Чешел од оптичка фреквенција и оптички пренос?

Знаеме дека од 1990-тите, технологијата за мултиплексирање на бранова должина на WDM се користи за врски со оптички влакна со долги растојанија кои опфаќаат стотици или дури илјадници километри. За повеќето земји и региони, инфраструктурата со оптички влакна е нивно најскапо средство, додека цената на компонентите на предавателот е релативно ниска.

Како и да е, со експлозивниот раст на стапките на пренесување на мрежните податоци, како што е 5G, технологијата WDM стана сè поважна во врските на кратко растојание, а обемот на распоредување на кратки врски е многу поголем, со што цената и големината на компонентите на предавателот се чувствителни.

Во моментов, овие мрежи сè уште се потпираат на илјадници оптички влакна со еден режим за паралелно пренесување преку канали за мултиплексирање на вселенска поделба, а стапката на податоци на секој канал е релативно ниска, најмногу само неколку стотици Gbit/s (800g). Т-ниво може да има ограничени апликации.

Но, во блиска иднина, концептот на обична просторна паралелизација наскоро ќе го достигне својот ограничување на приспособливост и мора да биде надополнет со паралелизирање на спектарот на протоците на податоците во секое влакно за да се одржат понатамошни подобрувања во стапките на податоци. Ова може да отвори сосема нов простор за апликација за технологија за мултиплексирање на поделба на бранова должина, каде што е клучна максималната приспособливост на бројот на каналот и стапката на податоци.

Во овој случај, генераторот на фреквенција чевли (FCG), како компактен и фиксен извор на светлина со повеќе бранови, може да обезбеди голем број на добро дефинирани оптички носачи, со што игра клучна улога. Покрај тоа, особено важна предност на чешел на оптичка фреквенција е тоа што линиите на чешел се во суштина рамнотежа во фреквенцијата, што може да ги релаксира барањата за опсегот на стража меѓу каналите и да ја избегне контролата на фреквенцијата потребна за единечни линии во традиционалните шеми користејќи DFB ласерски низи.

Треба да се напомене дека овие предности не се применуваат само за предавателот на мултиплексирање на поделба на бранова должина, туку и на неговиот приемник, каде што дискретната локална осцилатор (LO) низа може да се замени со еден генератор на чешел. Употребата на генератори на чешел LO може дополнително да ја олесни обработката на дигиталниот сигнал во каналите за мултиплексирање на поделба на бранова должина, со што ќе се намали сложеноста на приемникот и подобрување на толеранцијата на бучавата од фазата.

Покрај тоа, користењето на сигнали за чешел со фаза заклучена функција за паралелен кохерентен прием може дури и да ја реконструира брановата форма на временскиот домен на целиот сигнал за мултиплексирање на поделба на бранова должина, со што ќе се компензира штетата предизвикана од оптичката нелинеарност на менувачот. Покрај концептуалните предности засновани на пренос на сигнал на чешел, помала големина и економски ефикасно производство во големи размери се исто така клучни фактори за идните привремени приноси на поделба на бранова должина.

Затоа, меѓу различните концепти за генератор на сигнали на чешел, уредите на ниво на чипови се особено значајни. Кога се комбинираат со високо скалабилни фотонски интегрирани кола за модулација на сигналот на податоци, мултиплексирање, рутирање и прием, таквите уреди може да станат клучни за компактен и ефикасен приемник за поделба на бранова должина, кои можат да се произведуваат во големи количини на ниска цена, со преносен капацитет на десетици Tbit/s по влакна.

На излезот на крајот на испраќањето, секој канал се рекомбинира преку мултиплексер (MUX), а сигналот за мултиплексирање на поделба на бранова должина се пренесува преку влакна со еден режим. На крајот на приемот, приемникот за мултиплексирање на поделба на бранова должина (WDM RX) го користи локалниот осцилатор LO на вториот FCG за откривање на мешање со повеќе бранови. Каналот на сигналот за мултиплексирање на поделба на бранова должина на бранова должина е одвоен со Demultiplexer и потоа се испраќа до кохерентна низа на приемници (COH. RX). Меѓу нив, фреквенцијата на демолтиплексирање на локалниот осцилатор LO се користи како фаза на референца за секој кохерентен приемник. Изведбата на оваа мултиплексирачка врска со поделба на бранова должина очигледно зависи во голема мерка од основниот генератор на сигналот на чешел, особено од ширината на светлината и оптичката моќ на секоја линија на чешел.

Се разбира, технологијата на чешел со оптичка фреквенција е сè уште во фаза на развој, а неговите сценарија за примена и големината на пазарот се релативно мали. Доколку може да ги надмине технолошките тесни грла, да ги намали трошоците и да ја подобри сигурноста, може да постигне апликации на ниво на скала во оптички пренос.