Sabemos que dende a década de 1990, a tecnoloxía de multiplexación por división de lonxitudes de onda WDM utilizouse para conexións de fibra óptica de longa distancia que abarcan centos ou incluso miles de quilómetros. Para a maioría dos países e rexións, a infraestrutura de fibra óptica é o activo máis caro, mentres que o custo dos compoñentes do transceptor é relativamente baixo.
Non obstante, co crecemento explosivo das taxas de transmisión de datos en rede como o 5G, a tecnoloxía WDM tornouse cada vez máis importante nas conexións de curta distancia, e o volume de despregamento de conexións curtas é moito maior, o que fai que o custo e o tamaño dos compoñentes do transceptor sexan máis sensibles.
Na actualidade, estas redes aínda dependen de miles de fibras ópticas monomodo para a transmisión paralela a través de canles de multiplexación por división espacial, e a taxa de datos de cada canle é relativamente baixa, como máximo uns poucos centos de Gbit/s (800 G). O nivel T pode ter aplicacións limitadas.
Pero nun futuro previsible, o concepto de paralelización espacial ordinaria alcanzará pronto o seu límite de escalabilidade e deberá complementarse coa paralelización do espectro dos fluxos de datos en cada fibra para manter melloras nas velocidades de datos. Isto pode abrir un novo espazo de aplicación para a tecnoloxía de multiplexación por división de lonxitudes de onda, onde a máxima escalabilidade do número de canles e a velocidade de datos son cruciais.
Neste caso, o xerador de peites de frecuencia (FCG), como fonte de luz compacta e fixa de múltiples lonxitudes de onda, pode proporcionar un gran número de portadoras ópticas ben definidas, polo que desempeña un papel crucial. Ademais, unha vantaxe particularmente importante do peite de frecuencia óptico é que as liñas de peite son esencialmente equidistantes en frecuencia, o que pode relaxar os requisitos para as bandas de garda entre canles e evitar o control de frecuencia necesario para liñas individuais nos esquemas tradicionais que empregan matrices de láser DFB.
Cómpre sinalar que estas vantaxes non só son aplicables ao transmisor de multiplexación por división de lonxitudes de onda, senón tamén ao seu receptor, onde a matriz de osciladores locais discretos (LO) pode ser substituída por un único xerador de peites. O uso de xeradores de peites LO pode facilitar aínda máis o procesamento dixital de sinais en canles de multiplexación por división de lonxitudes de onda, reducindo así a complexidade do receptor e mellorando a tolerancia ao ruído de fase.
Ademais, o uso de sinais de peite LO con función de bloqueo de fase para a recepción coherente paralela pode incluso reconstruír a forma de onda no dominio do tempo de todo o sinal de multiplexación por división de lonxitudes de onda, compensando así os danos causados pola non linealidade óptica da fibra de transmisión. Ademais das vantaxes conceptuais baseadas na transmisión do sinal de peite, o tamaño máis pequeno e a produción a grande escala economicamente eficiente tamén son factores clave para os futuros transceptores de multiplexación por división de lonxitudes de onda.
Polo tanto, entre os diversos conceptos de xeradores de sinais de peite, os dispositivos a nivel de chip son particularmente destacables. Cando se combinan con circuítos integrados fotónicos altamente escalables para a modulación, multiplexación, enrutamento e recepción de sinais de datos, estes dispositivos poden converterse en clave para transceptores de multiplexación por división de lonxitudes de onda compactos e eficientes que se poden fabricar en grandes cantidades a baixo custo, cunha capacidade de transmisión de decenas de Tbit/s por fibra.
Na saída do extremo emisor, cada canle recombinase a través dun multiplexor (MUX) e o sinal de multiplexación por división de lonxitudes de onda transmítese a través de fibra monomodo. No extremo receptor, o receptor de multiplexación por división de lonxitudes de onda (WDM Rx) usa o oscilador local LO do segundo FCG para a detección de interferencias de múltiples lonxitudes de onda. A canle do sinal de multiplexación por división de lonxitudes de onda de entrada sepárase mediante un demultiplexor e logo envíase a unha matriz de receptores coherentes (Coh. Rx). Entre eles, a frecuencia de desmultiplexación do oscilador local LO úsase como referencia de fase para cada receptor coherente. O rendemento desta ligazón de multiplexación por división de lonxitudes de onda depende obviamente en gran medida do xerador de sinal de peite básico, especialmente do ancho da luz e da potencia óptica de cada liña de peite.
Por suposto, a tecnoloxía de peites de frecuencia ópticos aínda está en fase de desenvolvemento e os seus escenarios de aplicación e tamaño de mercado son relativamente pequenos. Se consegue superar os obstáculos tecnolóxicos, reducir os custos e mellorar a fiabilidade, podería acadar aplicacións a nivel de escala na transmisión óptica.
Data de publicación: 19 de decembro de 2024