Vi vet att sedan 1990-talet har WDM-våglängdsmultiplexeringsteknik använts för hundratals eller till och med tusentals kilometer långväga optiska fiberlänkar. För de flesta länder är fiberoptisk infrastruktur deras dyraste tillgång, medan kostnaden för transceiverkomponenter är relativt låg.
Men med den explosiva tillväxten av dataöverföringshastigheter i nätverk som 5G, blir WDM-tekniken också allt viktigare i kortdistanslänkar, som distribueras i mycket större volymer och därför har en inverkan på kostnaden för transceiverkomponenter. och storlek är också känsligare.
För närvarande är dessa nätverk fortfarande beroende av tusentals enkelmodsoptiska fibrer för parallell överföring genom spatial division multiplexing-kanaler, och datahastigheten för varje kanal är relativt låg, endast några hundra Gbit/s (800G) som mest. T-nivå är möjlig Det finns få applikationer.
Men inom en överskådlig framtid kommer konceptet med vanlig rymdparallellisering snart att nå gränsen för sin skalbarhet och måste kompletteras med spektral parallellisering av dataflödet i varje fiber för att upprätthålla ytterligare ökningar av datahastigheter. Detta kan öppna upp ett helt nytt applikationsutrymme för våglängdsmultiplexeringsteknik, där maximal skalbarhet av kanalnummer och datahastighet är avgörande.
I detta sammanhang,den optiska frekvenskamgeneratorn (FCG)spelar en nyckelroll som en kompakt, fast ljuskälla med flera våglängder som kan leverera ett stort antal väldefinierade optiska bärare. Dessutom är en särskilt viktig fördel med optiska frekvenskammar att kamlinjerna i sig är lika långt i frekvens, vilket minskar kraven för interkanalskyddsband och undviker behovet av traditionella scheman som använder DFB-lasermatriser. Frekvenskontroll på en enda linje.
Det är viktigt att notera att dessa fördelar inte bara gäller WDM-sändaren utan även dess mottagare, där en uppsättning av diskreta lokala oscillatorer (LOs) kan ersättas av en enda kamgenerator. Digital signalbehandling av våglängdsdelningsmultiplexerade kanaler kan underlättas ytterligare med hjälp av en LO-kamgenerator, vilket reducerar mottagarens komplexitet och förbättrar fasbrusmarginalen.
Dessutom kan användning av LO-kamsignaler med faslåsningsfunktion för parallell koherent mottagning till och med rekonstruera tidsdomänvågformen för hela den våglängdsmultiplexerade signalen, och därigenom kompensera för skada orsakad av optisk olinjäritet hos transmissionsfibern. Utöver dessa konceptuella fördelar baserade på kamsignalering, är mindre storlek och kostnadseffektiv massproduktion också nyckeln för framtida våglängdsmultiplexande sändtagare.
Bland olika kamsignalgeneratorkoncept är därför chip-skala anordningar av särskilt intresse. När de kombineras med mycket skalbara fotoniska integrerade kretsar för datasignalmodulering, multiplexering, routing och mottagning, kan sådana enheter bli nyckeln till kompakta, effektiva våglängdsmultiplexande sändtagare som kan arbeta vid låga. Det är kostnadseffektivt att tillverka i stora kvantiteter och överföringskapaciteten för varje optisk fiber kan nå tiotals Tbit/s.
Figuren nedan visar det schematiska diagrammet för en våglängdsmultiplexerande sändare som använder en optisk frekvenskam FCG som en ljuskälla med flera våglängder. FCG-kamsignalen separeras först i demultiplexern (DEMUX) och går sedan in i den elektrooptiska EOM-modulatorn. Genom, för att erhålla den bästa spektrala effektiviteten (SE), utsätts signalen för avancerad QAM-kvadraturamplitudmodulering.
Vid sändarutgången återkombineras varje kanal i en multiplexor (MUX), och den multiplexerade våglängdsdelningssignalen sänds genom optisk enkelmodsfiber. Vid den mottagande änden använder våglängdsmultiplexeringsmottagaren (WDM Rx) LO-lokaloscillatorn hos den andra FCG för att utföra koherent detektering med flera våglängder. Kanalerna för den multiplexerade ingångsvåglängdsdelningssignalen separeras av en demultiplexor och matas sedan in i den koherenta mottagaruppsättningen (Coh. Rx). Bland dem används demultiplexeringsfrekvensen för lokaloscillatorn LO som fasreferens för varje koherent mottagare. Prestandan hos en sådan våglängdsmultiplexeringslänk beror uppenbarligen starkt på den grundläggande kamsignalgeneratorn, speciellt ljusbredden och den optiska effekten hos varje kamlinje.
Naturligtvis är optisk frekvenskamteknologi fortfarande i utvecklingsstadiet, och dess tillämpningsscenarier och marknadsstorlek är relativt små. Om den kan övervinna tekniska flaskhalsar, minska kostnaderna och förbättra tillförlitligheten kommer det att vara möjligt att uppnå storskaliga tillämpningar inom optisk transmission.
Hej kära vänner, om någon efterfrågar applikationen DWDM-lösningar, var snäll och länka till mig. Vi hjälper dig med design och kostnadsförslag.
#DWDM #OTN #ROADM #optisk överföring #stamnät #WSS
