Optical frequency combs at optical transmission?

Tulad ng alam natin, mula noong 1990s, ang teknolohiyang WDM WDM ay ginamit para sa mga long-haul fibre-optic na mga link ng daan-daang o kahit libu-libong kilometro. Para sa karamihan ng mga rehiyon ng bansa, ang imprastraktura ng hibla ay ang pinakamahal na pag -aari, habang ang gastos ng mga sangkap ng transceiver ay medyo mababa.
Gayunpaman, sa pagsabog ng mga rate ng data sa mga network tulad ng 5G, ang teknolohiya ng WDM ay nagiging mas mahalaga sa mga link na maikli din, na kung saan ay na-deploy sa mas malaking volume at samakatuwid ay mas sensitibo sa gastos at laki ng mga pagtitipon ng transceiver.

Sa kasalukuyan, ang mga network na ito ay umaasa pa rin sa libu-libong mga solong-mode na optical fibers na ipinadala kahanay sa pamamagitan ng mga channel ng space division multiplexing, na may medyo mababang mga rate ng data na halos ilang daang GBIT/s (800G) bawat channel, na may isang maliit na bilang ng mga posibleng aplikasyon sa T-class.

Gayunpaman, sa mahuhulaan na hinaharap, ang konsepto ng karaniwang spatial parallelisation ay maaabot sa lalong madaling panahon ang mga limitasyon ng scalability nito, at kailangang makumpleto ng spectral parallelisation ng mga stream ng data sa bawat hibla upang mapanatili ang karagdagang pagtaas sa mga rate ng data. Maaaring magbukas ito ng isang buong bagong puwang ng aplikasyon para sa teknolohiya ng WDM, kung saan mahalaga ang maximum na scalability sa mga tuntunin ng bilang ng mga channel at rate ng data ay mahalaga.

Sa kontekstong ito,Ang Optical Frequency Comb Generator (FCG)Nagpe-play ng isang pangunahing papel bilang isang compact, naayos, multi-wavelength light source na maaaring magbigay ng isang malaking bilang ng mga mahusay na tinukoy na mga optical carriers. Bilang karagdagan, ang isang partikular na mahalagang bentahe ng optical frequency combs ay ang mga linya ng suklay ay intrinsically equidistant sa dalas, sa gayon ay nakakarelaks ang kinakailangan para sa mga bandang inter-channel guard at pag-iwas sa dalas na kontrol na kakailanganin para sa isang solong linya sa isang maginoo na pamamaraan gamit ang isang hanay ng mga laser ng DFB.

Mahalagang tandaan na ang mga pakinabang na ito ay nalalapat hindi lamang sa mga nagpapadala ng WDM kundi pati na rin sa kanilang mga tatanggap, kung saan ang mga discrete lokal na oscillator (LO) na mga arrays ay maaaring mapalitan ng isang solong generator ng comb. Ang paggamit ng mga generator ng LO comb ay higit na nagpapadali sa pagproseso ng digital signal para sa mga channel ng WDM, sa gayon binabawasan ang pagiging kumplikado ng tatanggap at pagtaas ng pagpapaubaya sa ingay sa phase.

Bilang karagdagan, ang paggamit ng mga signal ng LO Comb na may phase-locking para sa kahanay na magkakaugnay na pagtanggap kahit na posible na muling mabuo ang alon-domain na alon ng buong signal ng WDM, sa gayon ang pagbabayad para sa mga kapansanan na sanhi ng mga optical nonlinearities sa paghahatid ng hibla. Bilang karagdagan sa mga konsepto na bentahe ng paghahatid ng signal na batay sa COMB, mas maliit na sukat at paggawa ng masa na masa ay susi din para sa hinaharap na mga transceiver ng WDM.
Samakatuwid, sa iba't ibang mga konsepto ng generator ng comb signal, ang mga aparato ng chip-scale ay partikular na interes. Kapag pinagsama sa lubos na nasusukat na photonic integrated circuit para sa modulation ng signal ng data, multiplexing, ruta at pagtanggap, ang mga naturang aparato ay maaaring hawakan ang susi sa compact, lubos na mahusay na mga transceiver ng WDM na maaaring gawa -gawa sa malaking dami sa mababang gastos, na may mga kapansanan sa paghahatid ng hanggang sa tens ng tbit/s bawat hibla.

Ang sumusunod na figure ay naglalarawan ng isang eskematiko ng isang wdm transmiter gamit ang isang optical frequency comb FCG bilang isang multi-wavelength light source.Ang signal ng FCG comb ay unang pinaghiwalay sa isang demultiplexer (DEMUX) at pagkatapos ay pumapasok sa isang EOM electro-optical modulator. Sa pamamagitan ng, ang signal ay sumailalim sa advanced na QAM quadrature amplitude modulation para sa pinakamainam na kahusayan ng spectral (SE).

Sa transmiter egress, ang mga channel ay na -recombined sa isang multiplexer (MUX) at ang mga signal ng WDM ay ipinapadala sa isang solong mode na hibla. Sa pagtatapos ng pagtanggap, ang wavelength division multiplexing receiver (WDM RX), ay gumagamit ng lo lokal na oscillator ng 2nd FCG para sa multiwavelength coherent detection. Ang mga channel ng mga signal ng input WDM ay pinaghiwalay ng isang demultiplexer at pinapakain sa magkakaugnay na array ng tatanggap (Coh. RX). kung saan ang dalas ng demultiplexing ng lokal na oscillator LO ay ginagamit bilang isang sanggunian sa phase para sa bawat magkakaugnay na tatanggap. Ang pagganap ng naturang mga link sa WDM ay malinaw na nakasalalay sa isang malaking lawak sa pinagbabatayan na generator ng signal ng suklay, lalo na ang lapad ng optical line at ang optical power bawat linya ng suklay.

Siyempre, ang teknolohiya ng optical frequency comb ay nasa yugto ng pag -unlad, at ang mga senaryo ng aplikasyon at laki ng merkado ay medyo maliit. Kung maaari itong pagtagumpayan ang mga teknikal na bottlenecks, bawasan ang mga gastos at pagbutihin ang pagiging maaasahan, pagkatapos ay posible na makamit ang mga application na antas ng antas sa optical transmission.