Optisk frekvenskam og optisk overføring?

Vi vet at siden 1990-tallet har WDM-bølgelengdedivisjonsmultiplexing-teknologi blitt brukt til langdistanse fiberoptiske koblinger som spenner over hundrevis eller til og med tusenvis av kilometer. For de fleste land og regioner er fiberoptisk infrastruktur deres dyreste eiendel, mens kostnadene for senderskapskomponenter er relativt lave.

Imidlertid, med den eksplosive veksten av nettverksdataoverføringshastigheter som 5G, har WDM -teknologi blitt stadig viktigere i kortdistanseforbindelser, og distribusjonsvolumet til korte koblinger er mye større, noe som gjør kostnadene og størrelsen på senderkomponenter mer følsomme.

For tiden er disse nettverkene fortsatt avhengige av tusenvis av optiske fibre med en modus for parallell overføring gjennom romdivisjonsmultiplexing-kanaler, og datahastigheten til hver kanal er relativt lav, høyst bare noen få hundre GBIT/s (800 g). T-nivå kan ha begrensede applikasjoner.

Men i overskuelig fremtid vil begrepet vanlig romlig parallellisering snart nå sin skalerbarhetsgrense, og må suppleres ved spektrumparallellisering av datastrømmer i hver fiber for å opprettholde ytterligere forbedringer i datahastigheter. Dette kan åpne for et helt nytt applikasjonsrom for multiplexing -teknologi for bølgelengde, der den maksimale skalerbarheten til kanalnummer og datahastighet er avgjørende.

I dette tilfellet kan frekvenskamgeneratoren (FCG), som en kompakt og fast flerbølgelengde lyskilde, gi et stort antall veldefinerte optiske bærere, og dermed spille en avgjørende rolle. I tillegg er en spesielt viktig fordel med optisk frekvenskam at kamlinjene i det vesentlige er like store i frekvens, noe som kan slappe av kravene til interkanalbeskyttelsesbånd og unngå frekvenskontrollen som kreves for enkeltlinjer i tradisjonelle ordninger ved bruk av DFB -laserarrays.

Det skal bemerkes at disse fordelene ikke bare er gjeldende for senderen til multipleksing av bølgelengdeavdeling, men også for mottakeren, der den diskrete lokale oscillatoren (LO) kan erstattes av en enkelt kamgenerator. Bruken av LO -kamgeneratorer kan ytterligere lette digital signalbehandling i bølgelengdedelingsmultiplexing -kanaler, og dermed redusere mottakerkompleksiteten og forbedre fasestøytoleransen.

I tillegg kan bruk av LO-kamsignaler med faselåst funksjon for parallell sammenhengende mottak til og med rekonstruere tidsdomenbølgeformen til hele multiplexing-signalet for bølgelengde, og dermed kompensere for skaden forårsaket av den optiske ikke-lineariteten til transmisjonsfiberen. I tillegg til de konseptuelle fordelene basert på kamsignaloverføring, er mindre størrelse og økonomisk effektiv storstilt produksjon også viktige faktorer for fremtidig bølgelengde-divisjonsmultiplexing transceivere.

Derfor, blant forskjellige COMS -signalgeneratorkonsepter, er enheter for chip -nivå spesielt bemerkelsesverdige. Når det kombineres med svært skalerbare fotoniske integrerte kretser for datasignalmodulasjon, multipleksing, ruting og mottak, kan slike enheter bli nøkkelen til kompakt og effektiv bølgelengdedelingsmultiplexing transceivere som kan produseres i store mengder til lave kostnader, med overføringskapasitet på titalls Tit/s per fiber.

Ved utgangen fra sendingsenden rekombineres hver kanal gjennom en multiplexer (MUX), og multiplexing-signalet for bølgelengde divisjon overføres gjennom en-modus fiber. Ved mottakende ende bruker multiplexing mottaker av bølgelengde -divisjonen (WDM RX) LO LOC LOCAL OSCILLATOR for den andre FCG for interferensdeteksjon med flere bølgelengder. Kanalen til multiplexing -signalet for inngangsbølgelengde divisjon skilles med en demultiplexer og deretter sendes til en sammenhengende mottakerarray (COH. Rx). Blant dem brukes demultipleksingsfrekvensen til den lokale oscillatoren LO som fasereferanse for hver sammenhengende mottaker. Ytelsen til denne multiplexing -koblingen med multiplexing av bølgelengde avhenger åpenbart i stor grad av den grunnleggende kamsignalgeneratoren, spesielt bredden på lyset og den optiske kraften til hver kamlinje.

Selvfølgelig er optisk frekvensskam -teknologi fremdeles i utviklingsstadiet, og applikasjonsscenariene og markedsstørrelsen er relativt små. Hvis det kan overvinne teknologiske flaskehalser, redusere kostnadene og forbedre påliteligheten, kan det oppnå applikasjoner på skala på optisk overføring.