Chúng ta đều biết rằng từ những năm 1990, công nghệ ghép kênh phân chia bước sóng WDM đã được sử dụng cho các tuyến cáp quang đường dài, trải 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 đỏ nhất, trong khi chi phí linh kiện thu phát lại 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 theo không gian, và tốc độ dữ liệu của mỗi kênh tương đối thấp, tối đa 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, và cần được bổ sung bằng song song hóa phổ của các luồng dữ liệu trên mỗi sợi quang để duy trì sự cải thiện 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 theo 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), với tư cách là nguồn sáng đa bước sóng cố định và nhỏ gọn, có thể cung cấp một số lượng lớn sóng mang quang học được xác định rõ ràng, 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 khoảng cách tần số bằng nhau, điều này có thể giảm bớt các yêu cầu về băng tần 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 ưu điểm này không chỉ áp dụng cho bộ phát ghép kênh phân chia bước sóng mà còn cho bộ thu của nó, trong đó mảng 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 hỗ trợ hơn nữa việc xử lý tín hiệu số trong các kênh ghép kênh phân chia bước sóng, do đó giảm độ phức tạp của bộ thu và cải thiện khả năng chịu nhiễu pha.
Ngoài ra, việc sử dụng tín hiệu lược LO với chức năng khóa pha cho 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, từ đó bù đắp cho những hư hỏng do tính phi tuyến quang của sợi truyền dẫn gây ra. Bên cạnh những lợi thế về mặt khái niệm dựa trên truyền tín hiệu lược, kích thước nhỏ hơn và hiệu quả kinh tế cao trong sản xuất quy mô lớn cũng là những yếu tố then chốt cho các bộ 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, ghép kênh, định tuyến và thu tín hiệu dữ liệu, các thiết bị này 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 hàng loạt với chi phí thấp, với dung lượng truyền dẫn lên đến hàng chục Tbit/giây trên mỗi sợi quang.
Tại 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. Tại 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 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, phạm vi ứng dụng và quy mô thị trường còn tương đối nhỏ. Nếu có thể khắc phục những hạn chế về công nghệ, giảm chi phí và nâng cao độ tin cậy, công nghệ này có thể đạt được các ứng dụng quy mô lớn trong truyền dẫn quang.
Thời gian đăng: 19-12-2024