Sisir frekuensi optik dan transmisi optik?

Kita tahu bahwa sejak tahun 1990-an, teknologi multiplexing divisi panjang gelombang WDM telah digunakan untuk sambungan serat optik jarak jauh yang membentang ratusan bahkan ribuan kilometer. Bagi sebagian besar negara dan wilayah, infrastruktur serat optik adalah aset mereka yang paling mahal, sementara biaya komponen transceiver relatif rendah.

Namun, dengan pesatnya pertumbuhan kecepatan transmisi data jaringan seperti 5G, teknologi WDM menjadi semakin penting dalam sambungan jarak pendek, dan volume penerapan sambungan pendek jauh lebih besar, sehingga biaya dan ukuran komponen transceiver menjadi lebih sensitif.

Saat ini, jaringan ini masih mengandalkan ribuan serat optik mode tunggal untuk transmisi paralel melalui saluran multiplexing pembagian ruang, dan kecepatan data setiap saluran relatif rendah, paling banyak hanya beberapa ratus Gbit/s (800G). Level-T mungkin memiliki aplikasi terbatas.

Namun di masa mendatang, konsep paralelisasi spasial biasa akan segera mencapai batas skalabilitasnya, dan harus dilengkapi dengan paralelisasi spektrum aliran data di setiap serat untuk mempertahankan peningkatan lebih lanjut dalam kecepatan data. Hal ini dapat membuka ruang aplikasi baru untuk teknologi multiplexing pembagian panjang gelombang, di mana skalabilitas maksimum jumlah saluran dan kecepatan data sangat penting.

Dalam hal ini, generator sisir frekuensi (FCG), sebagai sumber cahaya multi panjang gelombang yang kompak dan tetap, dapat menyediakan sejumlah besar pembawa optik yang terdefinisi dengan baik, sehingga memainkan peran penting. Selain itu, keuntungan yang sangat penting dari sisir frekuensi optik adalah bahwa garis sisir pada dasarnya memiliki jarak frekuensi yang sama, yang dapat melonggarkan persyaratan pita pelindung antar saluran dan menghindari kontrol frekuensi yang diperlukan untuk saluran tunggal dalam skema tradisional menggunakan susunan laser DFB.

Perlu dicatat bahwa keunggulan ini tidak hanya berlaku pada pemancar multiplexing pembagian panjang gelombang, tetapi juga pada penerimanya, di mana susunan osilator lokal diskrit (LO) dapat digantikan oleh generator sisir tunggal. Penggunaan generator sisir LO selanjutnya dapat memfasilitasi pemrosesan sinyal digital dalam saluran multiplexing pembagian panjang gelombang, sehingga mengurangi kompleksitas penerima dan meningkatkan toleransi kebisingan fase.

Selain itu, penggunaan sinyal sisir LO dengan fungsi fase terkunci untuk penerimaan koheren paralel bahkan dapat merekonstruksi bentuk gelombang domain waktu dari seluruh sinyal multiplexing pembagian panjang gelombang, sehingga mengkompensasi kerusakan yang disebabkan oleh nonlinier optik dari serat transmisi. Selain keunggulan konseptual berdasarkan transmisi sinyal sisir, ukuran yang lebih kecil dan produksi skala besar yang efisien secara ekonomi juga merupakan faktor kunci untuk transceiver multiplexing divisi panjang gelombang di masa depan.

Oleh karena itu, di antara berbagai konsep generator sinyal sisir, perangkat tingkat chip sangat penting. Ketika dikombinasikan dengan sirkuit terpadu fotonik yang sangat skalabel untuk modulasi sinyal data, multiplexing, routing, dan penerimaan, perangkat tersebut dapat menjadi kunci untuk transceiver multiplexing divisi panjang gelombang yang kompak dan efisien yang dapat diproduksi dalam jumlah besar dengan biaya rendah, dengan kapasitas transmisi puluhan. Tbit/dtk per serat.

Pada keluaran ujung pengirim, setiap saluran digabungkan kembali melalui multiplexer (MUX), dan sinyal multiplexing pembagian panjang gelombang ditransmisikan melalui serat mode tunggal. Di sisi penerima, penerima multiplexing pembagian panjang gelombang (WDM Rx) menggunakan osilator lokal LO dari FCG kedua untuk deteksi interferensi multi panjang gelombang. Saluran sinyal multiplexing pembagian panjang gelombang input dipisahkan oleh demultiplexer dan kemudian dikirim ke array penerima yang koheren (Coh. Rx). Diantaranya, frekuensi demultiplexing osilator lokal LO digunakan sebagai referensi fase untuk setiap penerima koheren. Kinerja tautan multiplexing pembagian panjang gelombang ini jelas sangat bergantung pada generator sinyal sisir dasar, terutama lebar cahaya dan daya optik setiap garis sisir.

Tentu saja, teknologi sisir frekuensi optik masih dalam tahap pengembangan, dan skenario penerapan serta ukuran pasarnya relatif kecil. Jika teknologi ini dapat mengatasi hambatan teknologi, mengurangi biaya, dan meningkatkan keandalan, maka teknologi ini dapat mencapai penerapan tingkat skala dalam transmisi optik.