Như chúng ta đã biết, từ những năm 1990, công nghệ WDM WDM đã được sử dụng cho các kết nối cáp quang đường dài hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn km. Đối với hầu hết các vùng của đất nước, cơ sở hạ tầng cáp quang là tài sản đắt giá nhất, trong khi chi phí của các bộ phận thu phát tương đối thấp.
Tuy nhiên, với sự bùng nổ về tốc độ dữ liệu trong các mạng như 5G, công nghệ WDM ngày càng trở nên quan trọng trong các liên kết đường ngắn, được triển khai với khối lượng lớn hơn nhiều và do đó nhạy cảm hơn với chi phí và kích thước của các cụm thu phát.
Hiện tại, các mạng này vẫn dựa vào hàng nghìn sợi quang đơn mode được truyền song song thông qua các kênh ghép kênh phân chia không gian, với tốc độ dữ liệu tương đối thấp, tối đa vài trăm Gbit/s (800G) trên mỗi kênh, với một số lượng nhỏ các kết nối có thể có. các ứng dụng trong lớp T.
Tuy nhiên, trong tương lai gần, khái niệm song song hóa không gian chung sẽ sớm đạt đến giới hạn về khả năng mở rộng và sẽ phải được bổ sung bằng song song quang phổ của các luồng dữ liệu trong mỗi sợi để duy trì tốc độ dữ liệu tăng thêm. Điều này có thể mở ra một không gian ứng dụng hoàn toàn mới cho công nghệ WDM, trong đó khả năng mở rộng tối đa về số lượng kênh và tốc độ dữ liệu là rất quan trọng.
Trong bối cảnh này,máy phát tần số quang học (FCG)đóng vai trò quan trọng như một nguồn sáng nhỏ gọn, cố định, đa bước sóng, có thể cung cấp một số lượng lớn các sóng mang quang được xác định rõ. Ngoài ra, một ưu điểm đặc biệt quan trọng của lược tần số quang là các đường lược về bản chất có tần số cách đều nhau, do đó giảm bớt yêu cầu về các dải bảo vệ giữa các kênh và tránh việc điều khiển tần số cần thiết cho một đường truyền trong sơ đồ thông thường sử dụng một loạt các tia laser DFB.
Điều quan trọng cần lưu ý là những ưu điểm này không chỉ áp dụng cho các bộ phát WDM mà còn cho các bộ thu của chúng, trong đó các mảng dao động cục bộ (LO) rời rạc có thể được thay thế bằng một bộ tạo lược duy nhất. Việc sử dụng bộ tạo lược LO tạo điều kiện thuận lợi hơn nữa cho việc xử lý tín hiệu số cho các kênh WDM, do đó làm giảm độ phức tạp của máy thu và tăng khả năng chịu nhiễu pha.
Ngoài ra, việc sử dụng tín hiệu kết hợp LO có khóa pha để thu kết hợp song song thậm chí còn giúp tái tạo lại dạng sóng miền thời gian của toàn bộ tín hiệu WDM, do đó bù đắp cho những suy giảm do sự phi tuyến quang học trong sợi truyền dẫn gây ra. Ngoài những lợi thế về mặt khái niệm của việc truyền tín hiệu dựa trên lược, kích thước nhỏ hơn và sản xuất hàng loạt tiết kiệm chi phí cũng là chìa khóa cho các bộ thu phát WDM trong tương lai.
Do đó, trong số các khái niệm tạo tín hiệu lược khác nhau, các thiết bị quy mô chip được đặc biệt quan tâm. 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 nắm giữ chìa khóa cho các bộ thu phát WDM nhỏ gọn, hiệu quả cao, có thể được chế tạo với số lượng lớn với chi phí thấp, với công suất truyền lên tới hàng chục. Tbit/s trên mỗi sợi quang.
Hình dưới đây mô tả sơ đồ của máy phát WDM sử dụng tổ hợp tần số quang FCG làm nguồn sáng nhiều bước sóng. Tín hiệu kết hợp FCG trước tiên được tách ra trong bộ tách kênh (DEMUX) và sau đó đi vào bộ điều biến quang điện EOM. Thông qua đó, tín hiệu được điều chế biên độ cầu phương QAM tiên tiến để có hiệu suất phổ tối ưu (SE).
Tại đầu ra của máy phát, các kênh được kết hợp lại trong bộ ghép kênh (MUX) và tín hiệu WDM được truyền qua sợi quang chế độ đơn. Ở đầu thu, bộ thu ghép kênh phân chia bước sóng (WDM Rx), sử dụng bộ dao động cục bộ LO của FCG thứ 2 để phát hiện kết hợp đa bước sóng. Các kênh của tín hiệu WDM đầu vào được phân tách bằng bộ tách kênh và đưa đến mảng máy thu kết hợp (Coh. Rx). trong 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 các liên kết WDM như vậy rõ ràng phụ thuộc phần lớn vào bộ tạo tín hiệu lược cơ bản, đặc biệt là độ rộng đường quang và công suất quang trên mỗi đường lược.
Tất nhiên, công nghệ lược tần số quang vẫn đang trong giai đoạn phát triển và các kịch bản ứng dụng cũng như quy mô thị trường của nó còn tương đối nhỏ. Nếu nó có thể khắc phục được các nút thắt kỹ thuật, giảm chi phí và cải thiện độ tin cậy thì có thể đạt được các ứng dụng ở cấp độ quy mô trong truyền dẫn quang.
Thời gian đăng: 21-11-2024