Sabemos que desde la década de 1990, la tecnología de multiplexación por división de longitud de onda WDM se ha utilizado para enlaces de fibra óptica de larga distancia que abarcan cientos o incluso miles de kilómetros. Para la mayoría de los países y regiones, la infraestructura de fibra óptica es su activo más caro, mientras que el costo de los componentes del transceptor es relativamente bajo.
Sin embargo, con el crecimiento explosivo de las velocidades de transmisión de datos de redes como 5G, la tecnología WDM se ha vuelto cada vez más importante en enlaces de corta distancia, y el volumen de implementación de enlaces cortos es mucho mayor, lo que hace que el costo y el tamaño de los componentes del transceptor sean más sensibles.
En la actualidad, estas redes todavía dependen de miles de fibras ópticas monomodo para la transmisión paralela a través de canales de multiplexación por división espacial, y la velocidad de datos de cada canal es relativamente baja, como máximo sólo unos pocos cientos de Gbit/s (800G). El nivel T puede tener aplicaciones limitadas.
Pero en el futuro previsible, el concepto de paralelización espacial ordinaria pronto alcanzará su límite de escalabilidad y deberá complementarse con la paralelización espectral de los flujos de datos en cada fibra para mantener mayores mejoras en las velocidades de datos. Esto puede abrir un espacio de aplicación completamente nuevo para la tecnología de multiplexación por división de longitud de onda, donde la máxima escalabilidad del número de canales y la velocidad de datos es crucial.
En este caso, el generador de peine de frecuencia (FCG), como fuente de luz compacta y fija de múltiples longitudes de onda, puede proporcionar una gran cantidad de portadoras ópticas bien definidas, desempeñando así un papel crucial. Además, una ventaja particularmente importante del peine de frecuencia óptica es que las líneas del peine son esencialmente equidistantes en frecuencia, lo que puede relajar los requisitos para las bandas de protección entre canales y evitar el control de frecuencia requerido para líneas individuales en esquemas tradicionales que utilizan conjuntos de láser DFB.
Cabe señalar que estas ventajas no sólo son aplicables al transmisor de multiplexación por división de longitud de onda, sino también a su receptor, donde la matriz de oscilador local discreto (LO) puede ser reemplazada por un único generador de peine. El uso de generadores de peine LO puede facilitar aún más el procesamiento de señales digitales en canales de multiplexación por división de longitud de onda, reduciendo así la complejidad del receptor y mejorando la tolerancia al ruido de fase.
Además, el uso de señales de peine LO con función de bloqueo de fase para una recepción coherente en paralelo puede incluso reconstruir la forma de onda en el dominio del tiempo de toda la señal de multiplexación por división de longitud de onda, compensando así el daño causado por la no linealidad óptica de la fibra de transmisión. Además de las ventajas conceptuales basadas en la transmisión de señales en peine, el tamaño más pequeño y la producción a gran escala económicamente eficiente también son factores clave para los futuros transceptores multiplexores por división de longitud de onda.
Por lo tanto, entre varios conceptos de generadores de señales en peine, los dispositivos a nivel de chip son particularmente dignos de mención. Cuando se combinan con circuitos integrados fotónicos altamente escalables para la modulación, multiplexación, enrutamiento y recepción de señales de datos, estos dispositivos pueden convertirse en la clave para transceptores de multiplexación por división de longitud de onda compactos y eficientes que puedan fabricarse en grandes cantidades a bajo costo, con una capacidad de transmisión de decenas de Tbit/s por fibra.
En la salida del extremo emisor, cada canal se recombina a través de un multiplexor (MUX) y la señal de multiplexación por división de longitud de onda se transmite a través de fibra monomodo. En el extremo receptor, el receptor de multiplexación por división de longitud de onda (WDM Rx) utiliza el oscilador local LO del segundo FCG para la detección de interferencias de múltiples longitudes de onda. El canal de la señal de multiplexación por división de longitud de onda de entrada se separa mediante un demultiplexor y luego se envía a una matriz receptora coherente (Coh. Rx). Entre ellos, la frecuencia demultiplexación del oscilador local LO se utiliza como referencia de fase para cada receptor coherente. El rendimiento de este enlace de multiplexación por división de longitud de onda depende obviamente en gran medida del generador de señal de peine básico, especialmente del ancho de la luz y de la potencia óptica de cada línea de peine.
Por supuesto, la tecnología de peine de frecuencia óptica aún se encuentra en la etapa de desarrollo y sus escenarios de aplicación y tamaño de mercado son relativamente pequeños. Si puede superar los obstáculos tecnológicos, reducir los costos y mejorar la confiabilidad, puede lograr aplicaciones a nivel de escala en la transmisión óptica.
Hora de publicación: 19 de diciembre de 2024