1990'lardan beri WDM dalga boyu bölmeli çoğullama teknolojisinin yüzlerce hatta binlerce kilometrelik uzun mesafeli fiber optik bağlantılar için kullanıldığını biliyoruz. Çoğu ülke ve bölge için fiber optik altyapı en pahalı varlıkken, alıcı-verici bileşenlerinin maliyeti nispeten düşüktür.
Ancak 5G gibi ağ veri iletim hızlarının patlayıcı büyümesiyle birlikte, WDM teknolojisi kısa mesafeli bağlantılarda giderek daha önemli hale geldi ve kısa bağlantıların dağıtım hacmi çok daha büyük, bu da alıcı-verici bileşenlerinin maliyetini ve boyutunu daha hassas hale getirdi.
Şu anda, bu ağlar, uzay bölmeli çoğullama kanalları üzerinden paralel iletim için hâlâ binlerce tek modlu optik fibere dayanmaktadır ve her bir kanalın veri hızı nispeten düşüktür; en fazla birkaç yüz Gbit/s (800G). T-seviyesinin sınırlı uygulamaları olabilir.
Ancak öngörülebilir gelecekte, sıradan uzamsal paralelleştirme kavramı yakında ölçeklenebilirlik sınırına ulaşacak ve veri hızlarında daha fazla iyileştirme sağlamak için her fiberdeki veri akışlarının spektrum paralelleştirilmesiyle desteklenmesi gerekecek. Bu durum, kanal sayısı ve veri hızının maksimum ölçeklenebilirliğinin kritik önem taşıdığı dalga boyu bölmeli çoğullama teknolojisi için yepyeni bir uygulama alanı açabilir.
Bu durumda, kompakt ve sabit çok dalga boylu bir ışık kaynağı olan frekans tarak üreteci (FCG), çok sayıda iyi tanımlanmış optik taşıyıcı sağlayarak kritik bir rol oynayabilir. Ayrıca, optik frekans taraklarının özellikle önemli bir avantajı, tarak hatlarının frekans açısından esasen eşit aralıklı olmasıdır; bu da kanallar arası koruma bantları gereksinimlerini hafifletebilir ve DFB lazer dizileri kullanan geleneksel şemalarda tek hatlar için gereken frekans kontrolünden kaçınılabilir.
Bu avantajların yalnızca dalga boyu bölmeli çoğullama vericisi için değil, aynı zamanda ayrık yerel osilatör (LO) dizisinin tek bir tarak jeneratörüyle değiştirilebildiği alıcısı için de geçerli olduğu unutulmamalıdır. LO tarak jeneratörlerinin kullanımı, dalga boyu bölmeli çoğullama kanallarında dijital sinyal işlemeyi daha da kolaylaştırarak alıcı karmaşıklığını azaltabilir ve faz gürültüsü toleransını iyileştirebilir.
Ayrıca, paralel tutarlı alım için faz kilitlemeli fonksiyona sahip LO tarak sinyallerinin kullanılması, tüm dalga boyu bölmeli çoğullama sinyalinin zaman alanındaki dalga formunu yeniden oluşturabilir ve böylece iletim fiberinin optik doğrusal olmamasından kaynaklanan hasarı telafi edebilir. Tarak sinyali iletimine dayalı kavramsal avantajlara ek olarak, daha küçük boyut ve ekonomik açıdan verimli büyük ölçekli üretim de gelecekteki dalga boyu bölmeli çoğullama alıcı-vericileri için önemli faktörlerdir.
Bu nedenle, çeşitli tarak sinyal üreteci konseptleri arasında çip seviyesi cihazlar özellikle dikkat çekicidir. Veri sinyali modülasyonu, çoklama, yönlendirme ve alım için yüksek ölçeklenebilirliğe sahip fotonik entegre devrelerle birleştirildiğinde, bu cihazlar, düşük maliyetle büyük miktarlarda üretilebilen ve fiber başına onlarca Tbit/s iletim kapasitesine sahip kompakt ve verimli dalga boyu bölmeli çoklama alıcı-vericileri için anahtar haline gelebilir.
Gönderen ucun çıkışında, her kanal bir çoklayıcı (MUX) aracılığıyla yeniden birleştirilir ve dalga boyu bölmeli çoklama sinyali tek modlu fiber üzerinden iletilir. Alıcı uçta, dalga boyu bölmeli çoklama alıcısı (WDM Rx), çoklu dalga boyu girişim tespiti için ikinci FCG'nin LO yerel osilatörünü kullanır. Giriş dalga boyu bölmeli çoklama sinyalinin kanalı bir demultiplekser ile ayrılır ve ardından tutarlı bir alıcı dizisine (Coh. Rx) gönderilir. Bunlar arasında, yerel osilatör LO'nun demultipleksleme frekansı, her tutarlı alıcı için faz referansı olarak kullanılır. Bu dalga boyu bölmeli çoklama bağlantısının performansı, özellikle ışık genişliği ve her bir tarak hattının optik gücü olmak üzere, büyük ölçüde temel tarak sinyal üretecine bağlıdır.
Elbette, optik frekans tarama teknolojisi hala geliştirme aşamasındadır ve uygulama senaryoları ile pazar büyüklüğü nispeten küçüktür. Teknolojik darboğazları aşabilir, maliyetleri düşürebilir ve güvenilirliği artırabilirse, optik iletimde ölçeklenebilir uygulamalara ulaşabilir.
Gönderim zamanı: 19 Aralık 2024