Όπως γνωρίζουμε, από τη δεκαετία του 1990, η τεχνολογία WDM WDM χρησιμοποιείται για συνδέσεις οπτικών ινών μεγάλων αποστάσεων εκατοντάδων ή και χιλιάδων χιλιομέτρων. Για τις περισσότερες περιοχές της χώρας, η υποδομή οπτικών ινών είναι το πιο ακριβό περιουσιακό στοιχείο της, ενώ το κόστος των εξαρτημάτων του πομποδέκτη είναι σχετικά χαμηλό.
Ωστόσο, με την έκρηξη των ρυθμών δεδομένων σε δίκτυα όπως το 5G, η τεχνολογία WDM γίνεται όλο και πιο σημαντική και στις συνδέσεις μικρών αποστάσεων, οι οποίες αναπτύσσονται σε πολύ μεγαλύτερους όγκους και επομένως είναι πιο ευαίσθητες στο κόστος και το μέγεθος των συγκροτημάτων πομποδέκτη.
Επί του παρόντος, αυτά τα δίκτυα εξακολουθούν να βασίζονται σε χιλιάδες μονοτροπικές οπτικές ίνες που μεταδίδονται παράλληλα μέσω καναλιών πολυπλεξίας διαίρεσης χώρου, με σχετικά χαμηλούς ρυθμούς δεδομένων το πολύ μερικές εκατοντάδες Gbit/s (800 G) ανά κανάλι, με μικρό αριθμό δυνατών εφαρμογές στην T-class.
Ωστόσο, στο άμεσο μέλλον, η έννοια της κοινής χωρικής παραλληλοποίησης θα φτάσει σύντομα τα όρια της επεκτασιμότητας της και θα πρέπει να συμπληρωθεί με φασματική παραλληλοποίηση των ροών δεδομένων σε κάθε ίνα προκειμένου να διατηρηθούν περαιτέρω αυξήσεις στους ρυθμούς δεδομένων. Αυτό μπορεί να ανοίξει έναν εντελώς νέο χώρο εφαρμογών για την τεχνολογία WDM, στον οποίο η μέγιστη επεκτασιμότητα όσον αφορά τον αριθμό των καναλιών και τον ρυθμό δεδομένων είναι ζωτικής σημασίας.
Στο πλαίσιο αυτό,η γεννήτρια χτένας οπτικής συχνότητας (FCG)παίζει βασικό ρόλο ως μια συμπαγής, σταθερή πηγή φωτός πολλαπλών μήκων κύματος που μπορεί να παρέχει μεγάλο αριθμό καλά καθορισμένων οπτικών φορέων. Επιπλέον, ένα ιδιαίτερα σημαντικό πλεονέκτημα των χτενών οπτικής συχνότητας είναι ότι οι γραμμές χτενίσματος έχουν εγγενώς ίση απόσταση σε συχνότητα, χαλαρώνοντας έτσι την απαίτηση για ζώνες προστασίας μεταξύ των καναλιών και αποφεύγοντας τον έλεγχο συχνότητας που θα απαιτούνταν για μία μόνο γραμμή σε ένα συμβατικό σχήμα χρησιμοποιώντας μια συστοιχία λέιζερ DFB.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτά τα πλεονεκτήματα ισχύουν όχι μόνο για τους πομπούς WDM αλλά και για τους δέκτες τους, όπου οι διακριτοί τοπικοί ταλαντωτές (LO) συστοιχίες μπορούν να αντικατασταθούν από μία γεννήτρια χτένας. Η χρήση γεννητριών χτένας LO διευκολύνει περαιτέρω την επεξεργασία ψηφιακών σημάτων για κανάλια WDM, μειώνοντας έτσι την πολυπλοκότητα του δέκτη και αυξάνοντας την ανοχή του θορύβου φάσης.
Επιπλέον, η χρήση σημάτων LO comb με κλείδωμα φάσης για παράλληλη συνεκτική λήψη καθιστά δυνατή ακόμη και την ανακατασκευή της κυματομορφής του τομέα χρόνου ολόκληρου του σήματος WDM, αντισταθμίζοντας έτσι τις βλάβες που προκαλούνται από οπτικές μη γραμμικότητες στην ίνα μετάδοσης. Εκτός από αυτά τα εννοιολογικά πλεονεκτήματα της μετάδοσης σήματος που βασίζεται σε χτένα, το μικρότερο μέγεθος και η οικονομικά αποδοτική μαζική παραγωγή είναι επίσης βασικά για τους μελλοντικούς πομποδέκτες WDM.
Επομένως, μεταξύ των διαφόρων ιδεών γεννήτριας σήματος χτενίσματος, οι συσκευές κλίμακας τσιπ παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον. Όταν συνδυάζονται με υψηλής κλιμάκωσης φωτονικά ολοκληρωμένα κυκλώματα για διαμόρφωση σήματος δεδομένων, πολυπλεξία, δρομολόγηση και λήψη, τέτοιες συσκευές μπορεί να κρατούν το κλειδί για συμπαγείς, υψηλής απόδοσης πομποδέκτες WDM που μπορούν να κατασκευαστούν σε μεγάλες ποσότητες με χαμηλό κόστος, με χωρητικότητα μετάδοσης έως και δεκάδες Tbit/s ανά ίνα.
Το παρακάτω σχήμα απεικονίζει μια σχηματική εικόνα ενός πομπού WDM που χρησιμοποιεί μια χτένα οπτικής συχνότητας FCG ως πηγή φωτός πολλαπλού μήκους κύματος. Το σήμα χτένας FCG διαχωρίζεται πρώτα σε έναν αποπολυπλέκτη (DEMUX) και στη συνέχεια εισάγεται σε έναν ηλεκτρο-οπτικό διαμορφωτή EOM. Μέσω, το σήμα υποβάλλεται σε προηγμένη διαμόρφωση πλάτους τετραγωνισμού QAM για βέλτιστη φασματική απόδοση (SE).
Στην έξοδο του πομπού, τα κανάλια ανασυνδυάζονται σε έναν πολυπλέκτη (MUX) και τα σήματα WDM μεταδίδονται μέσω ίνας απλής λειτουργίας. Στο άκρο λήψης, ο δέκτης πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος (WDM Rx), χρησιμοποιεί τον τοπικό ταλαντωτή LO του 2ου FCG για συνεκτική ανίχνευση πολλαπλών μήκων κύματος. Τα κανάλια των σημάτων εισόδου WDM διαχωρίζονται από έναν αποπολυπλέκτη και τροφοδοτούνται στη συνεκτική διάταξη δέκτη (Coh. Rx). όπου η συχνότητα αποπολυπλεξίας του τοπικού ταλαντωτή LO χρησιμοποιείται ως αναφορά φάσης για κάθε συνεκτικό δέκτη. Η απόδοση τέτοιων συνδέσεων WDM εξαρτάται προφανώς σε μεγάλο βαθμό από την υποκείμενη γεννήτρια σήματος χτενίσματος, ιδιαίτερα το πλάτος της οπτικής γραμμής και την οπτική ισχύ ανά γραμμή 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 τεχνικά σημεία συμφόρησης, να μειώσει το κόστος και να βελτιώσει την αξιοπιστία, τότε θα είναι δυνατό να επιτευχθούν εφαρμογές σε επίπεδο κλίμακας στην οπτική μετάδοση.
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-21-2024