Bildiğimiz gibi, 1990'lardan beri WDM teknolojisi, yüzlerce hatta binlerce kilometre uzunluğundaki fiber optik bağlantılar için kullanılıyor. Ülkenin çoğu bölgesinde fiber altyapı en pahalı varlık olurken, alıcı-verici bileşenlerinin maliyeti nispeten düşüktür.
Ancak, 5G gibi ağlarda veri hızlarındaki patlama ile birlikte, WDM teknolojisi, çok daha büyük hacimlerde kullanılan ve bu nedenle alıcı-verici düzeneklerinin maliyetine ve boyutuna daha duyarlı olan kısa mesafeli bağlantılarda da giderek daha önemli hale gelmektedir.
Şu anda bu ağlar, nispeten düşük veri hızlarına sahip (kanal başına en fazla birkaç yüz Gbit/s (800G)) ve T sınıfında az sayıda olası uygulamaya sahip, uzay bölmeli çoklama kanalları aracılığıyla paralel olarak iletilen binlerce tek modlu optik fibere dayanmaktadır.
Ancak, öngörülebilir gelecekte, ortak uzamsal paralelleştirme kavramı ölçeklenebilirliğinin sınırlarına ulaşacak ve veri hızlarındaki daha fazla artışı desteklemek için her bir fiberdeki veri akışlarının spektral paralelleştirilmesiyle tamamlanması gerekecektir. Bu, kanal sayısı ve veri hızı açısından maksimum ölçeklenebilirliğin çok önemli olduğu WDM teknolojisi için tamamen yeni bir uygulama alanı açabilir.
Bu bağlamda,optik frekans tarak jeneratörü (FCG)Kompakt, sabit, çok dalga boylu bir ışık kaynağı olarak önemli bir rol oynar ve çok sayıda iyi tanımlanmış optik taşıyıcı sağlayabilir. Ek olarak, optik frekans taraklarının özellikle önemli bir avantajı, tarak çizgilerinin frekansta doğal olarak eşit aralıklı olmasıdır; bu da kanallar arası koruma bantlarına olan ihtiyacı ortadan kaldırır ve DFB lazer dizisi kullanan geleneksel bir şemada tek bir çizgi için gerekli olacak frekans kontrolünden kaçınmayı sağlar.
Bu avantajların yalnızca WDM vericileri için değil, aynı zamanda ayrık yerel osilatör (LO) dizilerinin tek bir tarak üreteciyle değiştirilebildiği alıcıları için de geçerli olduğunu belirtmek önemlidir. LO tarak üreteçlerinin kullanımı, WDM kanalları için dijital sinyal işlemeyi daha da kolaylaştırarak alıcı karmaşıklığını azaltır ve faz gürültüsü toleransını artırır.
Ek olarak, paralel tutarlı alım için faz kilitlemeli LO tarak sinyallerinin kullanımı, tüm WDM sinyalinin zaman alanındaki dalga biçiminin yeniden oluşturulmasını mümkün kılarak, iletim fiberindeki optik doğrusal olmayan etkilerden kaynaklanan bozulmaları telafi eder. Tarak tabanlı sinyal iletiminin bu kavramsal avantajlarına ek olarak, daha küçük boyut ve uygun maliyetli seri üretim de gelecekteki WDM alıcı-vericileri için çok önemlidir.
Bu nedenle, çeşitli tarak sinyal üreteci konseptleri arasında, çip ölçekli cihazlar özellikle ilgi çekicidir. Veri sinyali modülasyonu, çoklama, yönlendirme ve alım için yüksek ölçeklenebilir fotonik entegre devrelerle birleştirildiğinde, bu tür cihazlar, fiber başına onlarca Tbit/s'ye kadar iletim kapasitesiyle, düşük maliyetle büyük miktarlarda üretilebilen kompakt, yüksek verimli WDM alıcı-vericilerinin anahtarını elinde tutabilir.
Aşağıdaki şekil, çok dalga boylu ışık kaynağı olarak optik frekans tarağı FCG kullanan bir WDM vericisinin şematik gösterimini sunmaktadır. FCG tarak sinyali önce bir demultipleksörde (DEMUX) ayrıştırılır ve ardından bir EOM elektro-optik modülatöre girer. Sinyal, optimum spektral verimlilik (SE) için gelişmiş QAM dörtlü genlik modülasyonuna tabi tutulur.
Verici çıkışında, kanallar bir çoklayıcıda (MUX) yeniden birleştirilir ve WDM sinyalleri tek modlu fiber üzerinden iletilir. Alıcı uçta, dalga boyu bölmeli çoklama alıcısı (WDM Rx), çok dalga boylu tutarlı algılama için 2. FCG'nin LO yerel osilatörünü kullanır. Giriş WDM sinyallerinin kanalları bir demultipleksleyici ile ayrılır ve tutarlı alıcı dizisine (Coh. Rx) beslenir; burada yerel osilatör LO'nun demultipleksleme frekansı, her bir tutarlı alıcı için faz referansı olarak kullanılır. Bu tür WDM bağlantılarının performansı, açıkça büyük ölçüde altta yatan tarak sinyal üreteciye, özellikle optik hat genişliğine ve tarak hattı başına optik güce bağlıdır.
Elbette, optik frekans tarak teknolojisi hala geliştirme aşamasındadır ve uygulama alanları ile pazar büyüklüğü nispeten küçüktür. Teknik darboğazların üstesinden gelinebilir, maliyetler düşürülebilir ve güvenilirlik artırılabilirse, optik iletimde büyük ölçekli uygulamalar elde etmek mümkün olacaktır.
Yayın tarihi: 21 Kasım 2024