ຫວີຄວາມຖີ່ແສງ ແລະ ການສົ່ງສັນຍານແສງ?

ພວກເຮົາຮູ້ວ່ານັບຕັ້ງແຕ່ຊຸມປີ 1990, ເທັກໂນໂລຢີການແບ່ງຄວາມຍາວຄື່ນ WDM ໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ສຳລັບການເຊື່ອມຕໍ່ເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງໄລຍະໄກທີ່ກວມເອົາຫຼາຍຮ້ອຍຫຼືແມ້ກະທັ້ງຫຼາຍພັນກິໂລແມັດ. ສຳລັບປະເທດ ແລະ ພາກພື້ນສ່ວນໃຫຍ່, ພື້ນຖານໂຄງລ່າງເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງແມ່ນຊັບສິນທີ່ແພງທີ່ສຸດຂອງພວກເຂົາ, ໃນຂະນະທີ່ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງອົງປະກອບເຄື່ອງຮັບສົ່ງສັນຍານແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຕໍ່າ.

ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ດ້ວຍການເຕີບໂຕຢ່າງໄວວາຂອງອັດຕາການສົ່ງຂໍ້ມູນເຄືອຂ່າຍເຊັ່ນ 5G, ເຕັກໂນໂລຊີ WDM ໄດ້ກາຍເປັນສິ່ງສຳຄັນເພີ່ມຂຶ້ນໃນການເຊື່ອມຕໍ່ໄລຍະສັ້ນ, ແລະປະລິມານການນຳໃຊ້ການເຊື່ອມຕໍ່ໄລຍະສັ້ນແມ່ນໃຫຍ່ກວ່າຫຼາຍ, ເຮັດໃຫ້ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ ແລະ ຂະໜາດຂອງອົງປະກອບເຄື່ອງຮັບສົ່ງມີຄວາມອ່ອນໄຫວຫຼາຍຂຶ້ນ.

ໃນປັດຈຸບັນ, ເຄືອຂ່າຍເຫຼົ່ານີ້ຍັງຄົງອາໄສເສັ້ນໄຍແສງໂໝດດຽວຫຼາຍພັນເສັ້ນສຳລັບການສົ່ງຂໍ້ມູນແບບຂະໜານຜ່ານຊ່ອງທາງການແບ່ງພື້ນທີ່ແບບ multiplexing, ແລະອັດຕາຂໍ້ມູນຂອງແຕ່ລະຊ່ອງທາງແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຕໍ່າ, ສູງສຸດພຽງແຕ່ສອງສາມຮ້ອຍ Gbit/s (800G). ລະດັບ T ອາດຈະມີການນຳໃຊ້ທີ່ຈຳກັດ.

ແຕ່ໃນອະນາຄົດອັນໃກ້ນີ້, ແນວຄວາມຄິດຂອງການຂະໜານທາງພື້ນທີ່ທຳມະດາຈະບັນລຸຂີດຈຳກັດຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍຂອງມັນໃນໄວໆນີ້, ແລະຕ້ອງໄດ້ຮັບການເສີມດ້ວຍການຂະໜານທາງຄື້ນຄວາມຖີ່ຂອງກະແສຂໍ້ມູນໃນແຕ່ລະເສັ້ນໄຍເພື່ອຮັກສາການປັບປຸງຕື່ມອີກໃນອັດຕາຂໍ້ມູນ. ນີ້ອາດຈະເປີດພື້ນທີ່ການນຳໃຊ້ໃໝ່ທັງໝົດສຳລັບເທັກໂນໂລຢີການແບ່ງຄວາມຍາວຄື່ນ, ບ່ອນທີ່ຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍສູງສຸດຂອງຈຳນວນຊ່ອງ ແລະ ອັດຕາຂໍ້ມູນແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍ.

