Sabem que des de la dècada del 1990, la tecnologia de multiplexació per 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 el 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, cosa que fa que el cost i la mida dels components del transceptor siguin més sensibles.
Actualment, aquestes xarxes encara depenen de milers de fibres òptiques monomodals per a la transmissió paral·lela a través de canals de multiplexació per divisió d'espai, 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 aviat arribarà al seu límit d'escalabilitat i s'haurà de complementar amb la paral·lelització de l'espectre dels fluxos de dades a cada fibra per mantenir noves millores en les velocitats de dades. Això pot obrir tot un nou espai d'aplicació per a la tecnologia de multiplexació per divisió de longitud d'ona, on l'escalabilitat màxima 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 multi-longitud d'ona compacta i fixa, pot proporcionar un gran nombre de portadores òptiques ben definides, jugant així un paper crucial. A més, un avantatge particularment 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 destacar 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 únic generador de pinta. L'ús de generadors de pinta LO pot facilitar encara més el processament del senyal digital en canals de multiplexació per 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 de pinta LO amb funció de fase bloquejada per a una recepció coherent paral·lela pot fins i tot reconstruir la forma d'ona del domini temporal de tot el senyal de multiplexació per divisió de longitud d'ona, compensant així els danys causats 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 per divisió de longitud d'ona.
Per tant, entre els diversos conceptes de generador de senyals de pinta, els dispositius a nivell de xip són particularment destacables. Quan es combinen amb circuits integrats fotònics altament escalables per a la modulació, multiplexació, encaminament i recepció de senyals de dades, aquests dispositius poden convertir-se en clau per a transceptors de multiplexació per 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 emissor, cada canal es recombina a través d'un multiplexor (MUX) i el senyal de multiplexació per divisió de longitud d'ona es transmet a través de fibra monomode. A l'extrem receptor, el receptor de multiplexació per divisió de longitud d'ona (WDM Rx) utilitza l'oscil·lador local LO del segon FCG per a la detecció d'interferències de múltiples longituds d'ona. El canal del senyal de multiplexació per divisió de longitud d'ona d'entrada es separa mitjançant un demultiplexor i després s'envia a una matriu de receptors coherent (Coh. Rx). Entre ells, la freqüència de desmultiplexació 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 per divisió de longitud d'ona depèn, òbviament, en gran mesura del generador de senyals de pinta bàsic, especialment de l'amplada de la llum i la potència òptica de cada línia de pinta.
Per descomptat, la tecnologia de combinació de freqüències òptiques encara es troba 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 els costos i millorar la fiabilitat, podria aconseguir aplicacions a nivell d'escala en la transmissió òptica.
Data de publicació: 19 de desembre de 2024