Lokaloszillator-Lichtquelle in kohärenten optischen Modulen

 

In stimmiger Weiseoptisches ModulEs gibt einen Laser, einen sogenannten „Lokaloszillator“.

Ein lokaler Oszillator bezieht sich auf ein Gerät, das ein Signal mit einer festen Frequenz ausgibt. Der Begriff „lokal“ bezieht sich auf den Empfänger.

Zur Signaldemodulation wird lokal ein Festfrequenzoszillator hinzugefügt; Jeder Modus verwendet die lokale Oszillatorfrequenz multipliziert mit der Signalfrequenz.

 

 

Bei der Modulation und Demodulation von Hochfrequenzsignalen kann diese lokale Schwingungsfrequenz ein Quarzoszillator oder ein elektrisches Signal sein.

Auch in der optischen Kommunikation ist Licht eine Welle und hat eine feste Frequenz. Licht mit einer Wellenlänge von 1550 nm hat beispielsweise eine Frequenz von 193 THz.

Wenn das Trägersignal auf der Sendeseite leicht ist, muss auf der Empfangsseite ein lokaler Oszillator mit derselben oder nahezu derselben Frequenz zur Demodulation vorhanden sein. Die zur Demodulation verwendete Lichtquelle dieses Lokaloszillators wird als „Lokaloszillatorlicht“ bezeichnet.

 

Trägerphasenbasierte Modulation und Demodulation sind im Kommunikationsbereich keine Seltenheit.

Auch die Verwendung von Licht als Träger für Phasenmodulation und -demodulation ist theoretisch keine Seltenheit.

 

Bei der Demodulation wird das Licht des Lokaloszillators mit dem Originalsignal multipliziert. In der drahtlosen Hochfrequenzkommunikation wird dieser Multiplikator als „Mischer“ bezeichnet. In der optischen Kommunikation wird die Multiplikation des lokalen Oszillatorlichts mit dem ursprünglichen modulierten Licht als „Interferenz“ bezeichnet. Diese gegenseitige Beeinflussung, kurz „Kohärenz“, ist die legendäre kohärente optische Kommunikation.

 

Die eigentliche Entwicklung der kohärenten optischen Kommunikation erfolgte, nachdem Wissenschaftler einen Weg gefunden hatten, die Lichtphase präzise zu steuern.

Danach war die Trägerfrequenz des Lichts zu hoch und erst in den letzten zehn Jahren konnte die Phase gut kontrolliert werden.

 

Kohärentes optisches Modul

 

Die Verbesserung der Übertragungskapazität eines Kanals ist ein Dauerthema in der Kommunikationsbranche.

Der allgemeine Ansatz besteht darin, die Übertragungssignalrate zu erhöhen, mehr Wellenlängen hinzuzufügen oder die Komplexität der Modulationsmodi zu erhöhen (z. B. Mehrphasenmodulation). Das in diesem Abschnitt besprochene kohärente Modul zielt darauf ab, dieses Problem zu lösen.

 

 

Wellenlängen: Dies ist zunehmend das legendäre WDM, 40-Wellenlängen-Multiplexing, 80-Wellenlängen-Multiplexing, 96-Wellenlängen-Multiplexing; Datenraten: 100G bis 200G bis 400G...

In den 1980er Jahren begannen Forscher mit der Untersuchung der Mehrphasenmodulation, auch bekannt als kohärente Module, die eine Modulationsdimension hinzufügte. Dies führt zu einem höheren Signal-zu-Verhältnis und einer längeren Übertragungsentfernung.

Diese hervorragende Technologie wurde jedoch nicht weit verbreitet, da die EDFA- und DCF-Technologien ausgereift sind, während die Technologie für die präzise Phasensteuerung noch in der Forschung ist.

Bis vor etwa zehn Jahren, als Wissenschaftler kommerziell nutzbare Phasenkontrollmethoden beherrschten, begann die kohärente Technologie schnell, den Markt zu dominieren.

Seine Hauptanwendungen sind DCI (Data Center Interconnect), Rechenzentrumsverbindungen und Metropolitan Area Networks (MANs).

 

 

Im Backbone-Netzwerk war Kohärenz schon immer eine notwendige Aufgabe.

 

 

In städtischen Ringnetzwerken sind kohärente Netzwerke auch in städtischen Fernanwendungen sehr leistungsfähig.