우리는 1990년대부터 WDM 파장 분할 다중화 기술이 수백 또는 수천 킬로미터의 장거리 광섬유 링크에 사용되었다는 것을 알고 있습니다. 대부분의 국가에서 광섬유 인프라는 가장 비싼 자산인 반면, 트랜시버 구성 요소 비용은 상대적으로 낮습니다.
그러나 5G와 같은 네트워크에서 데이터 전송 속도가 폭발적으로 증가함에 따라 WDM 기술은 훨씬 더 많은 양으로 배포되어 트랜시버 구성 요소 비용에 영향을 미치는 단거리 링크에서도 점점 더 중요해지고 있습니다. 크기도 더 민감합니다.
현재 이러한 네트워크는 공간 분할 다중화 채널을 통한 병렬 전송을 위해 여전히 수천 개의 단일 모드 광섬유에 의존하고 있으며 각 채널의 데이터 속도는 최대 수백 Gbit/s(800G)에 불과하여 상대적으로 낮습니다. T레벨이 가능하며 적용 사례가 거의 없습니다.
그러나 가까운 미래에 일반 공간 병렬화의 개념은 곧 확장성의 한계에 도달할 것이며 데이터 전송률의 추가 증가를 유지하려면 각 광섬유의 데이터 흐름에 대한 스펙트럼 병렬화를 통해 보완되어야 합니다. 이는 채널 수와 데이터 속도의 최대 확장성이 중요한 파장 분할 다중화 기술에 대한 완전히 새로운 응용 분야를 열 수 있습니다.
이러한 맥락에서,광주파수 빗 발생기(FCG)다수의 잘 정의된 광학 캐리어를 전달할 수 있는 소형 고정 다중 파장 광원으로서 중요한 역할을 합니다. 또한 광 주파수 빗의 특히 중요한 장점은 빗 선이 본질적으로 주파수에서 등거리이므로 채널 간 보호 대역에 대한 요구 사항을 완화하고 DFB 레이저 어레이를 사용하는 기존 방식이 필요하지 않다는 것입니다. 단일 라인의 주파수 제어.
이러한 장점은 WDM 송신기뿐만 아니라 개별 국부 발진기(LO) 어레이가 단일 콤 생성기로 대체될 수 있는 수신기에도 적용된다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. LO 콤 생성기를 사용하면 파장 분할 다중화 채널의 디지털 신호 처리가 더욱 촉진되므로 수신기 복잡성이 줄어들고 위상 잡음 마진이 향상됩니다.
또한, 병렬 코히어런트 수신을 위해 위상 고정 기능이 있는 LO 콤 신호를 사용하면 전체 파장 분할 다중화 신호의 시간 영역 파형을 재구성할 수 있으므로 전송 광섬유의 광 비선형성으로 인한 손상을 보상할 수 있습니다. 콤 신호 전달을 기반으로 한 이러한 개념적 이점 외에도 더 작은 크기와 비용 효율적인 대량 생산도 미래 파장 분할 다중화 트랜시버의 핵심입니다.
따라서 다양한 콤 신호 발생기 개념 중에서 칩 규모 장치가 특히 관심을 끌고 있습니다. 데이터 신호 변조, 다중화, 라우팅 및 수신을 위해 확장성이 뛰어난 광자 집적 회로와 결합하면 이러한 장치는 낮은 온도에서 작동할 수 있는 작고 효율적인 파장 분할 다중화 트랜시버의 핵심이 될 수 있습니다. , 각 광섬유의 전송 용량은 수십 Tbit/s에 도달할 수 있습니다.
아래 그림은 광주파수 빗 FCG를 다중 파장 광원으로 사용하는 파장 분할 다중화 송신기의 개략도를 보여줍니다. FCG 콤 신호는 먼저 디멀티플렉서(DEMUX)에서 분리된 다음 EOM 전기 광학 변조기로 들어갑니다. 이를 통해 최고의 스펙트럼 효율(SE)을 얻기 위해 신호에 고급 QAM 직교 진폭 변조가 적용됩니다.
송신기 출구에서는 각 채널이 다중화기(MUX)에서 재결합되고, 파장 분할 다중화된 신호는 단일 모드 광섬유를 통해 전송됩니다. 수신단에서는 파장 분할 다중화 수신기(WDM Rx)가 두 번째 FCG의 LO 로컬 발진기를 사용하여 다중 파장 코히런트 검출을 수행합니다. 입력 파장 분할 다중화 신호의 채널은 디멀티플렉서에 의해 분리된 후 코히어런트 수신기 어레이(Coh. Rx)로 공급됩니다. 그 중 국부 발진기(LO)의 역다중화 주파수는 각 코히어런트 수신기의 위상 기준으로 사용된다. 이러한 파장 분할 다중화 링크의 성능은 기본 콤 신호 생성기, 특히 각 콤 라인의 광폭과 광 출력에 크게 좌우됩니다.
물론 광주파수 빗 기술은 아직 개발 단계에 있으며 적용 시나리오와 시장 규모가 상대적으로 작습니다. 기술적 병목 현상을 극복하고 비용을 절감하며 신뢰성을 향상시킬 수 있다면 광전송 분야의 대규모 응용이 가능할 것입니다.
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