Wie wir wissen, wurde seit den 1990er Jahren die WDM-WDM-Technologie für Langstreckenfaserverbindungen von Hunderten oder sogar Tausenden von Kilometern verwendet. Für die meisten Regionen des Landes ist die Faserinfrastruktur das teuerste Kapital, während die Kosten für Transceiver -Komponenten relativ niedrig sind.
Angesichts der Explosion von Datenraten in Netzwerken wie 5G wird die WDM-Technologie jedoch auch in Kurzstreckenverbindungen immer wichtiger, die in viel größeren Volumina eingesetzt werden und daher empfindlicher für die Kosten und die Größe der Transceiver-Baugruppen sind.
Derzeit stützen sich diese Netzwerke immer noch auf Tausende von optischen Einzelmodus-Fasern, die parallel über Kanäle der Space Division Multiplexing übertragen werden, wobei relativ niedrige Datenraten von höchstens wenigen hundert gbit/s (800 g) pro Kanal mit einer geringen Anzahl möglicher Anwendungen in der T-Klasse sind.
In absehbarer Zukunft wird das Konzept der gemeinsamen räumlichen Parallelisierung jedoch bald die Grenzen seiner Skalierbarkeit erreichen und durch spektrale Parallelisierung der Datenströme in jeder Faser ergänzt werden, um weitere Erhöhungen der Datenraten zu erhalten. Dies kann einen völlig neuen Anwendungsraum für die WDM -Technologie eröffnen, in der die maximale Skalierbarkeit in Bezug auf die Anzahl der Kanäle und die Datenrate von entscheidender Bedeutung ist.
In diesem Zusammenhang,der optische Frequenzkammgenerator (FCG)spielt eine Schlüsselrolle als kompakte, feste Lichtquelle mit mehreren Wellenlängen, die eine große Anzahl gut definierter optischer Träger liefern kann. Darüber hinaus besteht ein besonders wichtiger Vorteil der optischen Frequenzkämme darin, dass die Kammlinien in der Frequenz intrinsisch äquidistisch sind, wodurch die Anforderung für Banden zwischen den Kanal-Wachen entspannt und die Frequenzregelung vermieden wird, die für eine einzelne Linie in einem herkömmlichen Schema ein Array von DFB-Lasern erforderlich wäre.
Es ist wichtig zu beachten, dass diese Vorteile nicht nur für WDM -Sender, sondern auch für ihre Empfänger gelten, wobei diskrete lokale Oszillator -Arrays (LO) durch einen einzelnen Kammgenerator ersetzt werden können. Die Verwendung von LO -Kammgeneratoren erleichtert die digitale Signalverarbeitung für WDM -Kanäle weiter, wodurch die Komplexität des Empfängers und die zunehmende Phasenrausch -Toleranz verringert werden.
Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung von LO-Kammsignalen mit Phase-Sperren für den parallelen kohärenten Empfang sogar die Rekonstruktion der Zeitdomänenwellenform des gesamten WDM-Signals, wodurch die durch optischen Nichtlinearitäten in der Transmissionsfaser verursachten Störungen kompensiert werden. Zusätzlich zu diesen konzeptionellen Vorteilen der Kamm-basierte Signalübertragung sind kleinere Größe und kostengünstige Massenproduktion auch für zukünftige WDM-Transceivers der Schlüssel.
Unter den verschiedenen Konzepten der Combsignalgenerator sind daher von Spezifikationen von ChIP-Maßstäben von besonderem Interesse. In Kombination mit hoch skalierbaren photonischen integrierten Schaltkreisen für die Datensignalmodulation, Multiplexing, Routing und Rezeption können solche Geräte den Schlüssel zu kompakten, hocheffizienten WDM -Transceivern enthalten, die in großen Mengen zu niedrigen Kosten hergestellt werden können, mit Übertragungskapazitäten von bis zu Zehntbit/s pro Faser.
Die folgende Abbildung zeigt einen Schema eines WDM-Senders unter Verwendung einer optischen Frequenz-Comb-FCG als Multi-Wellenlängen-Lichtquelle. Das FCG-Kammsignal wird zuerst in einem Demultiplexer (Demux) getrennt und betritt dann einen EOM-elektrooptischen Modulator. Durch das Signal wird eine fortschrittliche QAM -Quadraturamplitudenmodulation für eine optimale spektrale Effizienz (SE) unterzogen.
Beim Senderausgang werden die Kanäle in einem Multiplexer (MUX) rekombiniert und die WDM -Signale werden über Einzelmodus -Faser übertragen. Am Empfangsende verwendet der Wellenlängenabteilungsmultiplexing -Empfänger (WDM RX) den Lo -Oszillator des 2. FCG für Multiwellenlängen -Kohärent -Nachweis. Die Kanäle der Eingangs -WDM -Signale werden durch einen Demultiplexer getrennt und an das kohärente Empfängerarray (COH. RX) gespeist. wobei die Demultiplexfrequenz des lokalen Oszillators LO als Phasenreferenz für jeden kohärenten Empfänger verwendet wird. Die Leistung solcher WDM -Verbindungen hängt offensichtlich in hohem Maße vom zugrunde liegenden Kammsignalgenerator ab, insbesondere der optischen Linienbreite und der optischen Leistung pro Kammlinie.
Natürlich befindet sich die optische Frequenzkammtechnologie noch in der Entwicklungsphase, und ihre Anwendungsszenarien und die Marktgröße sind relativ gering. Wenn es technische Engpässe überwinden, die Kosten senken und die Zuverlässigkeit verbessern kann, ist es möglich, Anwendungen auf Maßstabsebene bei der optischen Übertragung zu erreichen.
Postzeit: Nov.-21-2024