Kao što znamo, od 1990-ih, WDM WDM tehnologija se koristi za optičke veze na velike udaljenosti od stotina ili čak hiljada kilometara. Za većinu regija zemlje, optička infrastruktura je najskuplja imovina, dok je cijena komponenti primopredajnika relativno niska.
Međutim, s eksplozijom brzina prijenosa podataka u mrežama poput 5G, WDM tehnologija postaje sve važnija i kod veza kratkih relacija, koje se koriste u mnogo većim količinama i stoga su osjetljivije na cijenu i veličinu sklopova primopredajnika.
Trenutno se ove mreže i dalje oslanjaju na hiljade jednomodnih optičkih vlakana koja se prenose paralelno kroz kanale prostornog multipleksiranja, sa relativno niskim brzinama prenosa podataka od najviše nekoliko stotina Gbit/s (800G) po kanalu, sa malim brojem mogućih primjena u T-klasi.
Međutim, u doglednoj budućnosti, koncept zajedničke prostorne paralelizacije uskoro će dostići granice svoje skalabilnosti i morat će se dopuniti spektralnom paralelizacijom tokova podataka u svakom vlaknu kako bi se održalo daljnje povećanje brzine prijenosa podataka. Ovo bi moglo otvoriti potpuno novi prostor primjene za WDM tehnologiju, u kojem je maksimalna skalabilnost u smislu broja kanala i brzine prijenosa podataka ključna.
U ovom kontekstu,generator optičkog frekventnog grebena (FCG)igra ključnu ulogu kao kompaktni, fiksni izvor svjetlosti s više valnih dužina koji može osigurati veliki broj dobro definiranih optičkih nosioca. Osim toga, posebno važna prednost optičkih frekvencijskih češljeva je ta što su linije češlja intrinzično jednako udaljene po frekvenciji, čime se smanjuje zahtjev za međukanalnim zaštitnim pojasevima i izbjegava kontrola frekvencije koja bi bila potrebna za jednu liniju u konvencionalnoj shemi koja koristi niz DFB lasera.
Važno je napomenuti da se ove prednosti ne odnose samo na WDM predajnike, već i na njihove prijemnike, gdje se nizovi diskretnih lokalnih oscilatora (LO) mogu zamijeniti generatorom s jednim češljem. Upotreba LO generatora s češljem dodatno olakšava digitalnu obradu signala za WDM kanale, čime se smanjuje složenost prijemnika i povećava tolerancija faznog šuma.
Osim toga, upotreba LO češljastih signala sa faznim zaključavanjem za paralelni koherentni prijem čak omogućava rekonstrukciju vremenskog valnog oblika cijelog WDM signala, čime se kompenziraju oštećenja uzrokovana optičkim nelinearnostima u prijenosnom vlaknu. Pored ovih konceptualnih prednosti prijenosa signala na bazi češlja, manja veličina i isplativa masovna proizvodnja također su ključni za buduće WDM primopredajnike.
Stoga su, među raznim konceptima generatora signala sa češljem, uređaji veličine čipa od posebnog interesa. U kombinaciji sa visoko skalabilnim fotonskim integriranim kolima za modulaciju, multipleksiranje, usmjeravanje i prijem podatkovnih signala, takvi uređaji mogu biti ključ za kompaktne, visoko efikasne WDM primopredajnike koji se mogu proizvoditi u velikim količinama po niskoj cijeni, s kapacitetima prijenosa i do desetina Tbit/s po vlaknu.
Sljedeća slika prikazuje shemu WDM predajnika koji koristi optički frekventni češalj FCG kao izvor svjetlosti s više valnih dužina. Signal FCG češlja se prvo odvaja u demultiplekseru (DEMUX), a zatim ulazi u EOM elektrooptički modulator. Kroz to, signal se podvrgava naprednoj QAM kvadraturnoj amplitudskoj modulaciji za optimalnu spektralnu efikasnost (SE).
Na izlazu iz predajnika, kanali se rekombinuju u multiplekseru (MUX) i WDM signali se prenose preko jednomodnog optičkog vlakna. Na prijemnom kraju, prijemnik sa multipleksiranjem talasnih dužina (WDM Rx) koristi lokalni oscilator LO drugog FCG-a za koherentnu detekciju više talasnih dužina. Kanali ulaznih WDM signala su odvojeni demultiplekserom i dovedeni do koherentnog prijemnog niza (Coh. Rx), gdje se frekvencija demultipleksiranja lokalnog oscilatora LO koristi kao fazna referenca za svaki koherentni prijemnik. Performanse takvih WDM veza očigledno u velikoj mjeri zavise od osnovnog generatora signala češlja, posebno od širine optičke linije i optičke snage po liniji češlja.
Naravno, tehnologija optičkog frekventnog češlja je još uvijek u fazi razvoja, a njeni scenariji primjene i veličina tržišta su relativno mali. Ako se mogu prevazići tehnička uska grla, smanjiti troškovi i poboljšati pouzdanost, tada će biti moguće postići primjene na nivou velikih razmjera u optičkom prijenosu.
Vrijeme objave: 21. novembar 2024.