Sabem que des de la dècada de 1990, la tecnologia de multiplexació de divisió de longitud d'ona WDM s'ha utilitzat per a enllaços de fibra òptica de llarga distància que abasten centenars o fins i tot milers de quilòmetres. Per a la majoria de països i regions, la infraestructura de fibra òptica és el seu actiu més car, mentre que el cost dels components del transceptor és relativament baix.
Tanmateix, amb el creixement explosiu de les taxes de transmissió de dades de xarxa, com ara 5G, la tecnologia WDM ha esdevingut cada cop més important en enllaços de curta distància i el volum de desplegament d'enllaços curts és molt més gran, fent que el cost i la mida dels components del transceptor siguin més sensibles.
Actualment, aquestes xarxes encara depenen de milers de fibres òptiques monomode per a la transmissió en paral·lel a través de canals de multiplexació de divisió espacial, i la velocitat de dades de cada canal és relativament baixa, com a màxim només uns pocs centenars de Gbit/s (800G). El nivell T pot tenir aplicacions limitades.
Però en un futur previsible, el concepte de paral·lelització espacial ordinària arribarà aviat al seu límit d'escalabilitat i s'ha de complementar amb la paral·lelització de l'espectre dels fluxos de dades a cada fibra per mantenir noves millores en les taxes de dades. Això pot obrir un espai d'aplicacions completament nou per a la tecnologia de multiplexació per divisió de longitud d'ona, on la màxima escalabilitat del nombre de canals i la velocitat de dades és crucial.
En aquest cas, el generador de pinta de freqüència (FCG), com a font de llum compacta i fixa de diverses longituds d'ona, pot proporcionar un gran nombre de portadors òptics ben definits, jugant així un paper crucial. A més, un avantatge especialment important de la pinta de freqüència òptica és que les línies de pinta són essencialment equidistants en freqüència, cosa que pot relaxar els requisits de les bandes de protecció entre canals i evitar el control de freqüència necessari per a línies individuals en esquemes tradicionals que utilitzen matrius làser DFB.
Cal assenyalar que aquests avantatges no només són aplicables al transmissor de multiplexació per divisió de longitud d'ona, sinó també al seu receptor, on la matriu d'oscil·ladors locals discrets (LO) es pot substituir per un sol generador de pinta. L'ús de generadors de pinta LO pot facilitar encara més el processament del senyal digital en canals de multiplexació de divisió de longitud d'ona, reduint així la complexitat del receptor i millorant la tolerància al soroll de fase.
A més, l'ús de senyals LO comb amb funció de bloqueig de fase per a una recepció coherent paral·lela fins i tot pot reconstruir la forma d'ona del domini temporal de tot el senyal de multiplexació de la divisió de longitud d'ona, compensant així el dany causat per la no linealitat òptica de la fibra de transmissió. A més dels avantatges conceptuals basats en la transmissió del senyal de pinta, la mida més petita i la producció a gran escala econòmicament eficient també són factors clau per als futurs transceptors de multiplexació de divisió de longitud d'ona.
Per tant, entre diversos conceptes de generador de senyal de pinta, destaquen especialment els dispositius de nivell de xip. Quan es combinen amb circuits integrats fotònics altament escalables per a la modulació, multiplexació, encaminament i recepció del senyal de dades, aquests dispositius poden convertir-se en clau per a transceptors de multiplexació de divisió de longitud d'ona compactes i eficients que es poden fabricar en grans quantitats a baix cost, amb una capacitat de transmissió de desenes de Tbit/s per fibra.
A la sortida de l'extrem d'enviament, cada canal es recombina a través d'un multiplexor (MUX) i el senyal de multiplexació de divisió de longitud d'ona es transmet a través de fibra monomode. A l'extrem receptor, el receptor de multiplexació de divisió de longitud d'ona (WDM Rx) utilitza l'oscil·lador local LO del segon FCG per a la detecció d'interferències de longitud d'ona múltiple. El canal del senyal de multiplexació de divisió de longitud d'ona d'entrada està separat per un demultiplexor i després enviat a una matriu de receptors coherent (Coh. Rx). Entre ells, la freqüència de demultiplexació de l'oscil·lador local LO s'utilitza com a referència de fase per a cada receptor coherent. El rendiment d'aquest enllaç de multiplexació de divisió de longitud d'ona, òbviament, depèn en gran mesura del generador de senyal bàsic de pinta, especialment de l'amplada de la llum i la potència òptica de cada línia de pinta.
Per descomptat, la tecnologia del pentinat de freqüència òptica encara està en fase de desenvolupament i els seus escenaris d'aplicació i la mida del mercat són relativament petits. Si pot superar els colls d'ampolla tecnològics, reduir costos i millorar la fiabilitat, pot aconseguir aplicacions a nivell d'escala en la transmissió òptica.
Hora de publicació: 19-12-2024