Chúng tôi biết rằng kể từ những năm 1990, công nghệ ghép kênh phân chia bước sóng WDM đã được sử dụng cho các liên kết cáp quang đường dài trải dài hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn km. Đối với hầu hết các quốc gia và khu vực, cơ sở hạ tầng cáp quang là tài sản đắt nhất của họ, trong khi chi phí cho các thành phần thu phát tương đối thấp.
Tuy nhiên, với sự phát triển bùng nổ của tốc độ truyền dữ liệu mạng như 5G, công nghệ WDM ngày càng trở nên quan trọng trong các liên kết khoảng cách ngắn và khối lượng triển khai các liên kết ngắn lớn hơn nhiều, khiến chi phí và kích thước của các thành phần thu phát trở nên nhạy cảm hơn.
Hiện tại, các mạng này vẫn dựa vào hàng nghìn sợi quang đơn mode để truyền song song qua các kênh ghép kênh phân chia không gian và tốc độ dữ liệu của mỗi kênh tương đối thấp, nhiều nhất chỉ vài trăm Gbit/giây (800G). Cấp T có thể có ứng dụng hạn chế.
Nhưng trong tương lai gần, khái niệm song song hóa không gian thông thường sẽ sớm đạt đến giới hạn khả năng mở rộng của nó và phải được bổ sung bằng song song hóa phổ của các luồng dữ liệu trong mỗi sợi để duy trì những cải tiến hơn nữa về tốc độ dữ liệu. Điều này có thể mở ra một không gian ứng dụng hoàn toàn mới cho công nghệ ghép kênh phân chia bước sóng, trong đó khả năng mở rộng tối đa của số kênh và tốc độ dữ liệu là rất quan trọng.
Trong trường hợp này, bộ tạo lược tần số (FCG), là nguồn sáng đa bước sóng cố định và nhỏ gọn, có thể cung cấp một số lượng lớn các sóng mang quang được xác định rõ ràng, do đó đóng vai trò quan trọng. Ngoài ra, một lợi thế đặc biệt quan trọng của lược tần số quang là các đường lược về cơ bản có khoảng cách đều nhau về tần số, có thể nới lỏng các yêu cầu đối với các dải bảo vệ liên kênh và tránh việc kiểm soát tần số cần thiết cho các đường đơn trong các sơ đồ truyền thống sử dụng mảng laser DFB.
Cần lưu ý rằng những lợi thế này không chỉ áp dụng cho máy phát của ghép kênh phân chia bước sóng mà còn cho máy thu của nó, trong đó mảng dao động cục bộ rời rạc (LO) có thể được thay thế bằng một máy phát lược đơn. Việc sử dụng máy phát lược LO có thể tạo điều kiện thuận lợi hơn nữa cho quá trình xử lý tín hiệu số trong các kênh ghép kênh phân chia bước sóng, do đó làm giảm độ phức tạp của máy thu và cải thiện khả năng chịu nhiễu pha.
Ngoài ra, sử dụng tín hiệu LO comb với chức năng khóa pha để thu song song mạch lạc thậm chí có thể tái tạo dạng sóng miền thời gian của toàn bộ tín hiệu ghép kênh phân chia bước sóng, do đó bù đắp cho thiệt hại do tính phi tuyến quang của sợi truyền gây ra. Ngoài các lợi thế về mặt khái niệm dựa trên truyền tín hiệu comb, kích thước nhỏ hơn và sản xuất quy mô lớn hiệu quả về mặt kinh tế cũng là các yếu tố chính cho các máy thu phát ghép kênh phân chia bước sóng trong tương lai.
Do đó, trong số các khái niệm máy phát tín hiệu lược khác nhau, các thiết bị cấp chip đặc biệt đáng chú ý. Khi kết hợp với các mạch tích hợp quang tử có khả năng mở rộng cao để điều chế tín hiệu dữ liệu, ghép kênh, định tuyến và thu, các thiết bị như vậy có thể trở thành chìa khóa cho các bộ thu phát ghép kênh phân chia bước sóng nhỏ gọn và hiệu quả có thể được sản xuất với số lượng lớn với chi phí thấp, với khả năng truyền tải hàng chục Tbit/giây trên mỗi sợi quang.
Ở đầu ra của đầu phát, mỗi kênh được kết hợp lại thông qua bộ ghép kênh (MUX) và tín hiệu ghép kênh phân chia bước sóng được truyền qua sợi quang đơn mode. Ở đầu thu, bộ thu ghép kênh phân chia bước sóng (WDM Rx) sử dụng bộ dao động cục bộ LO của FCG thứ hai để phát hiện nhiễu đa bước sóng. Kênh của tín hiệu ghép kênh phân chia bước sóng đầu vào được tách ra bằng bộ tách kênh và sau đó được gửi đến một mảng thu đồng bộ (Coh. Rx). Trong số đó, tần số tách kênh của bộ dao động cục bộ LO được sử dụng làm tham chiếu pha cho mỗi bộ thu đồng bộ. Hiệu suất của liên kết ghép kênh phân chia bước sóng này rõ ràng phụ thuộc phần lớn vào bộ tạo tín hiệu lược cơ bản, đặc biệt là độ rộng của ánh sáng và công suất quang của mỗi đường lược.
Tất nhiên, công nghệ lược tần số quang vẫn đang trong giai đoạn phát triển, kịch bản ứng dụng và quy mô thị trường tương đối nhỏ. Nếu có thể khắc phục được các điểm nghẽn về công nghệ, giảm chi phí và nâng cao độ tin cậy, có thể đạt được các ứng dụng ở cấp độ quy mô trong truyền dẫn quang.
Thời gian đăng: 19-12-2024