Vi ved, at WDM-bølgelængdedelingsmultipleksteknologi siden 1990'erne er blevet brugt til langdistance fiberoptiske forbindelser, der spænder over hundreder eller endda tusinder af kilometer. For de fleste lande og regioner er fiberoptisk infrastruktur deres dyreste aktiv, mens omkostningerne til transceiverkomponenter er relativt lave.
Men med den eksplosive vækst i netværksdatatransmissionshastigheder som 5G, er WDM-teknologien blevet stadig vigtigere i forbindelse med korte afstande, og udrulningsvolumen af korte links er meget større, hvilket gør omkostningerne og størrelsen af transceiverkomponenter mere følsomme.
På nuværende tidspunkt er disse netværk stadig afhængige af tusindvis af single-mode optiske fibre til parallel transmission gennem rumdelingsmultiplekseringskanaler, og datahastigheden for hver kanal er relativt lav, højst kun et par hundrede Gbit/s (800G). T-niveau kan have begrænsede applikationer.
Men inden for en overskuelig fremtid vil konceptet med almindelig rumlig parallelisering snart nå sin skalerbarhedsgrænse og skal suppleres med spektrumparallelisering af datastrømme i hver fiber for at opretholde yderligere forbedringer i datahastigheder. Dette kan åbne op for et helt nyt applikationsrum for bølgelængdedelingsmultiplekseringsteknologi, hvor den maksimale skalerbarhed af kanalnummer og datahastighed er afgørende.
I dette tilfælde kan frekvenskamgeneratoren (FCG), som en kompakt og fast lyskilde med flere bølgelængder, levere et stort antal veldefinerede optiske bærere og dermed spille en afgørende rolle. Derudover er en særlig vigtig fordel ved optisk frekvenskam, at kamlinjerne i det væsentlige er ækvidistante i frekvens, hvilket kan lempe kravene til interkanalbeskyttelsesbånd og undgå den frekvenskontrol, der kræves for enkeltlinjer i traditionelle skemaer, der anvender DFB-lasersystemer.
Det skal bemærkes, at disse fordele ikke kun gælder for senderen til bølgelængdemultipleksing, men også for dens modtager, hvor den diskrete lokaloscillator (LO)-array kan erstattes af en enkelt kamgenerator. Brugen af LO-kamgeneratorer kan yderligere lette digital signalbehandling i bølgelængdemultiplekseringskanaler og derved reducere modtagerens kompleksitet og forbedre fasestøjstolerancen.
Derudover kan brug af LO-kamsignaler med faselåst funktion til parallel kohærent modtagelse endda rekonstruere tidsdomænebølgeformen for hele bølgelængdemultiplekseringssignalet, og derved kompensere for skaden forårsaget af transmissionsfiberens optiske ikke-linearitet. Ud over de konceptuelle fordele baseret på kamsignaltransmission er mindre størrelse og økonomisk effektiv produktion i stor skala også nøglefaktorer for fremtidige bølgelængdemultipleksende transceivere.
Derfor er chipniveauenheder særligt bemærkelsesværdige blandt forskellige kamsignalgeneratorkoncepter. Når de kombineres med meget skalerbare fotoniske integrerede kredsløb til datasignalmodulation, multipleksing, routing og modtagelse, kan sådanne enheder blive nøglen til kompakte og effektive bølgelængdedelingsmultipleksende transceivere, der kan fremstilles i store mængder til lave omkostninger, med en transmissionskapacitet på titusvis af Tbit/s pr. fiber.
Ved udgangen af sendeenden bliver hver kanal rekombineret gennem en multiplekser (MUX), og bølgelængdedelingsmultiplekseringssignalet transmitteres gennem single-mode fiber. I den modtagende ende bruger bølgelængdemultiplekseringsmodtageren (WDM Rx) LO-lokaloscillatoren for den anden FCG til multibølgelængdeinterferensdetektion. Kanalen for inputbølgelængdedelingsmultiplekssignalet adskilles af en demultiplekser og sendes derefter til et kohærent modtagerarray (Coh. Rx). Blandt dem bruges demultipleksfrekvensen af lokaloscillatoren LO som fasereference for hver kohærent modtager. Ydeevnen af denne bølgelængdemultiplekseringsforbindelse afhænger naturligvis i høj grad af den grundlæggende kamsignalgenerator, især lysets bredde og den optiske effekt af hver kamlinje.
Selvfølgelig er optisk frekvenskamteknologi stadig i udviklingsstadiet, og dens anvendelsesscenarier og markedsstørrelse er relativt små. Hvis den kan overvinde teknologiske flaskehalse, reducere omkostningerne og forbedre pålideligheden, kan den opnå skalaniveauapplikationer inden for optisk transmission.
Indlægstid: 19. december 2024