Chúng tôi biết rằng 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 kéo dài hàng trăm, 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 giá nhất của họ, trong khi chi phí của các bộ phận thu phát tương đối thấp.
Tuy nhiên, với sự tăng trưởng 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 bộ phận 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/s (800G). Cấp độ T có thể có các 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 và phải được bổ sung bằng song song phổ của các luồng dữ liệu trong mỗi sợi quang để duy trì tốc độ dữ liệu được cải thiện hơn nữa. 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 số kênh và tốc độ dữ liệu là rất quan trọng.
Trong trường hợp này, bộ tạo lược tần số (FCG), như một nguồn sáng đa bước sóng nhỏ gọn và cố định, có thể cung cấp một số lượng lớn các sóng mang quang được xác định rõ, do đó đóng một vai trò quan trọng. Ngoài ra, một ưu điểm đặc biệt quan trọng của lược tần số quang là các đường lược về cơ bản có tần số cách đều nhau, điều này có thể nới lỏng các yêu cầu đối với dải bảo vệ giữa các kênh và tránh việc điều khiển tần số cần thiết cho các đường đơn trong sơ đồ truyền thống sử dụng mảng laser DFB.
Cần lưu ý rằng những ưu điểm này không chỉ áp dụng cho máy phát ghép kênh phân chia bước sóng mà còn cho máy thu của nó, trong đó mảng bộ dao động cục bộ rời rạc (LO) có thể được thay thế bằng một bộ tạo lược đơn. Việc sử dụng bộ tạo lược LO có thể tạo điều kiện thuận lợi hơn nữa cho việc 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, việc sử dụng tín hiệu kết hợp LO với chức năng khóa pha để thu kết hợp song song thậm chí có thể tái tạo lại dạng sóng miền thời gian của toàn bộ tín hiệu ghép kênh phân chia bước sóng, từ đó bù đắp những thiệt hại do tính phi tuyến quang của sợi truyền dẫn gây ra. Ngoài những lợi thế về mặt khái niệm dựa trên truyền tín hiệu lược, kích thước nhỏ hơn và sản xuất quy mô lớn hiệu quả về mặt kinh tế cũng là những yếu tố chính cho các bộ thu phát ghép kênh phân chia bước sóng trong tương lai.
Do đó, trong số các khái niệm tạo tín hiệu lược khác nhau, 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, ghép kênh, định tuyến và thu tín hiệu dữ liệu, 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 công suất truyền tải hàng chục lần. Tbit/s trên mỗi sợi quang.
Ở đầu ra của đầu gửi, 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 phân tách bằng bộ tách kênh và sau đó được gửi đến mảng máy thu kết hợp (Coh. Rx). Trong số đó, tần số phân kênh của bộ dao động cục bộ LO được sử dụng làm tham chiếu pha cho mỗi máy thu kết hợp. 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 từng dòng lược.
Tất nhiên, công nghệ lược tần số quang vẫn đang trong giai đoạn phát triển, các kịch bản ứng dụng và quy mô thị trường của nó còn tương đối nhỏ. Nếu nó có thể khắc phục được các nút thắt công nghệ, giảm chi phí và cải thiện độ tin cậy thì nó có thể đạt được các ứng dụng ở cấp độ quy mô trong truyền dẫn quang.
Thời gian đăng: 19-12-2024