ოპტიკური სიხშირის სავარცხელი და ოპტიკური გადაცემა?

ჩვენ ვიცით, რომ 1990-იანი წლებიდან მოყოლებული, WDM ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირების ტექნოლოგია გამოიყენება ასობით ან თუნდაც ათასობით კილომეტრის სიგრძის დიდ მანძილზე ბოჭკოვანი ოპტიკური კავშირებისთვის. ქვეყნებისა და რეგიონების უმეტესობისთვის ბოჭკოვანი ოპტიკური ინფრასტრუქტურა მათი ყველაზე ძვირადღირებული აქტივია, ხოლო გადამცემ-მიმღების კომპონენტების ღირებულება შედარებით დაბალია.

თუმცა, ქსელური მონაცემთა გადაცემის სიჩქარის ფეთქებადი ზრდის გამო, როგორიცაა 5G, WDM ტექნოლოგია სულ უფრო მნიშვნელოვანი ხდება მოკლე დისტანციებზე კავშირებში და მოკლე კავშირების განლაგების მოცულობა გაცილებით დიდია, რაც გადამცემ-მიმღების კომპონენტების ღირებულებას და ზომას უფრო მგრძნობიარეს ხდის.

ამჟამად, ეს ქსელები კვლავ ათასობით ერთრეჟიმიან ოპტიკურ ბოჭკოზეა დამოკიდებული სივრცითი გაყოფის მულტიპლექსირების არხებით პარალელური გადაცემისთვის და თითოეული არხის მონაცემთა გადაცემის სიჩქარე შედარებით დაბალია, მაქსიმუმ მხოლოდ რამდენიმე ასეული გბიტი/წმ (800G). T-დონეს შესაძლოა შეზღუდული გამოყენება ჰქონდეს.

თუმცა, უახლოეს მომავალში, ჩვეულებრივი სივრცითი პარალელიზაციის კონცეფცია მალე მიაღწევს მასშტაბირების ზღვარს და მონაცემთა გადაცემის სიჩქარის შემდგომი გაუმჯობესების შესანარჩუნებლად, მას უნდა დაემატოს თითოეულ ბოჭკოში მონაცემთა ნაკადების სპექტრის პარალელიზება. ამან შეიძლება გახსნას სრულიად ახალი გამოყენების სივრცე ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირების ტექნოლოგიისთვის, სადაც არხის ნომრისა და მონაცემთა გადაცემის სიჩქარის მაქსიმალური მასშტაბირება გადამწყვეტია.

ამ შემთხვევაში, სიხშირის სავარცხლის გენერატორს (FCG), როგორც კომპაქტურ და ფიქსირებულ მრავალტალღიან სინათლის წყაროს, შეუძლია უზრუნველყოს დიდი რაოდენობით კარგად განსაზღვრული ოპტიკური მატარებლები, რითაც გადამწყვეტ როლს ასრულებს. გარდა ამისა, ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი უპირატესობა ის არის, რომ სავარცხლის ხაზები არსებითად თანაბრად არის დაშორებული სიხშირით, რაც ამცირებს არხთაშორისი დაცვის ზოლების მოთხოვნებს და თავიდან აცილებს DFB ლაზერული მასივების გამოყენებით ტრადიციულ სქემებში ცალკეული ხაზებისთვის საჭირო სიხშირის კონტროლს.

უნდა აღინიშნოს, რომ ეს უპირატესობები არა მხოლოდ ტალღის სიგრძის გამყოფი მულტიპლექსირების გადამცემისთვისაა განკუთვნილი, არამედ მის მიმღებზეც, სადაც დისკრეტული ლოკალური ოსცილატორის (LO) მასივი შეიძლება შეიცვალოს ერთი სავარცხელი გენერატორით. LO სავარცხელი გენერატორების გამოყენებამ შეიძლება კიდევ უფრო გაამარტივოს ციფრული სიგნალის დამუშავება ტალღის სიგრძის გამყოფი მულტიპლექსირების არხებში, რითაც შეამცირებს მიმღების სირთულეს და გააუმჯობესებს ფაზური ხმაურის ტოლერანტობას.

გარდა ამისა, პარალელური კოჰერენტული მიღებისთვის ფაზური ბლოკირების ფუნქციით LO სავარცხელი სიგნალების გამოყენებამ შეიძლება მთელი ტალღის სიგრძის გამყოფი მულტიპლექსირების სიგნალის დროის დომენის ტალღის ფორმის რეკონსტრუქც კი, რითაც კომპენსირდება გადამცემი ბოჭკოს ოპტიკური არაწრფივობით გამოწვეული დაზიანება. სავარცხელი სიგნალის გადაცემაზე დაფუძნებული კონცეპტუალური უპირატესობების გარდა, მცირე ზომა და ეკონომიკურად ეფექტური მასშტაბური წარმოება ასევე წარმოადგენს მომავალი ტალღის სიგრძის გამყოფი მულტიპლექსირების გადამცემ-მიმღებების ძირითად ფაქტორებს.

ამიტომ, სხვადასხვა სავარცხელი სიგნალის გენერატორის კონცეფციებს შორის, ჩიპური დონის მოწყობილობები განსაკუთრებით აღსანიშნავია. მონაცემთა სიგნალის მოდულაციის, მულტიპლექსირების, მარშრუტიზაციისა და მიღებისთვის მაღალმასშტაბიან ფოტონურ ინტეგრირებულ სქემებთან შერწყმისას, ასეთი მოწყობილობები შეიძლება გახდეს კომპაქტური და ეფექტური ტალღის სიგრძის გამყოფი მულტიპლექსირების გადამცემ-მიმღებების გასაღები, რომელთა წარმოებაც შესაძლებელია დიდი რაოდენობით დაბალ ფასად, ბოჭკოზე ათობით ტერაბაიტ/წმ გადაცემის სიმძლავრით.

გამგზავნი ბოლოდან გამოსავალზე, თითოეული არხი ხელახლა გაერთიანებულია მულტიპლექსორის (MUX) მეშვეობით, ხოლო ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირების სიგნალი გადაიცემა ერთმოდიანი ბოჭკოვანი საშუალებით. მიმღებ ბოლოზე, ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირების მიმღები (WDM Rx) იყენებს მეორე FCG-ის LO ლოკალურ ოსცილატორს მრავალტალღოვანი ჩარევის აღმოსაჩენად. შემავალი ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირების სიგნალის არხი გამოყოფილია დემულტიპლექსორით და შემდეგ იგზავნება კოჰერენტულ მიმღებ მასივში (Coh. Rx). მათ შორის, ლოკალური ოსცილატორის LO დემულტიპლექსირების სიხშირე გამოიყენება თითოეული კოჰერენტული მიმღებისთვის ფაზურ საცნობარო ნიშნულად. ამ ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირების კავშირის მუშაობა, ცხადია, დიდწილად დამოკიდებულია ძირითად სავარცხლის სიგნალის გენერატორზე, განსაკუთრებით სინათლის სიგანეზე და თითოეული სავარცხლის ხაზის ოპტიკურ სიმძლავრეზე.

რა თქმა უნდა, ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის ტექნოლოგია ჯერ კიდევ შემუშავების ეტაპზეა და მისი გამოყენების სცენარები და ბაზრის ზომა შედარებით მცირეა. თუ ის შეძლებს ტექნოლოგიური შეფერხებების გადალახვას, ხარჯების შემცირებას და საიმედოობის გაუმჯობესებას, შესაძლოა ოპტიკურ გადაცემაში მასშტაბური დონის გამოყენებას მიაღწიოს.