ʻO nā pulupulu alapine Optical a me ka hoʻouna ʻana?

E like me kā mākou e ʻike ai, mai ka makahiki 1990, ua hoʻohana ʻia ka ʻenehana WDM WDM no nā loulou fiber-optic lōʻihi o nā haneli a i ʻole mau kaukani kilomika. No ka hapa nui o nā wahi o ka ʻāina, ʻo ka ʻōnaehana fiber kona waiwai nui loa, ʻoiai ʻoi aku ka haʻahaʻa o ke kumukūʻai o nā mea transceiver.
Eia nō naʻe, me ka pahū ʻana o nā helu ʻikepili i nā pūnaewele e like me 5G, ua lilo ka ʻenehana WDM i mea koʻikoʻi i nā loulou pōkole pū kekahi, i kau ʻia i loko o nā puke ʻoi aku ka nui a no laila ʻoi aku ka maʻalahi i ke kumukūʻai a me ka nui o nā hui transceiver.

I kēia manawa, ke hilinaʻi nei kēia mau pūnaewele i nā tausani o nā fiber optical mode hoʻokahi i hoʻoili like ʻia ma o nā kahawai o ka hoʻokaʻawale ʻana o ka space division multiplexing, me ka haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa o ka nui o nā haneli Gbit/s (800G) no kēlā me kēia kahawai, me kahi helu liʻiliʻi. nā noi ma ka papa T.

Eia nō naʻe, i ka wā e hiki mai ana, e hiki koke ana ka manaʻo o ka hoʻohālikelike spatial maʻamau i nā palena o kona scalability, a pono e hoʻokō ʻia e ka spectral parallelisation o nā kahawai ʻikepili i kēlā me kēia fiber i mea e hoʻomau ai i nā piʻi hou aʻe o ka helu ʻikepili. Hiki i kēia ke wehe i kahi kikowaena noi hou no ka ʻenehana WDM, kahi mea koʻikoʻi ka scalability kiʻekiʻe ma ke ʻano o ka helu o nā kahawai a me ka helu ʻikepili.

Ma kēia pōʻaiapili,ʻo ka mea hoʻoheheʻe hoʻoheheʻe alapine optical (FCG)pāʻani i kahi hana koʻikoʻi ma ke ʻano he kumu kukui paʻa, paʻa, multi-wavelength e hiki ke hāʻawi i kahi helu nui o nā mea lawe optical i wehewehe maikaʻi ʻia. Eia kekahi, ʻo kahi pōmaikaʻi koʻikoʻi o ka optical frequency combs ʻo ia ka ʻokoʻa like o nā laina hui i ka alapine, no laila e hoʻomaha ai i ka pono no nā pūʻali kiaʻi ma waena o ke kahawai a pale aku i ka mana alapine e koi ʻia no kahi laina hoʻokahi i kahi hoʻolālā maʻamau me ka hoʻohana ʻana. kahi ʻano o nā lasers DFB.

He mea nui e hoʻomaopopo ʻaʻole pili kēia mau pono i nā mea hoʻouna WDM akā i nā mea hoʻokipa hoʻi, kahi hiki ke hoʻololi ʻia nā arrays oscillator local discrete (LO) e kahi mea hoʻoheheʻe hoʻokahi. ʻO ka hoʻohana ʻana i nā mea hana LO comb e hoʻomaʻamaʻa hou i ka hoʻoili ʻana i nā hōʻailona kikohoʻe no nā kahawai WDM, a laila e hōʻemi ana i ka paʻakikī o ka mea hoʻokipa a me ka hoʻonui ʻana i ka leo kani.

Eia hou, hiki i ka hoʻohana ʻana i nā hōʻailona LO comb me ka hoʻopaʻa ʻana i ka manawa no ka hoʻokipa like ʻana i hiki ke hana hou i ka nalu manawa-domain o ka hōʻailona WDM holoʻokoʻa, pēlā e uku ai i nā hemahema i hoʻokumu ʻia e nā nonlinearities optical i ka fiber transmission. Ma waho aʻe o kēia mau manaʻo maikaʻi o ka hoʻouna ʻana i nā hōʻailona ma muli o ka comb-based, ʻoi aku ka liʻiliʻi a me ka hoʻoulu nui ʻana i ke kumu kūʻai he kī nui no nā transceivers WDM e hiki mai ana.
No laila, ma waena o nā manaʻo hoʻoheheʻe hōʻailona comb like ʻole, makemake nui nā mea hana chip-scale. Ke hui pū ʻia me nā kaapuni hoʻohui kiʻi kiʻi kiʻekiʻe loa no ka modulation hōʻailona data, multiplexing, routing a me ka hoʻokipa ʻana, hiki i ia mau mea ke hoʻopaʻa i ke kī i nā transceivers WDM paʻa, maikaʻi loa i hiki ke hana ʻia i nā mea nui ma ke kumu kūʻai haʻahaʻa, me nā mana hoʻouna a hiki i ʻumi. o Tbit/s no ka fiber.

Hōʻike ke kiʻi ma lalo nei i kahi schematic o kahi transmitter WDM me ka hoʻohana ʻana i ka optical frequency comb FCG ma ke ʻano he kumu kukui uila nui. Ma o, ua kau ʻia ka hōʻailona i ka holomua QAM quadrature amplitude modulation no ka pono spectral maikaʻi loa (SE).

I ka puka ʻana o ka transmitter, hoʻohui hou ʻia nā ala i loko o kahi multiplexer (MUX) a hoʻouna ʻia nā hōʻailona WDM ma luna o ka fiber mode hoʻokahi. Ma ka hopena o ka loaʻa ʻana, hoʻohana ka mea hoʻokipa multiplexing mahele o ka nalu (WDM Rx), i ka LO local oscillator o ka 2nd FCG no ka ʻike ʻana i ka multiwavelength coherent detection. Hoʻokaʻawale ʻia nā kaha o nā hōʻailona WDM hoʻokomo e kahi demultiplexer a hāʻawi ʻia i ka hui hoʻokipa coherent (Coh. Rx). kahi i hoʻohana ʻia ai ke alapine demultiplexing o ka oscillator LO kūloko ma ke ʻano he kuhikuhi pae no kēlā me kēia mea hoʻokipa pili. ʻO ka hana ʻana o ia mau loulou WDM e hilinaʻi nui ʻia i ka mea hoʻoheheʻe hōʻailona hui lalo, ʻo ia hoʻi ka laulā o ka laina optical a me ka mana optical ma kēlā me kēia laina hui.

ʻO kaʻoiaʻiʻo, aia ka ʻenehana optical frequency comb i ka pae hoʻomohala, a he liʻiliʻi kona mau hiʻohiʻona noi a me ka nui o ka mākeke. Inā hiki iā ia ke lanakila i nā bottlenecks ʻenehana, e hoʻemi i nā kumukūʻai a hoʻomaikaʻi i ka hilinaʻi, a laila hiki ke hoʻokō i nā noi pae kiʻekiʻe i ka hoʻoili optical.