ໃນກໍລະນີນີ້, ເຄື່ອງກຳເນີດຄວາມຖີ່ຫວີ (FCG), ໃນຖານະເປັນແຫຼ່ງແສງຫຼາຍຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ມີຂະໜາດກະທັດຮັດ ແລະ ຄົງທີ່, ສາມາດສະໜອງຕົວນຳແສງທີ່ມີຄວາມລະອຽດສູງໄດ້ຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງມີບົດບາດສຳຄັນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ສຳຄັນໂດຍສະເພາະຂອງຫວີຄວາມຖີ່ແສງແມ່ນວ່າສາຍຫວີມີຄວາມຖີ່ເທົ່າກັນ, ເຊິ່ງສາມາດຜ່ອນຄາຍຄວາມຕ້ອງການສຳລັບແຖບປ້ອງກັນລະຫວ່າງຊ່ອງ ແລະ ຫຼີກລ່ຽງການຄວບຄຸມຄວາມຖີ່ທີ່ຕ້ອງການສຳລັບສາຍດ່ຽວໃນໂຄງຮ່າງແບບດັ້ງເດີມໂດຍໃຊ້ອາເຣເລເຊີ DFB.

ຄວນສັງເກດວ່າຂໍ້ໄດ້ປຽບເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ໃຊ້ໄດ້ກັບເຄື່ອງສົ່ງສັນຍານຂອງການແບ່ງຄື້ນຄວາມຖີ່ເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງໃຊ້ໄດ້ກັບເຄື່ອງຮັບສັນຍານຂອງມັນອີກດ້ວຍ, ບ່ອນທີ່ອາເຣຕົວສັ່ນທ້ອງຖິ່ນແບບບໍ່ຕໍ່ເນື່ອງ (LO) ສາມາດຖືກທົດແທນດ້ວຍເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າຫວີດຽວ. ການໃຊ້ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າຫວີ LO ສາມາດອຳນວຍຄວາມສະດວກໃນການປະມວນຜົນສັນຍານດິຈິຕອນໃນຊ່ອງທາງການແບ່ງຄື້ນຄວາມຖີ່, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສັບສົນຂອງເຄື່ອງຮັບສັນຍານ ແລະ ປັບປຸງຄວາມທົນທານຕໍ່ສຽງລົບກວນຂອງເຟສ.

ນອກຈາກນັ້ນ, ການໃຊ້ສັນຍານ comb LO ທີ່ມີຟັງຊັນລັອກໄລຍະສຳລັບການຮັບສັນຍານທີ່ສອດຄ່ອງກັນແບບຂະໜານຍັງສາມາດສ້າງຮູບແບບຄື້ນໂດເມນເວລາຂອງສັນຍານ multiplexing ການແບ່ງຄວາມຍາວຄື່ນທັງໝົດຄືນໃໝ່, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຊົດເຊີຍຄວາມເສຍຫາຍທີ່ເກີດຈາກຄວາມບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ທາງແສງຂອງເສັ້ນໄຍສົ່ງ. ນອກເໜືອໄປຈາກຂໍ້ໄດ້ປຽບທາງດ້ານແນວຄິດທີ່ອີງໃສ່ການສົ່ງສັນຍານ comb, ຂະໜາດນ້ອຍກວ່າ ແລະ ການຜະລິດຂະໜາດໃຫຍ່ທີ່ມີປະສິດທິພາບທາງດ້ານເສດຖະກິດຍັງເປັນປັດໄຈສຳຄັນສຳລັບເຄື່ອງຮັບສົ່ງສັນຍານ multiplexing ການແບ່ງຄວາມຍາວຄື່ນໃນອະນາຄົດ.

