Vi ved, at WDM-bølgelængdemultiplekseringsteknologi er blevet brugt til langdistance fiberoptiske forbindelser, der strækker sig over hundreder eller endda tusinder af kilometer, siden 1990'erne. 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-teknologi blevet stadig vigtigere i korte forbindelser, og implementeringsvolumenet af korte forbindelser er meget større, hvilket gør omkostningerne og størrelsen af transceiverkomponenter mere følsomme.
I øjeblikket er disse netværk stadig afhængige af tusindvis af single-mode optiske fibre til parallel transmission via Space Division Multiplexing-kanaler, og datahastigheden for hver kanal er relativt lav, højst kun et par hundrede Gbit/s (800G). T-niveau kan have begrænsede anvendelser.
Men i den nærmeste 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 et helt nyt anvendelsesrum for bølgelængdemultiplekseringsteknologi, hvor maksimal 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 stort set er lige langt fra hinanden i frekvens, hvilket kan lempe kravene til beskyttelsesbånd mellem kanaler og undgå den frekvenskontrol, der kræves for enkelte linjer i traditionelle ordninger, der bruger DFB-laserarrays.
Det skal bemærkes, at disse fordele ikke kun gælder for senderen med bølgelængdemultipleksing, men også for dens modtager, hvor den diskrete lokale oscillator (LO) kan erstattes af en enkelt kamgenerator. Brugen af LO-kamgeneratorer kan yderligere lette digital signalbehandling i bølgelængdemultipleksingskanaler, hvorved modtagerens kompleksitet reduceres og fasestøjtolerancen forbedres.
Derudover kan brugen af LO-kamsignaler med faselåst funktion til parallel kohærent modtagelse endda rekonstruere tidsdomænebølgeformen for hele bølgelængdemultiplekseringssignalet og derved kompensere for den skade, der er forårsaget af transmissionsfiberens optiske ikke-linearitet. Ud over de konceptuelle fordele baseret på kamsignaltransmission er mindre størrelse og økonomisk effektiv storskalaproduktion også nøglefaktorer for fremtidige bølgelængdemultiplekseringstransceivere.
Derfor er chip-niveau-enheder 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 bølgelængdemultipleksingstransceivere, der kan fremstilles i store mængder til lave omkostninger med en transmissionskapacitet på ti Tbit/s pr. fiber.
Ved udgangen af sendenden rekombineres hver kanal via en multiplekser (MUX), og bølgelængdedelingsmultiplekseringssignalet transmitteres via single-mode fiber. Ved modtageren bruger bølgelængdedelingsmultiplekseringsmodtageren (WDM Rx) den anden FCG's LO-lokaloscillator til detektering af multibølgelængdeinterferens. Kanalen for indgangsbølgelængdedelingsmultiplekseringssignalet er adskilt af en demultiplekser og derefter sendt til en kohærent modtageropstilling (Coh. Rx). Blandt disse bruges demultiplekseringsfrekvensen for den lokale oscillator LO som fasereference for hver kohærent modtager. Ydeevnen af denne bølgelængdedelingsmultiplekseringslink afhænger naturligvis i høj grad af den grundlæggende kamsignalgenerator, især lysets bredde og den optiske effekt af hver kamlinje.
Optisk frekvenskamteknologi er naturligvis stadig i udviklingsfasen, og dens anvendelsesscenarier og markedsstørrelse er relativt lille. Hvis den kan overvinde teknologiske flaskehalse, reducere omkostninger og forbedre pålideligheden, kan den opnå skala-anvendelser inden for optisk transmission.
Opslagstidspunkt: 19. dec. 2024