ຄວາມຖີ່ຂອງແສງຫວີ ແລະ ການສົ່ງສັນຍານແສງ?

ດັ່ງທີ່ພວກເຮົາຮູ້, ນັບຕັ້ງແຕ່ຊຸມປີ 1990, ເທັກໂນໂລຢີ WDM WDM ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການເຊື່ອມຕໍ່ເສັ້ນໄຍແກ້ວນໍາແສງໄລຍະຍາວຫຼາຍຮ້ອຍຫຼືແມ້ກະທັ້ງຫຼາຍພັນກິໂລແມັດ. ສໍາລັບພາກພື້ນສ່ວນໃຫຍ່ຂອງປະເທດ, ພື້ນຖານໂຄງລ່າງເສັ້ນໄຍແກ້ວນໍາແສງແມ່ນຊັບສິນທີ່ແພງທີ່ສຸດ, ໃນຂະນະທີ່ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງອົງປະກອບເຄື່ອງຮັບສົ່ງສັນຍານແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຕໍ່າ.
ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ດ້ວຍການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອັດຕາຂໍ້ມູນໃນເຄືອຂ່າຍເຊັ່ນ 5G, ເທັກໂນໂລຢີ WDM ກໍ່ມີຄວາມສຳຄັນເພີ່ມຂຶ້ນໃນການເຊື່ອມຕໍ່ໄລຍະສັ້ນເຊັ່ນກັນ, ເຊິ່ງຖືກນຳໃຊ້ໃນປະລິມານທີ່ໃຫຍ່ກວ່າຫຼາຍ ແລະ ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ ແລະ ຂະໜາດຂອງການປະກອບເຄື່ອງຮັບສົ່ງສັນຍານຫຼາຍກວ່າ.

ປະຈຸບັນ, ເຄືອຂ່າຍເຫຼົ່ານີ້ຍັງຄົງອີງໃສ່ເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງຮູບແບບດຽວຫຼາຍພັນເສັ້ນທີ່ສົ່ງຕໍ່ຂະໜານຜ່ານຊ່ອງທາງຂອງການແບ່ງພື້ນທີ່ແບບ multiplexing, ດ້ວຍອັດຕາຂໍ້ມູນຕໍ່າສຸດພຽງແຕ່ສອງສາມຮ້ອຍ Gbit/s (800G) ຕໍ່ຊ່ອງທາງ, ໂດຍມີການນຳໃຊ້ທີ່ເປັນໄປໄດ້ຈຳນວນໜ້ອຍໃນຊັ້ນ T.

ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ໃນອະນາຄົດອັນໃກ້ນີ້, ແນວຄວາມຄິດຂອງການຂະໜານທາງພື້ນທີ່ທົ່ວໄປຈະບັນລຸຂີດຈຳກັດຂອງຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍຂອງມັນໃນໄວໆນີ້, ແລະຈະຕ້ອງໄດ້ຮັບການເສີມດ້ວຍການຂະໜານທາງສະເປກຕຣຳຂອງກະແສຂໍ້ມູນໃນແຕ່ລະເສັ້ນໄຍເພື່ອຮັກສາການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອັດຕາຂໍ້ມູນຕື່ມອີກ. ນີ້ອາດຈະເປີດພື້ນທີ່ການນຳໃຊ້ໃໝ່ທັງໝົດສຳລັບເທັກໂນໂລຢີ WDM, ເຊິ່ງຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍສູງສຸດໃນແງ່ຂອງຈຳນວນຊ່ອງທາງ ແລະ ອັດຕາຂໍ້ມູນແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍ.

