Sega ya masafa ya macho na upitishaji wa macho?

Tunajua kwamba tangu miaka ya 1990, teknolojia ya uongezaji wa mgawanyiko wa urefu wa mawimbi ya WDM imetumika kwa viungo vya nyuzi optiki vya masafa marefu vinavyochukua mamia au hata maelfu ya kilomita. Kwa nchi na maeneo mengi, miundombinu ya nyuzi optiki ndiyo mali yao ghali zaidi, huku gharama ya vipengele vya transceiver ikiwa chini kiasi.

Hata hivyo, kutokana na ukuaji mkubwa wa viwango vya upitishaji data ya mtandao kama vile 5G, teknolojia ya WDM imekuwa muhimu zaidi katika viungo vya umbali mfupi, na kiasi cha upelekaji wa viungo vifupi ni kikubwa zaidi, na kufanya gharama na ukubwa wa vipengele vya transceiver kuwa nyeti zaidi.

Kwa sasa, mitandao hii bado inategemea maelfu ya nyuzi za macho za hali moja kwa ajili ya uwasilishaji sambamba kupitia njia za kuzidisha mgawanyiko wa nafasi, na kiwango cha data cha kila njia ni cha chini kiasi, kwa angalau mia chache tu ya Gbit/s (800G). Kiwango cha T kinaweza kuwa na matumizi machache.

Lakini katika siku zijazo zinazoonekana, dhana ya ulinganifu wa kawaida wa anga itafikia kikomo chake cha upanukaji, na lazima iongezwe na ulinganifu wa wigo wa mitiririko ya data katika kila nyuzi ili kudumisha maboresho zaidi katika viwango vya data. Hii inaweza kufungua nafasi mpya kabisa ya matumizi kwa teknolojia ya uongezaji wa mgawanyiko wa mawimbi, ambapo upanukaji wa juu zaidi wa idadi ya chaneli na kiwango cha data ni muhimu.

Katika hali hii, jenereta ya kuchana masafa (FCG), kama chanzo kidogo cha mwanga wa mawimbi mengi kisichobadilika, inaweza kutoa idadi kubwa ya vibebaji vya macho vilivyofafanuliwa vizuri, hivyo kuchukua jukumu muhimu. Kwa kuongezea, faida muhimu sana ya kuchana masafa ya macho ni kwamba mistari ya kuchana kimsingi ni sawa katika masafa, ambayo yanaweza kulegeza mahitaji ya bendi za ulinzi kati 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 kipitisha sauti cha mgawanyiko wa urefu wa mawimbi, lakini pia kwa kipokezi chake, ambapo safu ya oscillator ya ndani (LO) tofauti inaweza kubadilishwa na jenereta moja ya kuchana. Matumizi ya jenereta za kuchana za LO yanaweza kurahisisha zaidi usindikaji wa mawimbi ya kidijitali katika njia za uchanganuzi wa mgawanyiko wa urefu wa mawimbi, na hivyo kupunguza ugumu wa kipokezi na kuboresha uvumilivu wa kelele ya awamu.

Kwa kuongezea, kutumia ishara za kuchana za LO zenye kitendakazi kilichofungwa kwa awamu kwa ajili ya mapokezi sambamba kunaweza hata kujenga upya umbo la wimbi la kikoa cha wakati wa ishara nzima ya uchanganuzi wa mgawanyiko wa urefu wa mawimbi, na hivyo kufidia uharibifu unaosababishwa na kutokuwa na mstari wa macho wa nyuzi za upitishaji. Mbali na faida za dhana kulingana na upitishaji wa ishara za kuchana, ukubwa mdogo na uzalishaji mkubwa wenye ufanisi kiuchumi pia ni mambo muhimu kwa vipitishi vya uchanganuzi wa mgawanyiko wa urefu wa mawimbi vya baadaye.

Kwa hivyo, miongoni mwa dhana mbalimbali za jenereta ya mawimbi ya kuchana, vifaa vya kiwango cha chipu vina umuhimu mkubwa. Vikijumuishwa na saketi jumuishi za fotoniki zinazoweza kupanuliwa sana kwa ajili ya urekebishaji wa mawimbi ya data, uongezaji wa data, uelekezaji, na upokeaji, vifaa hivyo vinaweza kuwa muhimu kwa vipitishi vya uongezaji wa data vya mgawanyiko wa urefu wa mawimbi ambavyo vinaweza kutengenezwa kwa wingi kwa gharama ya chini, vikiwa na uwezo wa upitishaji wa makumi ya Tbit/s kwa kila nyuzi.

Katika matokeo ya mwisho wa kutuma, kila chaneli huunganishwa tena kupitia kizidishi (MUX), na ishara ya kuzidisha mgawanyiko wa urefu wa wimbi hupitishwa kupitia nyuzi ya hali moja. Katika mwisho wa kupokea, kipokeaji cha kuzidisha mgawanyiko wa urefu wa wimbi (WDM Rx) hutumia kioscillator cha ndani cha LO cha FCG ya pili kwa ugunduzi wa kuingiliwa kwa urefu wa wimbi nyingi. Njia ya ishara ya kuzidisha mgawanyiko wa urefu wa wimbi la ingizo hutenganishwa na kipunguzi na kisha hutumwa kwa safu ya kipokezi thabiti (Coh. Rx). Miongoni mwao, masafa ya kuzidisha ya kioscillator cha ndani LO hutumika kama marejeleo ya awamu kwa kila kipokezi thabiti. Utendaji wa kiungo hiki cha kuzidisha mgawanyiko wa urefu wa wimbi ni wazi inategemea sana jenereta ya ishara ya msingi ya kuchana, haswa upana wa mwanga na nguvu ya macho ya kila mstari wa kuchana.

Bila shaka, teknolojia ya kuchana masafa ya macho bado iko katika hatua ya uundaji, na hali za matumizi yake na ukubwa wa soko ni ndogo. Ikiwa inaweza kushinda vikwazo vya kiteknolojia, kupunguza gharama, na kuboresha uaminifu, inaweza kufikia matumizi ya kiwango cha juu katika upitishaji wa macho.