ما می دانیم که از دهه 1990، فناوری مالتی پلکسی تقسیم طول موج WDM برای صدها یا حتی هزاران کیلومتر پیوندهای فیبر نوری در فواصل طولانی استفاده شده است. برای اکثر کشورها، زیرساخت فیبر نوری گران ترین دارایی آنها است، در حالی که هزینه قطعات فرستنده و گیرنده نسبتا پایین است.
با این حال، با رشد انفجاری نرخ انتقال داده در شبکههایی مانند 5G، فناوری WDM در لینکهای مسافت کوتاه نیز اهمیت فزایندهای پیدا میکند، که در حجمهای بسیار بیشتری مستقر میشوند و بنابراین بر هزینه اجزای فرستنده گیرنده تأثیر میگذارند. و اندازه نیز حساس تر هستند.
در حال حاضر، این شبکه ها هنوز به هزاران فیبر نوری تک حالته برای انتقال موازی از طریق کانال های مالتی پلکس کننده تقسیم فضایی متکی هستند و نرخ داده هر کانال نسبتاً پایین است، حداکثر تنها چند صد گیگابیت بر ثانیه (800G). سطح T امکان پذیر است برنامه های کاربردی کمی وجود دارد.
اما در آینده قابل پیشبینی، مفهوم موازیسازی فضای معمولی به زودی به مرز مقیاسپذیری خود میرسد و باید با موازیسازی طیفی جریان داده در هر فیبر تکمیل شود تا افزایش بیشتر در نرخ داده حفظ شود. این ممکن است فضای کاربردی کاملا جدیدی را برای فناوری مالتی پلکسی تقسیم طول موج باز کند، جایی که حداکثر مقیاس پذیری تعداد کانال و نرخ داده بسیار مهم است.
در این زمینه،ژنراتور شانه فرکانس نوری (FCG)نقش کلیدی را به عنوان یک منبع نوری فشرده و ثابت چند طول موج ایفا می کند که می تواند تعداد زیادی حامل نوری کاملاً تعریف شده را ارائه دهد. علاوه بر این، یکی از مزیت های مهم شانه های فرکانس نوری این است که خطوط شانه ذاتاً از نظر فرکانس مساوی فاصله دارند، بنابراین الزامات برای باندهای محافظ بین کانالی را کاهش می دهد و از نیاز به طرح های سنتی با استفاده از آرایه های لیزر DFB اجتناب می کند. کنترل فرکانس در یک خط
توجه به این نکته مهم است که این مزایا نه تنها برای فرستنده WDM، بلکه برای گیرنده آن نیز اعمال می شود، جایی که یک آرایه از نوسانگرهای محلی گسسته (LOs) می تواند با یک ژنراتور تک شانه جایگزین شود. پردازش سیگنال دیجیتال کانال های چندگانه تقسیم طول موج را می توان با استفاده از یک ژنراتور شانه LO تسهیل کرد و در نتیجه پیچیدگی گیرنده را کاهش داد و حاشیه نویز فاز را بهبود بخشید.
علاوه بر این، استفاده از سیگنالهای شانهای LO با عملکرد قفل فاز برای دریافت همدوس موازی، حتی میتواند شکل موج حوزه زمان کل سیگنال چندگانه تقسیم طول موج را بازسازی کند، در نتیجه آسیب ناشی از غیرخطی بودن نوری فیبر انتقال را جبران کند. علاوه بر این مزیت های مفهومی مبتنی بر سیگنال دهی شانه ای، اندازه کوچکتر و تولید انبوه مقرون به صرفه نیز کلیدی برای فرستنده های مالتی پلکس کننده تقسیم طول موج آینده است.
بنابراین، در میان مفاهیم مختلف ژنراتور سیگنال شانه، دستگاه های مقیاس تراشه از علاقه خاصی برخوردار هستند. هنگامی که با مدارهای مجتمع فوتونیک بسیار مقیاسپذیر برای مدولاسیون سیگنال داده، مالتی پلکس، مسیریابی و دریافت ترکیب شوند، چنین دستگاههایی میتوانند کلیدی برای فرستندههای مالتی پلکسی تقسیم طول موج فشرده و کارآمد شوند که میتوانند در مقادیر پایین کار کنند. ساخت در مقادیر زیاد مقرون به صرفه است. و ظرفیت انتقال هر فیبر نوری می تواند به ده ها ترابیت بر ثانیه برسد.
شکل زیر نمودار شماتیک فرستنده مالتی پلکس کننده تقسیم طول موج را با استفاده از شانه فرکانس نوری FCG به عنوان منبع نور چند طول موج نشان می دهد. سیگنال شانه FCG ابتدا در دممولتی پلکسر (DEMUX) جدا شده و سپس وارد مدولاتور الکترواپتیکال EOM می شود. از طریق، به منظور به دست آوردن بهترین بازده طیفی (SE)، سیگنال تحت مدولاسیون دامنه مربعات پیشرفته QAM قرار می گیرد.
در خروجی فرستنده، هر کانال در یک مالتی پلکسر (MUX) دوباره ترکیب می شود و سیگنال چندگانه تقسیم طول موج از طریق فیبر نوری تک حالته منتقل می شود. در انتهای دریافت، گیرنده چندگانه تقسیم طول موج (WDM Rx) از نوسانگر محلی LO FCG دوم برای انجام تشخیص همدوس چند طول موج استفاده می کند. کانال های سیگنال مالتی پلکس تقسیم طول موج ورودی توسط یک دی مولتی پلکسر جدا شده و سپس به آرایه گیرنده منسجم (Coh. Rx) وارد می شوند. در میان آنها، فرکانس دی مالتیپلکسی نوسانگر محلی LO به عنوان مرجع فاز هر گیرنده همدوس استفاده می شود. عملکرد چنین پیوند مالتی پلکسی تقسیم طول موج به شدت به مولد سیگنال پایه شانه، به ویژه عرض نور و قدرت نوری هر خط شانه بستگی دارد.
البته فناوری شانه فرکانس نوری هنوز در مرحله توسعه است و سناریوهای کاربردی و اندازه بازار آن نسبتاً کوچک است. اگر بتواند بر تنگناهای فنی غلبه کند، هزینه ها را کاهش دهد و قابلیت اطمینان را بهبود بخشد، امکان دستیابی به کاربردهای بزرگ مقیاس در انتقال نوری وجود خواهد داشت.
سلام دوستان عزیز، اگر درخواستی از برنامه راه حل های DWDM دارید، لطفاً با من پیوند دهید. ما به شما در طراحی و نقل قول هزینه کمک خواهیم کرد.
#DWDM #OTN #ROADM #انتقال نوری #شبکه ستون فقرات #WSS
