광주파수 빗과 광전송?

우리는 1990년대부터 WDM 파장 분할 다중화 기술이 수백 또는 수천 킬로미터에 걸친 장거리 광섬유 링크에 사용되었다는 것을 알고 있습니다. 대부분의 국가와 지역에서 광섬유 인프라는 가장 비싼 자산인 반면, 트랜시버 구성 요소의 비용은 상대적으로 낮습니다.

그러나 5G와 같은 네트워크 데이터 전송 속도가 폭발적으로 증가함에 따라 WDM 기술은 단거리 링크에서 점점 더 중요해지고 있으며 단거리 링크의 배포 볼륨이 훨씬 커져 트랜시버 구성 요소의 비용과 크기가 더욱 민감해졌습니다.

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 불과할 정도로 상대적으로 낮습니다. T 레벨에는 적용이 제한될 수 있습니다.

그러나 가까운 미래에 일반적인 공간 병렬화의 개념은 곧 확장성 한계에 도달할 것이며 데이터 속도의 추가 향상을 유지하려면 각 광섬유의 데이터 스트림의 스펙트럼 병렬화로 보완되어야 합니다. 이는 채널 수와 데이터 속도의 최대 확장성이 중요한 파장 분할 다중화 기술에 대한 완전히 새로운 응용 분야를 열 수 있습니다.

이 경우 소형의 고정형 다중 파장 광원인 주파수 빗 발생기(FCG)는 잘 정의된 다수의 광학 캐리어를 제공할 수 있으므로 중요한 역할을 합니다. 또한, 광 주파수 빗의 특히 중요한 장점은 빗 선이 본질적으로 주파수에서 등거리에 있다는 것입니다. 이는 채널 간 보호 대역에 대한 요구 사항을 완화하고 DFB 레이저 어레이를 사용하는 기존 방식의 단일 라인에 필요한 주파수 제어를 피할 수 있습니다.

이러한 장점은 파장 분할 다중화의 송신기뿐만 아니라 이산형 국부 발진기(LO) 어레이가 단일 빗형 발생기로 대체될 수 있는 수신기에도 적용 가능하다는 점에 유의해야 합니다. LO 콤 생성기를 사용하면 파장 분할 다중화 채널에서 디지털 신호 처리를 더욱 용이하게 하여 수신기 복잡성을 줄이고 위상 잡음 허용 오차를 향상시킬 수 있습니다.

또한 병렬 코히어런트 수신을 위해 위상 고정 기능이 있는 LO 콤 신호를 사용하면 전체 파장 분할 다중화 신호의 시간 영역 파형을 재구성할 수도 있으므로 전송 광섬유의 광 비선형성으로 인한 손상을 보상할 수 있습니다. 빗살형 신호 전송을 기반으로 한 개념적 이점 외에도 더 작은 크기와 경제적으로 효율적인 대규모 생산도 미래 파장 분할 다중화 트랜시버의 핵심 요소입니다.

따라서 다양한 콤 신호 발생기 개념 중에서 칩 레벨 장치가 특히 주목할 만합니다. 데이터 신호 변조, 다중화, 라우팅 및 수신을 위해 확장성이 뛰어난 광자 집적 회로와 결합하면 이러한 장치는 수십 개의 전송 용량으로 저렴한 비용으로 대량 생산할 수 있는 작고 효율적인 파장 분할 다중화 트랜시버의 핵심이 될 수 있습니다. 섬유당 Tbit/s입니다.

송신단의 출력에서 ​​각 채널은 다중화기(MUX)를 통해 재결합되고 파장 분할 다중화 신호는 단일 모드 광섬유를 통해 전송됩니다. 수신단에서는 파장 분할 다중화 수신기(WDM Rx)가 다중 파장 간섭 탐지를 위해 두 번째 FCG의 LO 국부 발진기를 사용합니다. 입력된 파장 분할 다중화 신호의 채널은 디멀티플렉서에 의해 분리된 후 Coherent Receiver Array(Coh. Rx)로 전송됩니다. 그 중 국부 발진기 LO의 역다중화 주파수는 각 코히어런트 수신기의 위상 기준으로 사용됩니다. 이 파장 분할 다중화 링크의 성능은 기본 콤 신호 발생기, 특히 빛의 폭과 각 콤 라인의 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 분야에서 규모 수준의 응용을 달성할 수 있습니다.