الاتصالات البصرية المتماسكة: طور الضوء

متماسكالاتصالات الضوئيةطور الضوء
لا يعتمد الاتصال المتماسك على شدة الضوء فحسب، بل يعتمد أيضاً على طور الضوء، بل ويستخدم استقطابين متعامدين. وبهذه الطريقة، يمكن تحميل المزيد من المعلومات على نفس الطول الموجي، كما يمكن زيادة مسافة الإرسال.
1- مصدر الضوء المتماسك: لا يزال ليزرًا مستمرًا، ولكنه يتطلب مزيدًا من الاستقرار
لا يزال مصدر الضوء في الاتصالات المتماسكة ليزرًا مستمرًا يعمل بموجة مستمرة. فهو ليس ليزرًا نبضيًا أو مصباح LED، بل هو خرج مستمر لشعاع ضوئي ثابت يُستخدم كموجة حاملة للتعديل اللاحق. بالمقارنة مع الليزر المستمرمصدر ضوءفي وحدات البصريات العادية قصيرة المدى، يتطلب الأمر متطلبات أعلى. لا يقتصر الأمر على كفاية الطاقة فحسب، بل يشمل أيضًا استقرار التردد وانخفاض ضوضاء الطور. لذا، يمكن اعتبار مصادر الضوء المتماسكة بمثابة "مرجع بصري" أكثر استقرارًا. فهي لا تزال ليزرًا مستمرًا، ولكنها تتطلب استقرارًا أكبر.
2- التعديل المتماسك: وهو ليس نفسه مُعدِّل EML
بنية EML هيليزر DFBمُعدِّل الامتصاص الكهربائي (EAM). يُعدّ مُعدِّل الامتصاص الكهربائي مسؤولاً عن تغيير شدة الامتصاص لجعل الضوء الخارج أكثر سطوعًا أو قتامة. لذلك، يُركِّز المُعدِّل في مُعدِّل الامتصاص الكهربائي بشكل أساسي على تعديل الشدة. أما التعديل المتماسك فهو مختلف، ويستخدم عادةًمُعدِّل معدل الذكاءلا يقتصر دور مُعدِّل IQ على زيادة سطوع الضوء أو خفضه، بل يقوم بتقسيم شعاع الضوء المستمر إلى مسارين I و Q، ويتحكم في مُركِّبتي طور متعامدتين تفصل بينهما زاوية 90 درجة، ثم يُركِّب الإشارة الناتجة. وبهذه الطريقة، يمكن للضوء الناتج أن يحمل معلومات السعة والطور في آنٍ واحد.
3- إزالة التضمين المتماسك: استخدام ضوء المذبذب المحلي لقراءة الطور
لا تستطيع أجهزة الكشف الضوئي التقليدية سوى رصد شدة الضوء، ولا يمكنها رصد الطور مباشرةً. لقراءة الطور في الاستقبال المتماسك، يلزم إدخال شعاع مرجعي يُسمى LO، وهو ليزر المذبذب المحلي. يرسل جهاز الاستقبال ضوء الإشارة المرسل وضوء المذبذب المحلي إلى الخلاط البصري. يتداخل شعاعا الضوء، وترتبط نتيجة التداخل بفرق الطور بينهما. بعد ذلك، يحوّل الكاشف المتوازن نتيجة التداخل هذه إلى إشارة كهربائية. وباستخدام ضوء المذبذب المحلي، يستطيع جهاز الاستقبال تحديد مقدار زاوية انحراف ضوء الإشارة بالنسبة إلى الضوء المرجعي.
4- الموقع في نظام AIDC: لا يزال التركيز على المسافة القصيرة يعتمد على IM-DD، بينما يركز نظام DCI بشكل أكبر على التماسك.
يُعدّ DCI، اختصارًا لـ Data Center Interconnection (ربط مراكز البيانات)، الموقع الأمثل للتواصل المتسق في مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي. أي الاتصالات عالية السرعة بين مراكز البيانات والمجمعات وداخل المناطق الحضرية.
مع ذلك، لا تزال تقنية IM-DD تتمتع بمزايا من حيث التكلفة واستهلاك الطاقة في الاتصالات قصيرة المدى داخل الخزائن وبينها. وستظل وحدات 800G و1.6T الضوئية قصيرة المدى تستخدم بشكل مكثف نفس مسار EML، والبصريات السيليكونية، وPAM4، وPD، وTIA. يحتوي النظام المتماسك على مكونات أكثر، واستهلاك طاقة أعلى، ومعالجة إشارة رقمية (DSP) أثقل، ولن يحل محل الوحدات الضوئية قصيرة المدى بشكل كامل.