Օպտիկական հաճախականության սանրեր և օպտիկական փոխանցում։

Ինչպես գիտենք, 1990-ական թվականներից ի վեր WDM WDM տեխնոլոգիան օգտագործվել է հարյուրավոր կամ նույնիսկ հազարավոր կիլոմետրերի երկարությամբ մանրաթելային օպտիկամանրաթելային կապերի համար: Երկրի մեծ մասի շրջանների համար մանրաթելային ենթակառուցվածքը ամենաթանկ ակտիվն է, մինչդեռ ընդունիչ-ընդունիչի բաղադրիչների արժեքը համեմատաբար ցածր է:
Սակայն, 5G-ի նման ցանցերում տվյալների փոխանցման արագության պայթյունի հետ մեկտեղ, WDM տեխնոլոգիան գնալով ավելի կարևոր է դառնում նաև կարճ հեռավորությունների կապերում, որոնք տեղակայված են շատ ավելի մեծ ծավալներով և, հետևաբար, ավելի զգայուն են ընդունիչ-ընդունիչի հավաքույթների արժեքի և չափերի նկատմամբ։

Ներկայումս այս ցանցերը դեռևս հույսը դնում են հազարավոր միամոդ օպտիկական մանրաթելերի վրա, որոնք զուգահեռաբար փոխանցվում են տարածական բաժանման մուլտիպլեքսավորման ալիքներով՝ համեմատաբար ցածր տվյալների փոխանցման արագությամբ՝ առավելագույնը մի քանի հարյուր Գբիթ/վրկ (800G) մեկ ալիքի համար, և T-դասի մեջ հնարավոր կիրառությունների փոքր քանակով։

Այնուամենայնիվ, մոտ ապագայում ընդհանուր տարածական զուգահեռացման հայեցակարգը շուտով կհասնի իր մասշտաբայնության սահմաններին և ստիպված կլինի լրացնել յուրաքանչյուր մանրաթելում տվյալների հոսքերի սպեկտրալ զուգահեռացմամբ՝ տվյալների փոխանցման արագության հետագա աճը պահպանելու համար: Սա կարող է բացել WDM տեխնոլոգիայի համար միանգամայն նոր կիրառման տարածք, որտեղ ալիքների քանակի և տվյալների փոխանցման արագության առումով առավելագույն մասշտաբայնությունը կարևոր է:

Այս համատեքստում,օպտիկական հաճախականության սանրային գեներատոր (FCG)խաղում է կարևոր դեր որպես կոմպակտ, ֆիքսված, բազմալիքային լույսի աղբյուր, որը կարող է ապահովել մեծ թվով լավ սահմանված օպտիկական կրիչներ: Բացի այդ, օպտիկական հաճախականության սանրերի հատկապես կարևոր առավելությունն այն է, որ սանր գծերը ներքինորեն հավասարահեռ են հաճախականությամբ, այդպիսով թուլացնելով միջալիքային պաշտպանիչ գոտիների պահանջը և խուսափելով հաճախականության կառավարումից, որը կպահանջվեր մեկ գծի համար DFB լազերների զանգված օգտագործող ավանդական սխեմայում:

Կարևոր է նշել, որ այս առավելությունները վերաբերում են ոչ միայն WDM հաղորդիչներին, այլև դրանց ընդունիչներին, որտեղ դիսկրետ տեղային օսցիլյատորների (LO) զանգվածները կարող են փոխարինվել մեկ սանրային գեներատորով: LO սանրային գեներատորների օգտագործումը հետագայում հեշտացնում է WDM ալիքների թվային ազդանշանի մշակումը, դրանով իսկ նվազեցնելով ընդունիչի բարդությունը և մեծացնելով փուլային աղմուկի նկատմամբ հանդուրժողականությունը:

Բացի այդ, զուգահեռ կոհերենտ ընդունման համար փուլային կողպմամբ LO սանրային ազդանշանների օգտագործումը նույնիսկ հնարավորություն է տալիս վերականգնել ամբողջ WDM ազդանշանի ժամանակային տիրույթի ալիքային ձևը, այդպիսով փոխհատուցելով փոխանցման մանրաթելում օպտիկական ոչ գծայինության պատճառով առաջացած խանգարումները: Սանրային ազդանշանի փոխանցման այս հայեցակարգային առավելություններից բացի, ապագա WDM ընդունիչների համար կարևոր են նաև փոքր չափսը և ծախսարդյունավետ զանգվածային արտադրությունը:
Հետևաբար, տարբեր սանրային ազդանշանների գեներատորների կոնցեպտների մեջ առանձնահատուկ հետաքրքրություն են ներկայացնում չիպային մասշտաբի սարքերը: Տվյալների ազդանշանի մոդուլյացիայի, մուլտիպլեքսավորման, երթուղայնացման և ընդունման համար նախատեսված բարձր մասշտաբային ֆոտոնային ինտեգրալ սխեմաների հետ համատեղելիս, նման սարքերը կարող են լինել կոմպակտ, բարձր արդյունավետությամբ WDM ընդունիչներ ստեղծելու բանալին, որոնք կարող են արտադրվել մեծ քանակությամբ ցածր գնով՝ մինչև տասնյակ Տբիթ/վրկ փոխանցման հզորությամբ մեկ մանրաթելի համար:

Հետևյալ նկարը պատկերում է WDM հաղորդիչի սխեմատիկ պատկերը՝ օգտագործելով օպտիկական հաճախականության FCG սանրը որպես բազմալիքային լույսի աղբյուր: FCG սանրային ազդանշանը նախ բաժանվում է դեմուլտիպլեքսերի (DEMUX) մեջ, ապա մտնում է EOM էլեկտրաօպտիկական մոդուլյատոր: Դրա միջոցով ազդանշանը ենթարկվում է առաջադեմ QAM քառակուսային ամպլիտուդային մոդուլյացիայի՝ օպտիմալ սպեկտրալ արդյունավետության (SE) համար:

Հաղորդիչի ելքի մոտ ալիքները վերամիավորվում են մուլտիպլեքսերում (MUX), և WDM ազդանշանները փոխանցվում են միառոդ մանրաթելի միջոցով: Ընդունող ծայրում ալիքի երկարության բաժանման մուլտիպլեքսավորման ընդունիչը (WDM Rx) օգտագործում է 2-րդ FCG-ի LO տեղային օսցիլյատորը՝ բազմալիքային կոհերենտ հայտնաբերման համար: Մուտքային WDM ազդանշանների ալիքները բաժանվում են դեմուլտիպլեքսատորով և մատակարարվում են կոհերենտ ընդունիչի մատրիցին (Coh. Rx), որտեղ LO տեղային օսցիլյատորի դեմուլտիպլեքսավորման հաճախականությունը օգտագործվում է որպես փուլային հղման արժեք յուրաքանչյուր կոհերենտ ընդունիչի համար: Նման WDM կապերի աշխատանքը, ակնհայտորեն, մեծապես կախված է հիմքում ընկած սանրային ազդանշանի գեներատորից, մասնավորապես՝ օպտիկական գծի լայնությունից և սանրային գծի օպտիկական հզորությունից:

Իհարկե, օպտիկական հաճախականության սանրային տեխնոլոգիան դեռևս զարգացման փուլում է, և դրա կիրառման սցենարներն ու շուկայի չափը համեմատաբար փոքր են։ Եթե այն կարողանա հաղթահարել տեխնիկական խոչընդոտները, կրճատել ծախսերը և բարելավել հուսալիությունը, ապա հնարավոր կլինի հասնել օպտիկական փոխանցման մասշտաբային մակարդակի կիրառությունների։