光周波数の櫛と光透過？

1990年代以来、WDM波長分裂マルチプレックステクノロジーは、数百または数千キロメートルに及ぶ長距離光ファイバーリンクに使用されていることを知っています。ほとんどの国や地域では、光ファイバーインフラストラクチャが最も高価な資産であり、トランシーバーコンポーネントのコストは比較的低いです。

ただし、5Gなどのネットワークデータ送信レートの爆発的な成長により、WDMテクノロジーは短距離リンクでますます重要になり、短いリンクの展開量がはるかに大きく、トランシーバーコンポーネントのコストとサイズがより敏感になります。

現在、これらのネットワークは、宇宙分割の多重化チャネルを介した並列伝送のために数千のシングルモード光ファイバーに依存しており、各チャネルのデータレートは比較的低く、せいぜい数百gbit/s（800g）しかありません。 Tレベルのアプリケーションは限られている可能性があります。

しかし、近い将来、通常の空間並列化の概念はまもなくそのスケーラビリティ限界に達し、データレートのさらなる改善を維持するために、各ファイバーのデータストリームのスペクトル並列化によって補足する必要があります。これにより、チャネル数とデータレートの最大スケーラビリティが非常に重要である波長分裂マルチプレックステクノロジー用のまったく新しいアプリケーションスペースが開かれる場合があります。

この場合、コンパクトで固定されたマルチ波長光源としての周波数櫛発生器（FCG）は、多数の明確に定義された光学キャリアを提供し、重要な役割を果たすことができます。さらに、光周波数櫛の特に重要な利点は、櫛のラインが本質的に周波数が等距離にあることです。これにより、インターチャネルガードバンドの要件を緩和し、DFBレーザーアレイを使用して従来のスキームで単一ラインに必要な周波数制御を回避できます。

これらの利点は、波長分割多重化の送信機だけでなく、そのレシーバーにも適用されることに注意する必要があります。レシーバーでは、離散ローカル発振器（LO）アレイを単一のコームジェネレーターに置き換えることができます。 LOコームジェネレーターを使用すると、波長分裂マルチプレックスチャネルでのデジタル信号処理がさらに促進され、それによりレシーバーの複雑さが低下し、位相ノイズ許容度が向上します。

さらに、並列コヒーレント受信のために位相ロック関数を使用したLO COMB信号を使用すると、波長分割多重化信号全体の時間ドメイン波形を再構築することさえ、透過繊維の光学的非線形性によって引き起こされる損傷を補正することさえできます。櫛信号伝送に基づく概念的な利点に加えて、サイズが小さく、経済的に効率的な大規模生産も、将来の波長分裂マルチプレックストランシーバーの重要な要素です。

したがって、さまざまな櫛シグナルジェネレーターの概念の中で、チップレベルのデバイスは特に注目に値します。データ信号変調、多重化、ルーティング、および受信のための高度にスケーラブルなフォトニック積分回路と組み合わせると、そのようなデバイスは、繊維あたりTBIT/sのTENSの伝送容量を備えた低コストで製造できるコンパクトで効率的な波長分裂マルチプレックストランシーバーの鍵となる場合があります。

送信端の出力で、各チャネルはマルチプレクサ（MUX）を介して再結合され、波長分割マルチプレックス信号はシングルモードファイバーを介して送信されます。受信側では、波長分裂マルチプレックスレシーバー（WDM RX）は、2番目のFCGのLO局所発振器をマルチ波長干渉検出に使用します。入力波長分裂マルチプレックス信号のチャネルは、Demultiplexerによって分離され、コヒーレントレシーバーアレイ（Coh。Rx）に送信されます。その中で、ローカル発振器Loの非拡張周波数は、各コヒーレントレシーバーの位相参照として使用されます。この波長分裂マルチプレックスリンクの性能は、明らかに基本的な櫛信号ジェネレーター、特に光の幅と各櫛線の光学電力に大きく依存します。

もちろん、光学周波数のコームテクノロジーはまだ開発段階にあり、そのアプリケーションシナリオと市場規模は比較的少ないです。技術的なボトルネックを克服し、コストを削減し、信頼性を向上させることができれば、光学送信でスケールレベルのアプリケーションを達成する可能性があります。