ໃນສະພາບການນີ້,ເຄື່ອງກຳເນີດຄວາມຖີ່ແສງ (FCG)ມີບົດບາດສຳຄັນໃນຖານະເປັນແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງທີ່ມີຄວາມຍາວຫຼາຍຄື່ນ, ກະທັດຮັດ, ແລະ ຄົງທີ່ ເຊິ່ງສາມາດສະໜອງຕົວນຳແສງທີ່ກຳນົດໄວ້ໄດ້ດີຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ສຳຄັນໂດຍສະເພາະຂອງເລເຊີຄວາມຖີ່ທາງແສງແມ່ນວ່າສາຍເລເຊີມີຄວາມຖີ່ເທົ່າກັນພາຍໃນ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຜ່ອນຄາຍຄວາມຕ້ອງການສຳລັບແຖບປ້ອງກັນລະຫວ່າງຊ່ອງທາງ ແລະ ຫຼີກລ່ຽງການຄວບຄຸມຄວາມຖີ່ທີ່ຈະຕ້ອງການສຳລັບສາຍດຽວໃນໂຄງການແບບດັ້ງເດີມໂດຍໃຊ້ເລເຊີ DFB ຫຼາຍໆອັນ.

ສິ່ງສຳຄັນທີ່ຄວນສັງເກດຄື ຂໍ້ໄດ້ປຽບເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ໃຊ້ໄດ້ກັບເຄື່ອງສົ່ງສັນຍານ WDM ເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງໃຊ້ໄດ້ກັບເຄື່ອງຮັບສັນຍານຂອງມັນອີກດ້ວຍ, ບ່ອນທີ່ອາເຣຕົວສັ່ນທ້ອງຖິ່ນ (LO) ແບບແຍກສ່ວນສາມາດຖືກທົດແທນດ້ວຍເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າຫວີດຽວ. ການໃຊ້ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າຫວີ LO ຍັງຊ່ວຍໃຫ້ການປະມວນຜົນສັນຍານດິຈິຕອນສຳລັບຊ່ອງ WDM ງ່າຍຂຶ້ນ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສັບສົນຂອງເຄື່ອງຮັບສັນຍານ ແລະ ເພີ່ມຄວາມທົນທານຕໍ່ສຽງລົບກວນຂອງເຟສ.

ນອກຈາກນັ້ນ, ການໃຊ້ສັນຍານ LO comb ທີ່ມີການລັອກໄລຍະສຳລັບການຮັບສັນຍານທີ່ສອດຄ່ອງກັນແບບຂະໜານຍັງເຮັດໃຫ້ສາມາດສ້າງຮູບແບບຄື້ນໂດເມນເວລາຂອງສັນຍານ WDM ທັງໝົດຄືນໃໝ່, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຊົດເຊີຍຄວາມບົກຜ່ອງທີ່ເກີດຈາກຄວາມບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ທາງແສງໃນເສັ້ນໄຍສົ່ງສັນຍານ. ນອກເໜືອໄປຈາກຂໍ້ໄດ້ປຽບທາງດ້ານແນວຄິດເຫຼົ່ານີ້ຂອງການສົ່ງສັນຍານແບບ comb, ຂະໜາດນ້ອຍກວ່າ ແລະ ການຜະລິດຈຳນວນຫຼາຍທີ່ມີປະສິດທິພາບດ້ານຕົ້ນທຶນຍັງເປັນກຸນແຈສຳຄັນສຳລັບເຄື່ອງຮັບສົ່ງສັນຍານ WDM ໃນອະນາຄົດ.
ດັ່ງນັ້ນ, ໃນບັນດາແນວຄວາມຄິດຂອງເຄື່ອງກຳເນີດສັນຍານແບບ comb ຕ່າງໆ, ອຸປະກອນຂະໜາດຊິບຈຶ່ງມີຄວາມສົນໃຈເປັນພິເສດ. ເມື່ອລວມກັບວົງຈອນປະສົມປະສານໂຟໂຕນິກທີ່ສາມາດຂະຫຍາຍໄດ້ສູງສຳລັບການດັດແປງສັນຍານຂໍ້ມູນ, ການມັລຕິເພລັກຊິ່ງ, ການກຳນົດເສັ້ນທາງ ແລະ ການຮັບ, ອຸປະກອນດັ່ງກ່າວອາດຈະເປັນກຸນແຈສຳຄັນໃນການສົ່ງສັນຍານ WDM ທີ່ກະທັດຮັດ ແລະ ມີປະສິດທິພາບສູງ ເຊິ່ງສາມາດຜະລິດໄດ້ໃນປະລິມານຫຼາຍໃນລາຄາຕໍ່າ, ດ້ວຍຄວາມສາມາດໃນການສົ່ງສັນຍານສູງເຖິງຫຼາຍສິບ Tbit/s ຕໍ່ເສັ້ນໄຍ.

