Optical frequency kuchana na maambukizi ya macho?

Tunajua kwamba tangu miaka ya 1990, teknolojia ya kuzidisha mgawanyiko wa urefu wa wimbi la WDM imekuwa ikitumika kwa viungo vya masafa marefu vya nyuzi macho vinavyochukua mamia au hata maelfu ya kilomita. Kwa nchi na maeneo mengi, miundombinu ya fiber optic ndiyo rasilimali yao ya gharama kubwa zaidi, wakati gharama ya vipengee vya kupitisha data ni ya chini kiasi.

Hata hivyo, kutokana na kukua kwa kasi kwa viwango vya upitishaji wa data za mtandao kama vile 5G, teknolojia ya WDM imezidi kuwa muhimu katika viungo vya umbali mfupi, na kiasi cha uwekaji wa viungo vifupi ni kubwa zaidi, na kufanya gharama na ukubwa wa vipengele vya transceiver kuwa nyeti zaidi.

Kwa sasa, mitandao hii bado inategemea maelfu ya nyuzi za hali moja kwa usambazaji sambamba kupitia njia za kuzidisha za mgawanyiko wa nafasi, na kiwango cha data cha kila chaneli ni cha chini, kwa zaidi ya mia chache tu ya Gbit/s (800G). T-level inaweza kuwa na programu chache.

Lakini katika siku zijazo zinazoonekana, dhana ya usawazishaji wa kawaida wa anga hivi karibuni itafikia kikomo chake cha kuongezeka, na lazima iongezwe na usawazishaji wa wigo wa mitiririko ya data katika kila nyuzi ili kudumisha uboreshaji zaidi katika viwango vya data. Hii inaweza kufungua nafasi mpya kabisa ya programu kwa teknolojia ya kuzidisha mgawanyiko wa urefu wa wimbi, ambapo upeo wa juu wa nambari ya kituo na kiwango cha data ni muhimu.

Katika hali hii, jenereta ya kuchana kwa mawimbi (FCG), kama chanzo cha mwanga kilichoshikamana na kisichobadilika, kinaweza kutoa idadi kubwa ya vibeba macho vilivyobainishwa vyema, hivyo kuchukua jukumu muhimu. Zaidi ya hayo, faida muhimu hasa ya kuchana kwa masafa ya macho ni kwamba mistari ya kuchana kimsingi ni sawa katika masafa, ambayo inaweza kulegeza masharti ya bendi za walinzi baina ya chaneli na kuepuka udhibiti wa masafa unaohitajika kwa mistari moja katika mipango ya kitamaduni kwa kutumia safu za leza za DFB.

Ikumbukwe kwamba faida hizi hazitumiki tu kwa kisambazaji cha mgawanyiko wa urefu wa wimbi, lakini pia kwa mpokeaji wake, ambapo safu ya oscillator ya ndani (LO) inaweza kubadilishwa na jenereta moja ya kuchana. Utumiaji wa jenereta za kuchana za LO unaweza kuwezesha zaidi usindikaji wa mawimbi ya dijiti katika njia za kuzidisha za mgawanyiko wa urefu wa wimbi, na hivyo kupunguza ugumu wa mpokeaji na kuboresha uvumilivu wa kelele.

Kwa kuongezea, kwa kutumia ishara za kuchana za LO zilizo na kazi iliyofungwa kwa awamu kwa mapokezi madhubuti ya sambamba kunaweza hata kuunda upya muundo wa wimbi la kikoa cha wakati wa ishara nzima ya mgawanyiko wa urefu wa wimbi, na hivyo kufidia uharibifu unaosababishwa na kutolingana kwa nyuzi za upitishaji. Kando na faida za kimawazo kulingana na upitishaji wa mawimbi ya kuchana, saizi ndogo na uzalishaji wa kiwango kikubwa wenye ufanisi wa kiuchumi pia ni mambo muhimu kwa vipitishio vya kuzidisha vya mgawanyiko wa mawimbi ya siku zijazo.

Kwa hiyo, kati ya dhana mbalimbali za jenereta za ishara za kuchana, vifaa vya kiwango cha chip ni muhimu sana. Inapojumuishwa na saketi zilizojumuishwa za picha za urekebishaji wa mawimbi ya data, kuzidisha, kuelekeza na kupokea, vifaa kama hivyo vinaweza kuwa ufunguo wa visambazaji visambazaji vingi vya mgawanyiko wa urefu wa mawimbi ambavyo vinaweza kutengenezwa kwa wingi kwa gharama ya chini, vikiwa na uwezo wa kusambaza makumi ya Tbit / s kwa nyuzi.

Katika pato la mwisho wa kutuma, kila kituo kinaunganishwa tena kwa njia ya multiplexer (MUX), na ishara ya kuzidisha mgawanyiko wa wavelength hupitishwa kwa njia ya fiber moja ya mode. Katika mwisho wa upokezi, kipokezi cha kuzidisha mgawanyiko wa urefu wa wimbi (WDM Rx) hutumia oscillator ya ndani ya FCG ya pili kwa ugunduzi wa mwingiliano wa urefu wa mawimbi. Njia ya mawimbi ya mgawanyiko wa urefu wa wimbi la pembejeo hutenganishwa na demultiplexer na kisha kutumwa kwa safu madhubuti ya kipokezi (Coh. Rx). Miongoni mwao, mzunguko wa demultiplexing wa oscillator ya ndani LO hutumika kama marejeleo ya awamu kwa kila mpokeaji madhubuti. Utendaji wa kiunga hiki cha mgawanyiko wa urefu wa wimbi kwa hakika unategemea kwa kiasi kikubwa jenereta ya msingi ya kuchana, hasa upana wa mwanga na nguvu ya macho ya kila mstari wa sega.

Bila shaka, teknolojia ya kuchana mawimbi ya macho bado iko katika hatua ya maendeleo, na hali ya matumizi yake na saizi ya soko ni ndogo. Iwapo inaweza kushinda vikwazo vya kiteknolojia, kupunguza gharama, na kuboresha kutegemewa, inaweza kufikia matumizi ya kiwango cha juu katika upitishaji wa macho.