Tiedämme, että 1990-luvulta lähtien WDM-aallonpituusjakomultipleksointitekniikkaa on käytetty pitkän matkan kuituoptisissa linkeissä, jotka ulottuvat satojen tai jopa tuhansien kilometrien päähän. Useimmille maille ja alueille valokuituinfrastruktuuri on kallein omaisuuserä, kun taas lähetin-vastaanottimen komponenttien kustannukset ovat suhteellisen alhaiset.
Verkon tiedonsiirtonopeuksien, kuten 5G:n, räjähdysmäisen kasvun myötä WDM-tekniikasta on kuitenkin tullut yhä tärkeämpää lyhyen matkan linkeissä, ja lyhyiden linkkien käyttöönottomäärä on paljon suurempi, mikä tekee lähetin-vastaanotinkomponenttien kustannuksista ja koosta herkempiä.
Tällä hetkellä nämä verkot käyttävät edelleen tuhansia yksimuotoisia optisia kuituja rinnakkaiseen lähetykseen avaruusjakoisten multipleksointikanavien kautta, ja kunkin kanavan tiedonsiirtonopeus on suhteellisen alhainen, korkeintaan vain muutama sata Gbit/s (800G). T-tasolla voi olla rajoitettuja sovelluksia.
Mutta lähitulevaisuudessa tavallisen spatiaalisen rinnakkaisuuden käsite saavuttaa pian skaalattavuusrajansa, ja sitä on täydennettävä datavirtojen spektrin rinnakkaissuunnalla jokaisessa kuidussa datanopeuksien lisäparannusten ylläpitämiseksi. Tämä voi avata kokonaan uuden sovellustilan aallonpituusjakomultipleksointiteknologialle, jossa kanavanumeron ja datanopeuden maksimaalinen skaalautuvuus on ratkaisevan tärkeää.
Tässä tapauksessa taajuuskampageneraattori (FCG) kompaktina ja kiinteänä usean aallonpituuden valonlähteenä voi tarjota suuren määrän hyvin määriteltyjä optisia kantoaaltoja, joten sillä on ratkaiseva rooli. Lisäksi optisen taajuuskamman erityisen tärkeä etu on, että kampalinjat ovat oleellisesti yhtä kaukana taajuudesta, mikä voi lieventää kanavien välisiä suojakaistoja koskevia vaatimuksia ja välttää yksittäisille juoville vaaditun taajuuden ohjauksen perinteisissä DFB-laserryhmiä käyttävissä järjestelmissä.
On huomattava, että nämä edut eivät sovellu vain aallonpituusjakoisen multipleksoinnin lähettimeen, vaan myös sen vastaanottimeen, jossa diskreetti paikallisoskillaattoriryhmä (LO) voidaan korvata yhdellä kampageneraattorilla. LO-kampageneraattoreiden käyttö voi edelleen helpottaa digitaalista signaalinkäsittelyä aallonpituusjakoisissa multipleksointikanavissa, mikä vähentää vastaanottimen monimutkaisuutta ja parantaa vaihekohinatoleranssia.
Lisäksi käyttämällä LO-kampasignaaleja vaihelukitulla toiminnolla rinnakkaiseen koherenttiin vastaanottoon voidaan jopa rekonstruoida koko aallonpituusjakoisen multipleksointisignaalin aika-alueen aaltomuoto, mikä kompensoi lähetyskuidun optisen epälineaarisuuden aiheuttamaa vahinkoa. Kampasignaalin siirtoon perustuvien käsitteellisten etujen lisäksi pienempi koko ja taloudellisesti tehokas suurtuotanto ovat myös keskeisiä tekijöitä tulevaisuuden aallonpituusjakoisissa multipleksoivissa lähetin-vastaanottimissa.
Siksi sirutason laitteet ovat erityisen huomionarvoisia eri kampasignaaligeneraattorikonseptien joukossa. Yhdistettynä erittäin skaalautuviin fotonisiin integroituihin piireihin datasignaalin modulaatiota, multipleksointia, reititystä ja vastaanottoa varten, tällaisista laitteista voi tulla avain kompakteissa ja tehokkaissa aallonpituusjakomultipleksoivissa lähetin-vastaanottimissa, joita voidaan valmistaa suuria määriä alhaisin kustannuksin ja joiden siirtokapasiteetti on kymmeniä Tbit/s kuitua kohti.
Lähetyspään lähdössä kukin kanava yhdistetään uudelleen multiplekserin (MUX) kautta ja aallonpituusjakoinen multipleksointisignaali lähetetään yksimuotokuidun kautta. Vastaanottopäässä aallonpituusjakoinen multipleksoiva vastaanotin (WDM Rx) käyttää toisen FCG:n LO-paikallista oskillaattoria usean aallonpituuden häiriön havaitsemiseen. Tuloaallonpituusjakoisen multipleksointisignaalin kanava erotetaan demultiplekserillä ja lähetetään sitten koherentille vastaanotinryhmälle (Coh. Rx). Niistä paikallisoskillaattorin LO demultipleksointitaajuutta käytetään vaihereferenssinä jokaiselle koherentille vastaanottimelle. Tämän aallonpituusjakoisen multipleksointilinkin suorituskyky riippuu luonnollisesti suurelta osin peruskampasignaaligeneraattorista, erityisesti valon leveydestä ja kunkin kampalinjan optisesta tehosta.
Optinen taajuuskampatekniikka on tietysti vielä kehitysvaiheessa, ja sen sovellusskenaariot ja markkinakoko ovat suhteellisen pieniä. Jos se voi voittaa teknologiset pullonkaulat, alentaa kustannuksia ja parantaa luotettavuutta, se voi saavuttaa mittakaavatason sovelluksia optisessa lähetyksessä.
Postitusaika: 19.12.2024