ოპტიკური სიხშირის სავარცხელი და ოპტიკური გადაცემა?

ჩვენ ვიცით, რომ 1990-იანი წლებიდან მოყოლებული, WDM ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირების ტექნოლოგია გამოიყენება შორ მანძილზე ოპტიკურ ბოჭკოვან კავშირებზე, რომლებიც მოიცავს ასობით ან თუნდაც ათასობით კილომეტრს. ქვეყნებისა და რეგიონების უმეტესობისთვის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ინფრასტრუქტურა მათი ყველაზე ძვირადღირებული აქტივია, ხოლო გადამცემის კომპონენტების ღირებულება შედარებით დაბალია.

თუმცა, ქსელის მონაცემთა გადაცემის სიჩქარის ფეთქებადი ზრდასთან ერთად, როგორიცაა 5G, WDM ტექნოლოგია სულ უფრო მნიშვნელოვანი ხდება მოკლე დისტანციურ ბმულებზე, ხოლო მოკლე ბმულების განლაგების მოცულობა გაცილებით დიდია, რაც უფრო მგრძნობიარეს ხდის გადამცემის კომპონენტების ღირებულებას და ზომას.

ამჟამად, ეს ქსელები კვლავ ეყრდნობა ათასობით ერთრეჟიმიან ოპტიკურ ბოჭკოებს სივრცის გაყოფის მულტიპლექსირების არხების პარალელურად გადაცემისთვის და თითოეული არხის მონაცემთა სიჩქარე შედარებით დაბალია, მაქსიმუმ მხოლოდ რამდენიმე ასეული გბიტი/წმ (800 გ). T- დონეს შეიძლება ჰქონდეს შეზღუდული აპლიკაციები.

მაგრამ უახლოეს მომავალში, ჩვეულებრივი სივრცითი პარალელიზაციის კონცეფცია მალე მიაღწევს მასშტაბურობის ზღვარს და უნდა დაემატოს მონაცემთა ნაკადების სპექტრული პარალელიზაციით თითოეულ ბოჭკოში მონაცემთა სიჩქარის შემდგომი გაუმჯობესების შესანარჩუნებლად. ამან შეიძლება გახსნას სრულიად ახალი აპლიკაციის სივრცე ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირების ტექნოლოგიისთვის, სადაც გადამწყვეტია არხის რაოდენობისა და მონაცემთა სიჩქარის მაქსიმალური მასშტაბირება.

ამ შემთხვევაში, სიხშირის სავარცხლის გენერატორს (FCG), როგორც კომპაქტურ და ფიქსირებულ მრავალ ტალღის სიგრძის სინათლის წყაროს, შეუძლია უზრუნველყოს კარგად განსაზღვრული ოპტიკური მატარებლების დიდი რაოდენობა, რითაც თამაშობს გადამწყვეტ როლს. გარდა ამისა, ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი უპირატესობა არის ის, რომ სავარცხლის ხაზები არსებითად თანაბარი მანძილითაა სიხშირით, რაც შეუძლია შეამსუბუქოს მოთხოვნები არხთაშორის დამცავი ზოლებისთვის და თავიდან აიცილოს სიხშირის კონტროლი, რომელიც საჭიროა ერთი ხაზებისთვის ტრადიციულ სქემებში DFB ლაზერული მასივების გამოყენებით.

უნდა აღინიშნოს, რომ ეს უპირატესობები ეხება არა მხოლოდ ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირების გადამცემს, არამედ მის მიმღებს, სადაც დისკრეტული ლოკალური ოსცილატორის (LO) მასივი შეიძლება შეიცვალოს ერთი სავარცხელი გენერატორით. LO comb გენერატორების გამოყენებამ შეიძლება კიდევ უფრო გააადვილოს ციფრული სიგნალის დამუშავება ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირების არხებში, რითაც ამცირებს მიმღების სირთულეს და აუმჯობესებს ფაზის ხმაურის ტოლერანტობას.

გარდა ამისა, LO სავარცხლის სიგნალების გამოყენებით ფაზაში ჩაკეტილი ფუნქციით პარალელური თანმიმდევრული მიღებისთვის შესაძლებელია ტალღის მთელი სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირების სიგნალის დროის დომენის ტალღის რეკონსტრუქცია, რითაც ანაზღაურდება გადამცემი ბოჭკოს ოპტიკური არაწრფივიობით გამოწვეული ზიანი. სავარცხლის სიგნალის გადაცემაზე დაფუძნებული კონცეპტუალური უპირატესობების გარდა, მცირე ზომის და ეკონომიკურად ეფექტური ფართომასშტაბიანი წარმოება ასევე არის ძირითადი ფაქტორები მომავალი ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირებული გადამცემებისთვის.

ამიტომ, სავარცხლის სიგნალის გენერატორის სხვადასხვა კონცეფციებს შორის, განსაკუთრებით აღსანიშნავია ჩიპის დონის მოწყობილობები. მონაცემთა სიგნალის მოდულაციის, მულტიპლექსირების, მარშრუტიზაციისა და მიღების უაღრესად მასშტაბირებად ფოტონიკურ ინტეგრირებულ სქემებთან ერთად, ასეთი მოწყობილობები შეიძლება გახდეს გასაღები კომპაქტური და ეფექტური ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირების გადამცემებისთვის, რომლებიც შეიძლება წარმოიქმნას დიდი რაოდენობით დაბალ ფასად, გადაცემის ტევადობით ათობით Tbit/s თითო ბოჭკოზე.

გაგზავნის დასასრულის გამომავალზე, თითოეული არხი რეკომბინირებულია მულტიპლექსერის (MUX) საშუალებით და ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირების სიგნალი გადაიცემა ერთრეჟიმიანი ბოჭკოს მეშვეობით. მიმღებ ბოლოს, ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირების მიმღები (WDM Rx) იყენებს მეორე FCG-ის LO ლოკალურ ოსცილატორს მრავალ ტალღის სიგრძის ჩარევის აღმოსაჩენად. შემავალი ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირების სიგნალის არხი გამოყოფილია დემულტიპლექსერით და შემდეგ იგზავნება თანმიმდევრული მიმღების მასივში (Coh. Rx). მათ შორის, ადგილობრივი ოსცილატორის LO დემულტიპლექსირების სიხშირე გამოიყენება, როგორც ფაზის მითითება თითოეული თანმიმდევრული მიმღებისთვის. ამ ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირებული რგოლის შესრულება აშკარად დიდწილად დამოკიდებულია სავარცხლის სიგნალის ძირითად გენერატორზე, განსაკუთრებით სინათლის სიგანეზე და თითოეული სავარცხლის ხაზის ოპტიკურ სიმძლავრეზე.

რა თქმა უნდა, ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის ტექნოლოგია ჯერ კიდევ განვითარების ეტაპზეა და მისი გამოყენების სცენარები და ბაზრის ზომა შედარებით მცირეა. თუ მას შეუძლია დაძლიოს ტექნოლოგიური შეფერხებები, შეამციროს ხარჯები და გააუმჯობესოს საიმედოობა, მას შეუძლია მიაღწიოს მასშტაბურ აპლიკაციებს ოპტიკურ გადაცემაში.