Tần số quang và truyền quang học?

Như chúng ta đã biết, kể từ những năm 1990, công nghệ WDM WDM đã được sử dụng cho các liên kết sợi quang đường dài của hàng trăm hoặc thậm chí hàng ngàn km. Đối với hầu hết các khu vực của đất nước, cơ sở hạ tầng sợi là tài sản đắt nhất của nó, trong khi chi phí của các thành phần bộ thu phát là tương đối thấp.
Tuy nhiên, với sự bùng nổ của tốc độ dữ liệu trong các mạng như 5G, công nghệ WDM cũng đang ngày càng trở nên quan trọng trong các liên kết ngắn, được triển khai với khối lượng lớn hơn nhiều và do đó nhạy cảm hơn với chi phí và kích thước của các bộ thu phát.

Hiện tại, các mạng này vẫn dựa vào hàng ngàn sợi quang đơn chế độ 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 ứng dụng có thể có trong lớp T.

Tuy nhiên, trong tương lai gần, khái niệm song song không gian chung sẽ sớm đạt đến giới hạn khả năng mở rộng của nó và sẽ phải được bổ sung bằng cách song song phổ của các luồng dữ liệu trong mỗi sợi để duy trì sự gia tăng hơn nữa về tốc độ dữ liệu. 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,Trình tạo lược tần số quang (FCG)Đóng vai trò chính là nguồn sáng nhỏ gọn, cố định, đa dạng có thể cung cấp một số lượng lớn các chất mang quang học được xác định rõ. Ngoài ra, một lợi thế đặc biệt quan trọng của các combs tần số quang là các dòng lược về bản chất có tần số tương đương, do đó thư giãn yêu cầu đối với các dải bảo vệ giữa các kênh và tránh điều khiển tần số sẽ được yêu cầu cho một dòng duy nhất trong sơ đồ thông thường sử dụng mảng laser DFB.

Điều quan trọng cần lưu ý là những lợi thế này không chỉ áp dụng cho các máy phát WDM mà còn cho các máy 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 các bộ tạo LO Comboring tiếp tục tạo điều kiện 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 các tín hiệu LO Comb với khóa pha để nhận kết hợp song song thậm chí có thể tái tạo lại dạng sóng miền thời gian của toàn bộ tín hiệu WDM, do đó bù cho các suy giảm do phi tuyến quang trong sợi truyền dẫn. Ngoài những lợi thế khái niệm của truyền tín hiệu dựa trên lược, kích thước nhỏ hơn và sản xuất khối lượng hiệu quả 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 Comb khác nhau, các thiết bị quy mô chip được đặc biệt quan tâm. Khi được kết hợp với các mạch tích hợp quang học có thể mở rộng cao để điều chế tín hiệu dữ liệu, ghép kênh, định tuyến và nhận, các thiết bị như vậy có thể 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 hàng chục TIBT/S trên mỗi sợi.

Hình dưới đây mô tả một sơ đồ của máy phát WDM bằng cách sử dụng Tần số quang FCG FCG làm nguồn ánh sáng đa bước sóng. Tín hiệu lược FCG đầu tiên được phân tách trong bộ khử trùng (giảm) và sau đó đi vào bộ điều biến quang điện EOM. Thông qua, tín hiệu phải được điều chế biên độ Quad QAM nâng cao cho hiệu suất phổ tối ưu (SE).

Tại máy phát thoát ra, các kênh được kết hợp lại trong bộ ghép kênh (MUX) và các tín hiệu WDM được truyền qua sợi chế độ đơn. Ở đầu nhận, máy 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. Các kênh của các tín hiệu WDM đầu vào được phân tách bằng bộ khử trùng và được đưa đến mảng thu kết hợp (Coh. Rx). trong đó tần số giảm tốc độ 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 vào một mức độ lớn vào bộ tạo tín hiệu lược cơ bản, đặc biệt là chiều rộng đường quang và công suất quang trên mỗi dòng lược.

Tất nhiên, công nghệ lược tần số quang vẫn đang trong giai đoạn phát triển, và các kịch bản ứng dụng và quy mô thị trường của nó là tương đối nhỏ. Nếu nó có thể vượt qua các tắc nghẽn kỹ thuật, giảm chi phí và cải thiện độ tin cậy, thì có thể đạt được các ứng dụng cấp độ quy mô trong truyền quang.