ოპტიკური სიხშირის სავარცხლები და ოპტიკური გადაცემა?

როგორც ვიცით, 1990-იანი წლებიდან მოყოლებული, WDM ტექნოლოგია გამოიყენება ასობით ან თუნდაც ათასობით კილომეტრის სიგრძის გრძელ მანძილზე ბოჭკოვანი ოპტიკური კავშირებისთვის. ქვეყნის უმეტესი რეგიონისთვის ბოჭკოვანი ინფრასტრუქტურა ყველაზე ძვირადღირებული აქტივია, ხოლო გადამცემ-მიმღების კომპონენტების ღირებულება შედარებით დაბალია.
თუმცა, ისეთ ქსელებში, როგორიცაა 5G, მონაცემთა გადაცემის სიჩქარის აფეთქებასთან ერთად, WDM ტექნოლოგია სულ უფრო მნიშვნელოვანი ხდება მოკლე მანძილზე გადამცემ კავშირებშიც, რომლებიც გაცილებით დიდი მოცულობით არის განლაგებული და შესაბამისად, უფრო მგრძნობიარეა გადამცემ-მიმღების შეკრებების ღირებულებისა და ზომის მიმართ.

ამჟამად, ეს ქსელები კვლავ ეყრდნობა ათასობით ერთმოდიან ოპტიკურ ბოჭკოს, რომლებიც პარალელურად გადაიცემა სივრცითი გაყოფის მულტიპლექსირების არხებით, შედარებით დაბალი მონაცემთა გადაცემის სიჩქარით, მაქსიმუმ რამდენიმე ასეული გბიტ/წმ (800G) არხზე, T-კლასში შესაძლო გამოყენების მცირე რაოდენობით.

თუმცა, უახლოეს მომავალში, საერთო სივრცითი პარალელიზაციის კონცეფცია მალე მიაღწევს მისი მასშტაბირების ზღვარს და მონაცემთა გადაცემის სიჩქარის შემდგომი ზრდის შესანარჩუნებლად, მას თითოეულ ბოჭკოში მონაცემთა ნაკადების სპექტრული პარალელიზაციით უნდა დაემატოს. ამან შეიძლება გახსნას WDM ტექნოლოგიის სრულიად ახალი გამოყენების სივრცე, რომელშიც არხების რაოდენობისა და მონაცემთა გადაცემის სიჩქარის თვალსაზრისით მაქსიმალური მასშტაბირება გადამწყვეტია.

ამ კონტექსტში,ოპტიკური სიხშირის სავარცხელი გენერატორი (FCG)მნიშვნელოვან როლს ასრულებს, როგორც კომპაქტური, ფიქსირებული, მრავალტალღოვანი სინათლის წყარო, რომელსაც შეუძლია უზრუნველყოს დიდი რაოდენობით კარგად განსაზღვრული ოპტიკური მატარებლები. გარდა ამისა, ოპტიკური სიხშირის სავარცხლების განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი უპირატესობა ის არის, რომ სავარცხლის ხაზები შინაგანად თანაბრად არის დაშორებული სიხშირით, რითაც ამსუბუქებს არხებს შორის დამცავი ზოლების მოთხოვნას და თავიდან აიცილებს სიხშირის კონტროლს, რომელიც საჭირო იქნებოდა ერთი ხაზისთვის DFB ლაზერების მასივის გამოყენებით ჩვეულებრივ სქემაში.

მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ ეს უპირატესობები ეხება არა მხოლოდ WDM გადამცემებს, არამედ მათ მიმღებებსაც, სადაც დისკრეტული ლოკალური ოსცილატორის (LO) მასივების ჩანაცვლება შესაძლებელია ერთი სავარცხელი გენერატორით. LO სავარცხელი გენერატორების გამოყენება კიდევ უფრო ამარტივებს ციფრული სიგნალის დამუშავებას WDM არხებისთვის, რითაც ამცირებს მიმღების სირთულეს და ზრდის ფაზური ხმაურის ტოლერანტობას.

გარდა ამისა, ფაზური ბლოკირებით LO სავარცხელი სიგნალების გამოყენება პარალელური კოჰერენტული მიღებისთვის შესაძლებელს ხდის მთელი WDM სიგნალის დროის დომენის ტალღური ფორმის რეკონსტრუქციას, რითაც კომპენსირდება გადამცემი ბოჭკოში ოპტიკური არაწრფივობით გამოწვეული დარღვევები. სავარცხელზე დაფუძნებული სიგნალის გადაცემის ამ კონცეპტუალური უპირატესობების გარდა, მცირე ზომა და ეკონომიური მასობრივი წარმოება ასევე მნიშვნელოვანია მომავალი WDM გადამცემ-მიმღებებისთვის.
ამგვარად, სხვადასხვა სავარცხელი სიგნალის გენერატორის კონცეფციებს შორის, ჩიპ-მასშტაბიანი მოწყობილობები განსაკუთრებით საინტერესოა. მონაცემთა სიგნალის მოდულაციის, მულტიპლექსირების, მარშრუტიზაციისა და მიღებისთვის მაღალმასშტაბიან ფოტონურ ინტეგრირებულ სქემებთან შერწყმისას, ასეთ მოწყობილობებს შეუძლიათ შექმნან კომპაქტური, მაღალეფექტური WDM გადამცემ-მიმღებები, რომელთა დამზადებაც შესაძლებელია დიდი რაოდენობით დაბალ ფასად, ბოჭკოზე ათობით ტერაბაიტ/წმ-მდე გადაცემის სიმძლავრით.

ქვემოთ მოცემული სურათი ასახავს WDM გადამცემის სქემატურ გამოსახულებას, რომელიც იყენებს ოპტიკურ სიხშირულ სავარცხელ FCG-ს, როგორც მრავალტალღოვანი სინათლის წყაროს. FCG სავარცხელი სიგნალი თავდაპირველად გამოიყოფა დემულტიპლექსორში (DEMUX) და შემდეგ შედის EOM ელექტროოპტიკურ მოდულატორში. ოპტიმალური სპექტრული ეფექტურობის (SE) მისაღწევად, სიგნალი ექვემდებარება მოწინავე QAM კვადრატურულ ამპლიტუდურ მოდულაციას.

გადამცემის გასასვლელში, არხები ხელახლა გაერთიანებულია მულტიპლექსორში (MUX) და WDM სიგნალები გადაიცემა ერთმოდიანი ბოჭკოვანი საშუალებით. მიმღებ ბოლოში, ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირების მიმღები (WDM Rx) იყენებს მე-2 FCG-ის LO ლოკალურ ოსცილატორს მრავალტალღოვანი კოჰერენტული დეტექტირებისთვის. შემავალი WDM სიგნალების არხები გამოყოფილია დემულტიპლექსორით და მიეწოდება კოჰერენტულ მიმღებ მასივს (Coh. Rx), სადაც ლოკალური ოსცილატორის LO დემულტიპლექსირების სიხშირე გამოიყენება თითოეული კოჰერენტული მიმღებისთვის ფაზურ საცნობარო ნიშნულად. ასეთი WDM კავშირების მუშაობა, ცხადია, დიდწილად დამოკიდებულია საბაზისო სავარცხლის სიგნალის გენერატორზე, კერძოდ, ოპტიკური ხაზის სიგანეზე და 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 ის შეძლებს ტექნიკური შეფერხებების გადალახვას, ხარჯების შემცირებას და საიმედოობის გაუმჯობესებას, მაშინ შესაძლებელი იქნება ოპტიკურ გადაცემაში მასშტაბური დონის აპლიკაციების მიღწევა.