Com sabem, des dels anys noranta, la tecnologia WDM s'ha utilitzat per a enllaços de fibra òptica de llarga distància de centenars o fins i tot milers de quilòmetres. Per a la majoria de regions del país, la infraestructura de fibra és el seu actiu més car, mentre que el cost dels components del transceptor és relativament baix.
Tanmateix, amb l'explosió de les taxes de dades en xarxes com el 5G, la tecnologia WDM també esdevé cada cop més important en enllaços de curta distància, que es despleguen en volums molt més grans i, per tant, són més sensibles al cost i la mida dels conjunts transceptors.
Actualment, aquestes xarxes encara es basen en milers de fibres òptiques monomodals transmeses en paral·lel a través de canals de multiplexació per divisió d'espai, amb taxes de dades relativament baixes, com a màxim d'uns pocs centenars de Gbit/s (800G) per canal, amb un petit nombre de possibles aplicacions de classe T.
Tanmateix, en un futur previsible, el concepte de paral·lelització espacial comuna aviat arribarà als límits de la seva escalabilitat i haurà de complementar-se amb la paral·lelització espectral dels fluxos de dades a cada fibra per tal de mantenir nous augments en les velocitats de dades. Això pot obrir tot un nou espai d'aplicació per a la tecnologia WDM, en què l'escalabilitat màxima en termes de nombre de canals i velocitat de dades és crucial.
En aquest context,el generador de pinta de freqüència òptica (FCG)juga un paper clau com a font de llum compacta, fixa i de longitud d'ona múltiple que pot proporcionar un gran nombre de portadores òptiques ben definides. A més, un avantatge particularment important dels pintes de freqüència òptica és que les línies de pintes són intrínsecament equidistants en freqüència, cosa que relaxa el requisit de bandes de protecció entre canals i evita el control de freqüència que es requeriria per a una sola línia en un esquema convencional utilitzant una matriu de làsers DFB.
Cal destacar que aquests avantatges no només s'apliquen als transmissors WDM, sinó també als seus receptors, on les matrius d'oscil·ladors locals discrets (LO) poden ser substituïdes per un únic generador de pinta. L'ús de generadors de pinta LO facilita encara més el processament del senyal digital per als canals WDM, reduint així la complexitat del receptor i augmentant la tolerància al soroll de fase.
A més, l'ús de senyals de pinta LO amb bloqueig de fase per a la recepció coherent paral·lela fins i tot permet reconstruir la forma d'ona del domini temporal de tot el senyal WDM, compensant així les deficiències causades per les no linealitats òptiques a la fibra de transmissió. A més d'aquests avantatges conceptuals de la transmissió de senyals basada en pinta, la mida més petita i la producció en massa rendible també són clau per als futurs transceptors WDM.
Per tant, entre els diversos conceptes de generador de senyals de pinta, els dispositius a escala de xip són d'especial interès. Quan es combinen amb circuits integrats fotònics altament escalables per a la modulació, multiplexació, encaminament i recepció de senyals de dades, aquests dispositius poden ser la clau per a transceptors WDM compactes i altament eficients que es poden fabricar en grans quantitats a baix cost, amb capacitats de transmissió de fins a desenes de Tbit/s per fibra.
La figura següent mostra un esquema d'un transmissor WDM que utilitza un FCG de pinta de freqüència òptica com a font de llum de longitud d'ona múltiple. El senyal de pinta FCG es separa primer en un demultiplexor (DEMUX) i després entra en un modulador electroòptic EOM. A través d'això, el senyal se sotmet a una modulació d'amplitud en quadratura QAM avançada per a una eficiència espectral (SE) òptima.
A la sortida del transmissor, els canals es recombinen en un multiplexor (MUX) i els senyals WDM es transmeten per 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 coherent de múltiples longituds d'ona. Els canals dels senyals WDM d'entrada estan separats per un demultiplexor i s'alimenten a la matriu de receptors coherents (Coh. Rx), on 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'aquests enllaços WDM depèn, òbviament, en gran mesura del generador de senyals de pinta subjacent, en particular de l'amplada de la línia òptica i la potència òptica per línia de pinta.
Per descomptat, la tecnologia de pinta de freqüència òptica 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 tècnics, reduir els costos i millorar la fiabilitat, serà possible aconseguir aplicacions a nivell d'escala en la transmissió òptica.
Data de publicació: 21 de novembre de 2024