أمشاط التردد البصرية والنقل البصري؟

كما نعلم ، منذ التسعينيات ، تم استخدام تقنية WDM WDM في روابط الألياف البصرية طويلة المدى للمئات أو حتى آلاف الكيلومترات. بالنسبة لمعظم مناطق البلاد ، فإن البنية التحتية للألياف هي أغلى أصولها ، في حين أن تكلفة مكونات جهاز الإرسال والاستقبال منخفضة نسبيًا.
ومع ذلك ، مع انفجار معدلات البيانات في الشبكات مثل 5G ، أصبحت تقنية WDM ذات أهمية متزايدة في روابط المسافات القصيرة أيضًا ، والتي يتم نشرها في أحجام أكبر بكثير وبالتالي فهي أكثر حساسية لتكلفة وحجم مجموعات الإرسال والاستقبال.

حاليًا ، لا تزال هذه الشبكات تعتمد على آلاف الألياف البصرية ذات الوضع الواحد المنقولة بالتوازي من خلال قنوات تعدد تقسيم الفضاء ، مع معدلات بيانات منخفضة نسبيًا تبلغ بضع مئات من الجيلترات العالمية/ثانية (800 جرام) لكل قناة ، مع عدد قليل من التطبيقات الممكنة في الفئة T.

ومع ذلك ، في المستقبل المنظور ، سيصل مفهوم التوازي المكاني المشترك قريبًا إلى حدود قابلية التوسع ، ويجب أن يكمله التوازي الطيفي لتيارات البيانات في كل ألياف من أجل الحفاظ على زيادة في معدلات البيانات. قد يفتح هذا مساحة تطبيق جديدة بالكامل لتقنية WDM ، والتي يكون فيها أقصى قدر من قابلية التوسع من حيث عدد القنوات ومعدل البيانات أمرًا بالغ الأهمية.

في هذا السياق ،مولد مشط التردد البصري (FCG)يلعب دورًا رئيسيًا كمصدر مضغوط مضغوط ومتعدد الطول الموجي يمكن أن يوفر عددًا كبيرًا من شركات النقل البصرية المحددة جيدًا. بالإضافة إلى ذلك ، تتمثل الميزة المهمة بشكل خاص لأمهات التردد البصرية في أن خطوط المشط متساوية جوهريًا في التردد ، وبالتالي استرخاء متطلبات نطاقات الحراسة بين القنوات وتجنب التحكم في الترددات التي ستكون مطلوبة لخط واحد في مخطط تقليدي باستخدام مجموعة من الليزر DFB.

من المهم أن نلاحظ أن هذه المزايا تنطبق ليس فقط على أجهزة إرسال WDM ولكن أيضًا على أجهزة الاستقبال الخاصة بها ، حيث يمكن استبدال صفائف مذبذب محلية منفصلة (LO) بمولد مشط واحد. يسهل استخدام مولدات Cox LO بشكل أكبر معالجة الإشارات الرقمية لقنوات WDM ، مما يقلل من تعقيد المتلقي وزيادة تحمل ضوضاء الطور.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن استخدام إشارات COMB LO مع قفل الطور لاستقبال متوازي متوازي يجعل من الممكن إعادة بناء الشكل الموجي للمجال الزمني لإشارة WDM بأكملها ، وبالتالي تعويض الضعف الناتج عن عدم الخطية البصرية في ألياف النقل. بالإضافة إلى هذه المزايا المفاهيمية لنقل الإشارات القائمة على المشط ، تعد الإنتاج الأصغر حجمًا والإنتاج الضخم الفعال من حيث التكلفة مفتاحًا لمستقبلي WDM المستقبلي.
لذلك ، من بين مفاهيم مولد إشارة المشط المختلفة ، فإن الأجهزة على نطاق الرقائق ذات أهمية خاصة. عندما يتم دمجها مع دوائر متكاملة قابلة للتطوير للغاية لتعديل إشارة البيانات ، وتعدد الإرسال ، والتوجيه والاستقبال ، قد تحمل هذه الأجهزة المفتاح لضغوط WDM ذات الكفاءة العالية التي يمكن تصنيعها بكميات كبيرة بتكلفة منخفضة ، مع قدرات نقل تصل إلى عشرات TBIT/S لكل الألياف.

يصور الشكل التالي تخطيطيًا لجهاز إرسال WDM باستخدام مشط التردد البصري FCG كمصدر للضوء متعدد الطول الموجي. يتم فصل إشارة مشط FCG أولاً في demultiplexer (demux) ثم تدخل في المعدل الكهربائي EOM. من خلال ، تتعرض الإشارة لتعديل سعة التربيع QAM المتقدمة للكفاءة الطيفية الأمثل (SE).

عند خروج المرسل ، يتم إعادة تجميع القنوات في مضاعفة (MUX) ويتم إرسال إشارات WDM عبر ألياف الوضع المفرد. في الطرف المتلقي ، يستخدم جهاز الاستقبال المضاعف لقسم الطول الموجي (WDM RX) ، مذبذب LO المحلي في FCG الثاني للكشف المتعدد الطول الموجي. يتم فصل قنوات إشارات WDM الإدخال بواسطة demultiplexer وتغذيها إلى صفيف المتلقي المتماسك (COH. RX). عندما يتم استخدام تردد الانعكاس في LO المذبذب المحلي كمرجع مرحلة لكل مستقبل متماسك. من الواضح أن أداء روابط WDM يعتمد إلى حد كبير على مولد إشارة المشط الأساسي ، وخاصة عرض الخط البصري والقوة البصرية لكل خط مشط.

بطبيعة الحال ، لا تزال تقنية مشط التردد البصري في مرحلة التنمية ، وسيناريوهات التطبيق وحجم السوق صغير نسبيًا. إذا تمكنت من التغلب على الاختناقات التقنية ، وتقليل التكاليف وتحسين الموثوقية ، فسيكون من الممكن تحقيق تطبيقات على مستوى النطاق في الإرسال البصري.