Optický frekvenční hřeben a optický přenos?

Víme, že od 90. let se technologie multiplexování divize vlnové délky WDM používá pro odkazy na optické vlákno na dlouhé vzdálenosti stovek nebo dokonce tisíce kilometrů. Pro většinu zemí a regionů je infrastruktura optických vláken jejich nejdražší aktivem, zatímco náklady na komponenty transceiveru jsou relativně nízké.

Avšak s výbušným růstem rychlostí přenosu dat sítě, jako je 5G, se technologie WDM stává v odkazech na krátkou vzdálenost stále důležitější a objem nasazení krátkých odkazů je mnohem větší, což zvyšuje citlivější náklady a velikost komponent transceiveru.

V současné době se tyto sítě stále spoléhají na tisíce optických vláken s jedním režimem pro paralelní přenos prostřednictvím multiplexovacích kanálů kosmického dělení a rychlost dat každého kanálu je relativně nízká, nejvýše jen několik set GBIT/S (800 g). Úrovně T může mít omezené aplikace.

V dohledné budoucnosti však koncept běžné prostorové paralelizace brzy dosáhne limitu škálovatelnosti a musí být doplněn paralelizací dat v každém vlákně, aby se udržel další zlepšení datových rychlostí. To může otevřít zcela nový aplikační prostor pro technologii multiplexování vlnové délky, kde je zásadní maximální škálovatelnost počtu kanálů a rychlosti dat.

V tomto případě může generátor frekvenčního hřebenu (FCG) jako kompaktní a pevný zdroj světelného světla s více vlnovými délkami poskytnout velké množství dobře definovaných optických nosičů, čímž hraje klíčovou roli. Kromě toho je zvláště důležitou výhodou optického frekvenčního hřebenu v tom, že hřebenové linie jsou v podstatě ekvidistantní ve frekvenci, což může uvolnit požadavky na pásy mezi kanály a zabránit frekvenční kontrole potřebné pro jednotlivé linie v tradičních schématech pomocí laserových polí DFB.

Je třeba poznamenat, že tyto výhody jsou nejen použitelné pouze pro vysílač multiplexování dělení vlnové délky, ale také na jeho přijímač, kde diskrétní lokální oscilátor (LO) může být nahrazeno jediným hřebenovým generátorem. Použití generátorů LO hřebeny může dále usnadnit zpracování digitálního signálu v dělení vlnových délek multiplexovacích kanálů, čímž se sníží složitost přijímače a zlepšuje toleranci fázového šumu.

Kromě toho může použití LO hřebenových signálů s funkcí fázově uzamčenou pro paralelní koherentní příjem dokonce rekonstruovat tvar vlny v časové doméně celého signálu dělení vlnové délky, čímž se kompenzuje poškození způsobené optickou nelinearitou přenosového vlákna. Kromě koncepčních výhod založených na přenosu signálu hřebenů jsou menší velikost a ekonomicky efektivní výroba ve velkém měřítku také klíčovými faktory pro budoucí transceivery pro budoucí vlnové délky.

Proto jsou mezi různými koncepty generátoru hřebenových signálů zvláště pozoruhodná zařízení na úrovni čipů. V kombinaci s vysoce škálovatelnými fotonickými integrovanými obvody pro modulaci datového signálu, multiplexování, směrování a příjem se mohou taková zařízení stát klíčem k kompaktnímu a efektivnímu transcexovému rozdělení vlnových délek, které lze vyrobit ve velkém množství za nízkých nákladů, s přenosovou kapacitou desítek TBIT/S na vlákno.

Na výstupu odesílacího konce je každý kanál rekombinován multiplexorem (MUX) a multiplexní signál dělení vlnové délky je přenášen pomocí jednoho režimu vlákna. Na přijímajícím konci používá multiplexní přijímač divize vlnové délky (WDM RX) lokální oscilátor druhého FCG pro detekci interference s více vlnovými délkami. Kanál multiplexního signálu divize vlnové vlnové délky je oddělen demultiplexerem a poté odeslán do koherentního pole přijímače (COH. Rx). Mezi nimi se jako fázová reference pro každý koherentní přijímač používá jako fázová reference pro každý koherentní přijímač. Výkon multiplexního spojení této vlnové délky zjevně závisí do značné míry na generátoru základního hřebenového signálu, zejména na šířce světla a optickou sílu každé hřebenové linie.

Technologie optické frekvenční frekvence je samozřejmě stále ve fázi vývoje a její aplikační scénáře a velikost trhu jsou relativně malé. Pokud dokáže překonat technologická úzká místa, snížit náklady a zlepšit spolehlivost, může dosáhnout aplikací na úrovni stupnice v optickém přenosu.