου του σήματος πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος, αντισταθμίζοντας έτσι τη ζημιά που προκαλείται από την οπτική μη γραμμικότητα της ίνας μετάδοσης. Εκτός από τα εννοιολογικά πλεονεκτήματα που βασίζονται στη μετάδοση σήματος χτενίσματος, το μικρότερο μέγεθος και η οικονομικά αποδοτική παραγωγή μεγάλης κλίμακας είναι επίσης βασικοί παράγοντες για τους μελλοντικούς πομποδέκτες πολυπλεξίας με διαίρεση μήκους κύματος.
Ως εκ τούτου, μεταξύ των διαφόρων ιδεών γεννήτριας σήματος χτενίσματος, οι συσκευές επιπέδου τσιπ είναι ιδιαίτερα αξιοσημείωτες. Όταν συνδυάζονται με υψηλής κλιμάκωσης φωτονικά ολοκληρωμένα κυκλώματα για διαμόρφωση σήματος δεδομένων, πολυπλεξία, δρομολόγηση και λήψη, τέτοιες συσκευές μπορεί να γίνουν το κλειδί για συμπαγείς και αποτελεσματικούς πομποδέκτες πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος που μπορούν να κατασκευαστούν σε μεγάλες ποσότητες με χαμηλό κόστος, με ικανότητα μετάδοσης δεκάδων Tbit/s ανά ίνα.
Στην έξοδο του άκρου αποστολής, κάθε κανάλι ανασυνδυάζεται μέσω ενός πολυπλέκτη (MUX) και το σήμα πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος μεταδίδεται μέσω ίνας μονής λειτουργίας. Στο άκρο λήψης, ο δέκτης πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος (WDM Rx) χρησιμοποιεί τον τοπικό ταλαντωτή LO του δεύτερου FCG για ανίχνευση παρεμβολών πολλαπλών μηκών κύματος. Το κανάλι του σήματος πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος εισόδου διαχωρίζεται από έναν αποπολυπλέκτη και στη συνέχεια αποστέλλεται σε μια συνεκτική διάταξη δέκτη (Coh. Rx). Μεταξύ αυτών, η συχνότητα αποπολυπλεξίας του τοπικού ταλαντωτή LO χρησιμοποιείται ως αναφορά φάσης για κάθε συνεκτικό δέκτη. Η απόδοση αυτής της ζεύξης πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος εξαρτάται προφανώς σε μεγάλο βαθμό από τη βασική γεννήτρια σήματος χτένας, ειδικά το πλάτος του φωτός και την οπτική ισχύ κάθε γραμμής χτένας.
Φυσικά, η τεχνολογία χτένας οπτικών συχνοτήτων βρίσκεται ακόμα στο στάδιο ανάπτυξης και τα σενάρια εφαρμογής της και το μέγεθος της αγοράς είναι σχετικά μικρά. Εάν μπορεί να ξεπεράσει τα τεχνολογικά σημεία συμφόρησης, να μειώσει το κόστος και να βελτιώσει την αξιοπιστία, μπορεί να επιτύχει εφαρμογές σε επίπεδο κλίμακας στην οπτική μετάδοση.
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-19-2024