1990'lardan bu yana, yüzlerce hatta binlerce kilometreye yayılan uzun mesafeli fiber optik bağlantılar için WDM dalga boyu bölmeli çoğullama teknolojisinin kullanıldığını biliyoruz. Çoğu ülke ve bölge için fiber optik altyapı en pahalı varlıktır; alıcı-verici bileşenlerinin maliyeti ise nispeten düşüktür.
Bununla birlikte, 5G gibi ağ veri aktarım hızlarının hızla artmasıyla birlikte, kısa mesafeli bağlantılarda WDM teknolojisi giderek daha önemli hale geldi ve kısa bağlantıların dağıtım hacmi çok daha büyük olup, alıcı-verici bileşenlerinin maliyeti ve boyutu daha hassas hale geliyor.
Şu anda bu ağlar, uzay bölmeli çoğullama kanalları aracılığıyla paralel iletim için hâlâ binlerce tek modlu optik fibere güveniyor ve her kanalın veri hızı nispeten düşük, en fazla yalnızca birkaç yüz Gbit/s (800G). T seviyesinin sınırlı uygulamaları olabilir.
Ancak öngörülebilir gelecekte, sıradan uzamsal paralelleştirme kavramı yakın zamanda ölçeklenebilirlik sınırına ulaşacak ve veri hızlarında daha fazla iyileşme sağlamak için her bir fiberdeki veri akışlarının spektrum paralelleştirmesi ile desteklenmesi gerekecektir. Bu, kanal numarası ve veri hızının maksimum ölçeklenebilirliğinin çok önemli olduğu dalga boyu bölmeli çoğullama teknolojisi için tamamen yeni bir uygulama alanı açabilir.
Bu durumda, kompakt ve sabit çok dalga boylu bir ışık kaynağı olarak frekans tarak üreteci (FCG), çok sayıda iyi tanımlanmış optik taşıyıcı sağlayabilir, dolayısıyla çok önemli bir rol oynayabilir. Ek olarak, optik frekans tarağının özellikle önemli bir avantajı, tarak hatlarının frekans açısından esasen eşit mesafeli olmasıdır; bu, kanallar arası koruma bantlarına yönelik gereksinimleri gevşetebilir ve DFB lazer dizilerini kullanan geleneksel şemalarda tek hatlar için gereken frekans kontrolünü ortadan kaldırabilir.
Bu avantajların yalnızca dalga boyu bölmeli çoğullamanın vericisi için değil, aynı zamanda ayrık yerel osilatör (LO) dizisinin tek bir tarak üreteci ile değiştirilebildiği alıcısı için de geçerli olduğuna dikkat edilmelidir. LO tarak üreteçlerinin kullanımı, dalga boyu bölmeli çoğullama kanallarında dijital sinyal işlemeyi daha da kolaylaştırabilir, böylece alıcı karmaşıklığını azaltabilir ve faz gürültü toleransını geliştirebilir.
Ek olarak, paralel tutarlı alım için faz kilitli fonksiyona sahip LO tarak sinyallerinin kullanılması, tüm dalga boyu bölmeli çoğullama sinyalinin zaman alanı dalga biçimini bile yeniden yapılandırabilir, böylece iletim fiberinin optik doğrusal olmamasının neden olduğu hasarı telafi edebilir. Tarak sinyal iletimine dayalı kavramsal avantajlara ek olarak, daha küçük boyut ve ekonomik açıdan verimli büyük ölçekli üretim, gelecekteki dalga boyu bölmeli çoğullayıcı alıcı-vericiler için de temel faktörlerdir.
Bu nedenle, çeşitli tarak sinyal üreteci konseptleri arasında çip seviyesi cihazları özellikle dikkat çekicidir. Veri sinyali modülasyonu, çoğullama, yönlendirme ve alım için yüksek düzeyde ölçeklenebilir fotonik entegre devrelerle birleştirildiğinde bu tür cihazlar, onlarca milyon iletim kapasitesiyle düşük maliyetle büyük miktarlarda üretilebilen kompakt ve verimli dalga boyu bölmeli çoğullama alıcı-vericilerinin anahtarı haline gelebilir. Fiber başına Tbit/s.
Gönderen ucun çıkışında, her kanal bir çoklayıcı (MUX) aracılığıyla yeniden birleştirilir ve dalga boyu bölmeli çoğullama sinyali, tek modlu fiber aracılığıyla iletilir. Alıcı uçta, dalga boyu bölmeli çoğullama alıcısı (WDM Rx), çoklu dalga boyu girişim tespiti için ikinci FCG'nin LO yerel osilatörünü kullanır. Giriş dalga boyu bölmeli çoğullama sinyalinin kanalı, bir çoğullayıcı tarafından ayrılır ve daha sonra tutarlı bir alıcı dizisine (Coh. Rx) gönderilir. Bunlar arasında, yerel osilatörün LO çoğullama çözme frekansı, her uyumlu alıcı için faz referansı olarak kullanılır. Bu dalga boyu bölmeli çoğullama bağlantısının performansı açıkça büyük ölçüde temel tarak sinyal üretecine, özellikle de ışığın genişliğine ve her bir tarak hattının optik gücüne bağlıdır.
Elbette optik frekans tarağı teknolojisi hala geliştirme aşamasındadır ve uygulama senaryoları ve pazar büyüklüğü nispeten küçüktür. Teknolojik darboğazların üstesinden gelebilir, maliyetleri azaltabilir ve güvenilirliği artırabilirse optik iletimde ölçek düzeyinde uygulamalara ulaşabilir.
Gönderim zamanı: 19 Aralık 2024