ດັ່ງນັ້ນ, ໃນບັນດາແນວຄວາມຄິດຂອງເຄື່ອງກຳເນີດສັນຍານແບບ comb ຕ່າງໆ, ອຸປະກອນລະດັບຊິບຈຶ່ງມີຄວາມໜ້າສັງເກດເປັນພິເສດ. ເມື່ອລວມກັບວົງຈອນປະສົມປະສານໂຟໂຕນິກທີ່ສາມາດຂະຫຍາຍໄດ້ສູງສຳລັບການດັດແປງສັນຍານຂໍ້ມູນ, ການມັລຕິເພລັກຊິ່ງ, ການກຳນົດເສັ້ນທາງ ແລະ ການຮັບ, ອຸປະກອນດັ່ງກ່າວອາດຈະກາຍເປັນກຸນແຈສຳຄັນຂອງເຄື່ອງຮັບສົ່ງສັນຍານແບບມັລຕິເພລັກຊິ່ງແບ່ງຄວາມຍາວຄື່ນທີ່ກະທັດຮັດ ແລະ ມີປະສິດທິພາບ ເຊິ່ງສາມາດຜະລິດໄດ້ໃນປະລິມານຫຼາຍໃນລາຄາຕໍ່າ, ມີຄວາມສາມາດໃນການສົ່ງສັນຍານຫຼາຍສິບ Tbit/s ຕໍ່ເສັ້ນໄຍ.

ຢູ່ທີ່ຜົນຜະລິດຂອງປາຍທາງສົ່ງ, ແຕ່ລະຊ່ອງທາງຈະຖືກລວມເຂົ້າກັນໃໝ່ຜ່ານຕົວມັນຕິເພລັກເຊີ (MUX), ແລະສັນຍານການແບ່ງຄວາມຍາວຄື້ນຈະຖືກສົ່ງຜ່ານເສັ້ນໄຍຮູບແບບດຽວ. ຢູ່ທີ່ປາຍທາງຮັບ, ຕົວຮັບການແບ່ງຄວາມຍາວຄື້ນ (WDM Rx) ໃຊ້ຕົວສັ່ນທ້ອງຖິ່ນ LO ຂອງ FCG ທີສອງສຳລັບການກວດຈັບການລົບກວນຄວາມຍາວຄື້ນຫຼາຍ. ຊ່ອງທາງຂອງສັນຍານການແບ່ງຄວາມຍາວຄື້ນປ້ອນຂໍ້ມູນຖືກແຍກອອກໂດຍຕົວແຍກຄວາມຖີ່ ແລະ ຫຼັງຈາກນັ້ນສົ່ງໄປຫາອາເຣຕົວຮັບທີ່ສອດຄ່ອງກັນ (Coh. Rx). ໃນນັ້ນ, ຄວາມຖີ່ຂອງການແຍກຄວາມຖີ່ຂອງຕົວສັ່ນທ້ອງຖິ່ນ LO ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນການອ້າງອີງໄລຍະສໍາລັບແຕ່ລະຕົວຮັບທີ່ສອດຄ່ອງກັນ. ປະສິດທິພາບຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ການແບ່ງຄວາມຍາວຄື້ນນີ້ແມ່ນຂຶ້ນກັບເຄື່ອງສ້າງສັນຍານແບບ comb ພື້ນຖານ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນຄວາມກວ້າງຂອງແສງ ແລະ ພະລັງງານທາງແສງຂອງແຕ່ລະສາຍ comb.

ແນ່ນອນ, ເຕັກໂນໂລຊີຄວາມຖີ່ແສງຍັງຢູ່ໃນຂັ້ນຕອນການພັດທະນາ, ແລະສະຖານະການການນຳໃຊ້ ແລະ ຂະໜາດຕະຫຼາດຂອງມັນແມ່ນຂ້ອນຂ້າງນ້ອຍ. ຖ້າມັນສາມາດເອົາຊະນະຂໍ້ຈຳກັດທາງເຕັກໂນໂລຊີ, ຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ແລະ ປັບປຸງຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື, ມັນອາດຈະບັນລຸການນຳໃຊ້ໃນລະດັບຂະໜາດໃນການສົ່ງສັນຍານແສງ.