光学周波数の櫛と光伝送？

私たちが知っているように、1990年代以来、WDM WDMテクノロジーは、数百キロメートルまたは数千キロメートルの長距離繊維光学リンクに使用されてきました。国のほとんどの地域では、ファイバーインフラストラクチャは最も高価な資産ですが、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でのデータレートの爆発により、WDMテクノロジーは短距離リンクでもますます重要になりつつあります。これは、はるかに多くのボリュームで展開されているため、トランシーバーアセンブリのコストとサイズにより敏感です。

現在、これらのネットワークは、宇宙分割多重化のチャネルを並行して並行して送信される数千のシングルモード光ファイバーに依存しており、最大数百gビット/s（800g）のデータレートがTlassに少数のアプリケーションを使用しています。

ただし、近い将来、一般的な空間並列化の概念はすぐにそのスケーラビリティの限界に達し、データレートのさらなる増加を維持するために、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完する必要があります。これにより、WDM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可能性があります。この場合、チャネル数とデータレートの数の最大スケーラビリティが非常に重要です。

これに関連して、光周波数櫛発電機（FCG）多数の明確に定義された光学キャリアを提供できる、コンパクトで固定された多波長の光源として重要な役割を果たします。さらに、光学周波数コーム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ため、チャネル間ガードバンドの要件を緩和し、DFBレーザーの配列を使用した従来のスキームの単一ラインに必要な周波数制御を回避することです。

これらの利点は、WDM送信機だけでなく、個別のローカルオシレーター（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るレシーバーにも当てはまることに注意することが重要です。 LO COMBジェネレーターを使用すると、WDMチャネルのデジタル信号処理がさらに促進され、受信機の複雑さが減少し、相耐性が増加します。

さらに、並列コヒーレント受信のために位相ロックを伴うLOコーム信号を使用すると、WDM信号全体の時間領域波形を再構築することも可能になり、透過繊維の光学的非線形性によって引き起こされる障害を補正します。櫛ベースの信号伝送のこれらの概念上の利点に加えて、将来のWDMトランシーバーにとっても、サイズと費用対効果の高い大量生産もより重要です。
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、チップスケールデバイスは特に興味深いものです。データ信号変調、多重化、ルーティング、レセプション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10トンまでの伝送能力を備えた、低コストで大量に製造できるコンパクトで効率的なWDMトランシーバーの鍵を保持する場合があります。

次の図は、光周波数Comb FCGを多波長光源として使用したWDM送信機の概略図を示しています。FCGコーム信号は、最初にDemultiplexer（DEMUX）で分離され、次にEOM電気光学モジュレーターに入ります。介して、信号は最適なスペクトル効率（SE）のための高度なQAM通気振幅変調にかけられます。

トランスミッターの出口では、チャネルはマルチプレクサ（MUX）で再結合され、WDM信号はシングルモードファイバーに送信されます。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ローカルオシレーターをマルチ波長コヒーレント検出に使用します。入力WDM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）に供給されます。局所発振器Loの非gultiplexing周波数が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。このようなWDMリンクのパフォーマンスは、明らかに基礎となる櫛信号ジェネレーター、特に光線幅と櫛線あたりの光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発達段階にあり、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ことが可能になります。