ຮູບຕໍ່ໄປນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນແຜນວາດຂອງເຄື່ອງສົ່ງສັນຍານ WDM ໂດຍໃຊ້ FCG ຄວາມຖີ່ແສງເປັນແຫຼ່ງກຳເນີດແສງຫຼາຍຄື້ນ. ສັນຍານ FCG ຈະຖືກແຍກອອກກ່ອນໃນຕົວແຍກສັນຍານ (DEMUX) ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນເຂົ້າໄປໃນຕົວປັບສັນຍານໄຟຟ້າແສງ EOM. ຜ່ານສັນຍານ, ສັນຍານຈະຖືກປັບປ່ຽນຄວາມກວ້າງຂອງ QAM quadrature ເພື່ອປະສິດທິພາບສະເປກຕຣຳທີ່ດີທີ່ສຸດ (SE).

ຢູ່ທີ່ທາງອອກຂອງຕົວສົ່ງສັນຍານ, ຊ່ອງທາງຕ່າງໆຈະຖືກລວມເຂົ້າກັນໃໝ່ໃນຕົວມັນຕິເພລັກເຊີ (MUX) ແລະສັນຍານ WDM ຈະຖືກສົ່ງຜ່ານເສັ້ນໄຍຮູບແບບດຽວ. ຢູ່ປາຍຮັບ, ຕົວຮັບສັນຍານແບ່ງຄວາມຍາວຄື້ນ (WDM Rx), ໃຊ້ຕົວສັ່ນທ້ອງຖິ່ນ LO ຂອງ FCG ທີ 2 ສຳລັບການກວດຈັບຄວາມສອດຄ່ອງກັນຫຼາຍຄື້ນ. ຊ່ອງທາງຂອງສັນຍານ WDM ປ້ອນເຂົ້າຖືກແຍກອອກໂດຍຕົວແຍກສັນຍານ ແລະ ປ້ອນໄປຫາອາເຣຕົວຮັບທີ່ສອດຄ່ອງກັນ (Coh. Rx). ບ່ອນທີ່ຄວາມຖີ່ຂອງການແຍກສັນຍານຂອງຕົວສັ່ນທ້ອງຖິ່ນ LO ຖືກໃຊ້ເປັນການອ້າງອີງໄລຍະສຳລັບຕົວຮັບທີ່ສອດຄ່ອງກັນແຕ່ລະຕົວ. ປະສິດທິພາບຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ WDM ດັ່ງກ່າວແມ່ນຂຶ້ນກັບຕົວສ້າງສັນຍານ comb ທີ່ຢູ່ດ້ານລຸ່ມເປັນສ່ວນໃຫຍ່, ໂດຍສະເພາະແມ່ນຄວາມກວ້າງຂອງສາຍ optical ແລະພະລັງງານ optical ຕໍ່ສາຍ comb.

ແນ່ນອນ, ເຕັກໂນໂລຊີຄວາມຖີ່ແສງຍັງຢູ່ໃນຂັ້ນຕອນການພັດທະນາ, ແລະສະຖານະການການນຳໃຊ້ ແລະ ຂະໜາດຕະຫຼາດຂອງມັນຍັງມີຂະໜາດນ້ອຍ. ຖ້າມັນສາມາດເອົາຊະນະຂໍ້ຈຳກັດທາງດ້ານເຕັກນິກ, ຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ ແລະ ປັບປຸງຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື, ແລ້ວມັນຈະສາມາດບັນລຸການນຳໃຊ້ໃນລະດັບຂະໜາດໃນການສົ່ງສັນຍານແສງໄດ້.