مشط التردد البصري والانتقال البصري؟

نحن نعلم أنه منذ التسعينيات من القرن الماضي ، تم استخدام تقنية تعدد الإرسال في تقسيم الطول الموجي في WDM لروابط الألياف البصرية لمسافات طويلة تمتد مئات أو حتى آلاف الكيلومترات. بالنسبة لمعظم البلدان والمناطق ، فإن البنية التحتية للألياف البصرية هي أغلى أصولها ، في حين أن تكلفة مكونات جهاز الإرسال والاستقبال منخفضة نسبيًا.

ومع ذلك ، مع النمو المتفجر لمعدلات نقل بيانات الشبكة مثل 5G ، أصبحت تقنية WDM ذات أهمية متزايدة في روابط مسافة قصيرة ، وحجم النشر للروابط القصيرة أكبر بكثير ، مما يجعل تكلفة وحجم مكونات جهاز الإرسال والاستقبال أكثر حساسية.

في الوقت الحاضر ، لا تزال هذه الشبكات تعتمد على آلاف الألياف الضوئية ذات الوضع الواحد للنقل المتوازي من خلال قنوات الإرسال المتعددة تقسيم الفضاء ، ومعدل بيانات كل قناة منخفض نسبيًا ، على الأقل بضع مئات فقط من GBit/S (800 جم). قد يكون للمستوى T تطبيقات محدودة.

ولكن في المستقبل المنظور ، سيصل مفهوم التوازي المكاني العادي قريبًا إلى حد قابلية التوسع ، ويجب أن يستكمله موازاة الطيف لتدفقات البيانات في كل الألياف للحفاظ على مزيد من التحسينات في معدلات البيانات. قد يفتح هذا مساحة تطبيق جديدة كاملة لتقنية تعدد الإرسال ، حيث يكون الحد الأقصى لقابلية التوسع لرقم القناة ومعدل البيانات أمرًا بالغ الأهمية.

في هذه الحالة ، يمكن أن يوفر مولد مشط التردد (FCG) ، كمصدر مصباح متعدد الطول موجة مضغوط وثابت ، عددًا كبيرًا من الناقلات البصرية المحددة جيدًا ، وبالتالي تلعب دورًا مهمًا. بالإضافة إلى ذلك ، تتمثل الميزة المهمة بشكل خاص لمشط التردد البصري في أن خطوط المشط متساوية بشكل أساسي في التردد ، والتي يمكن أن تسترخي متطلبات نطاقات حارس القناة بين القنوات وتجنب التحكم في الترددات المطلوبة للخطوط الفردية في المخططات التقليدية باستخدام صفائف ليزر DFB.

تجدر الإشارة إلى أن هذه المزايا لا تنطبق فقط على جهاز إرسال تعدد الإرسال في تقسيم الطول الموجي ، ولكن أيضًا على جهاز الاستقبال الخاص به ، حيث يمكن استبدال صفيف المذبذب المحلي المنفصل (LO) بمولد مشط واحد. يمكن أن يؤدي استخدام مولدات COMB LO إلى تسهيل معالجة الإشارات الرقمية في قنوات تعدد الطول الموجي ، مما يقلل من تعقيد المتلقي وتحسين تحمل الضوضاء في الطور.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يؤدي استخدام إشارات COM COMB مع وظيفة مقفلة الطور للاستقبال المتماسك المتوازي حتى إعادة بناء الشكل الموجي لمجال الوقت لإشارة تعدد تقسيم الطول الموجي بأكمله ، وبالتالي تعويض الأضرار الناجمة عن عدم الخطية البصرية لألياف النقل. بالإضافة إلى المزايا المفاهيمية القائمة على انتقال إشارة المشط وحجم أصغر والإنتاج على نطاق واسع كفاءة اقتصاديًا ، تعد أيضًا عوامل رئيسية لإرسال الإرسال المتعدد في تقسيم الطول الموجي.

لذلك ، من بين مفاهيم مولد إشارة المشط المختلفة ، تجدر الإشارة إلى أجهزة مستوى الرقائق بشكل خاص. عندما يتم دمجها مع دوائر متكاملة قابلة للتطوير بدرجة كبيرة لتعديل إشارة البيانات ، وتعدد الإرسال ، والتوجيه ، والاستقبال ، قد تصبح هذه الأجهزة مفتاحًا لضغوط الإرسال المضاعفة والكفاءة في تقسيم الطول الموجي والتي يمكن تصنيعها بكميات كبيرة بتكلفة منخفضة ، مع سعة انتقال عشرات عشرات TBIT/S لكل الألياف.

عند إخراج نهاية الإرسال ، يتم إعادة تجميع كل قناة من خلال مضاعفة (MUX) ، ويتم نقل إشارة الإرسال المتعدد تقسيم الطول الموجي عبر الألياف الوضعية. في الطرف المتلقي ، يستخدم جهاز استقبال Multiveriver Multivers الطول الموجي (WDM RX) مذبذب LO المحلي لـ FCG الثاني للكشف عن التداخل متعدد الطول. يتم فصل قناة إشارة الإرسال المتعددة لقسم الطول الموجي بواسطة demultiplexer ثم يتم إرسالها إلى صفيف المتلقي المتماسك (COH. RX). من بينها ، يتم استخدام تردد الانعكاس في LO المذبذب المحلي كمرجع المرحلة لكل جهاز استقبال متماسك. من الواضح أن أداء ارتباط تعدد الإرسال في تقسيم الطول الموجي يعتمد إلى حد كبير على مولد إشارة المشط الأساسي ، وخاصة عرض الضوء والقوة البصرية لكل خط مشط.

بالطبع ، لا تزال تقنية مشط التردد البصري في مرحلة التطوير ، وسيناريوهات التطبيق وحجم السوق صغير نسبيًا. إذا كان بإمكانها التغلب على الاختناقات التكنولوجية ، وتقليل التكاليف ، وتحسين الموثوقية ، فقد يحقق تطبيقات مستوى المقياس في الإرسال البصري.