Sisir frekuensi optik dan transmisi optik?

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

Namun, dengan pertumbuhan ledakan tingkat transmisi data jaringan seperti 5G, teknologi WDM menjadi semakin penting dalam tautan jarak pendek, dan volume penyebaran tautan pendek jauh lebih besar, membuat biaya dan ukuran komponen transceiver lebih sensitif.

Saat ini, jaringan ini masih bergantung pada ribuan serat optik mode tunggal untuk transmisi paralel melalui saluran multiplexing divisi ruang, dan laju data setiap saluran relatif rendah, paling banyak hanya beberapa ratus gbit/s (800g). T-level mungkin memiliki aplikasi terbatas.

Tetapi 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 laju data. Ini dapat membuka ruang aplikasi yang sama sekali baru untuk teknologi multiplexing divisi panjang gelombang, di mana skalabilitas maksimum nomor saluran dan laju data sangat penting.

Dalam hal ini, generator kombinasi frekuensi (FCG), sebagai sumber cahaya multi-gelombang yang ringkas dan tetap, dapat memberikan sejumlah besar operator 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 sama dengan frekuensi, yang dapat melonggarkan persyaratan untuk pita pelindung antar saluran dan menghindari kontrol frekuensi yang diperlukan untuk satu jalur dalam skema tradisional menggunakan array laser DFB.

Perlu dicatat bahwa keunggulan ini tidak hanya berlaku untuk pemancar divisi panjang gelombang multiplexing, tetapi juga untuk penerima, di mana array osilator lokal (LO) diskrit dapat diganti dengan generator sisir tunggal. Penggunaan generator Comb LO selanjutnya dapat memfasilitasi pemrosesan sinyal digital dalam saluran multiplexing divisi panjang gelombang, sehingga mengurangi kompleksitas penerima dan meningkatkan toleransi kebisingan fase.

Selain itu, menggunakan sinyal komba LO dengan fungsi yang dikunci fase untuk penerimaan koheren paralel bahkan dapat merekonstruksi bentuk gelombang domain waktu dari seluruh sinyal multiplexing divisi 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 pembagian panjang gelombang di masa depan.

Oleh karena itu, di antara berbagai konsep generator sinyal sisir, perangkat level chip sangat penting. Ketika dikombinasikan dengan sirkuit terintegrasi fotonik yang sangat diskalakan 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 dari puluhan tbit/s per serat.

Pada output dari ujung pengirim, setiap saluran digabungkan kembali melalui multiplexer (MUX), dan sinyal multiplexing divisi panjang gelombang ditransmisikan melalui serat mode tunggal. Pada ujung penerima, penerima multiplexing divisi panjang gelombang (WDM RX) menggunakan osilator lokal FCG kedua untuk deteksi interferensi panjang gelombang. Saluran sinyal multiplexing divisi panjang gelombang input dipisahkan oleh demultiplexer dan kemudian dikirim ke array penerima yang koheren (COH. RX). Di antara mereka, frekuensi demultiplexing dari osilator lokal digunakan sebagai referensi fase untuk setiap penerima yang koheren. Kinerja tautan multiplexing divisi panjang gelombang ini jelas sangat tergantung pada generator sinyal sisir dasar, terutama lebar cahaya dan daya optik dari setiap saluran sisir.

Tentu saja, teknologi sisir frekuensi optik masih dalam tahap pengembangan, dan skenario aplikasinya dan ukuran pasar relatif kecil. Jika dapat mengatasi hambatan teknologi, mengurangi biaya, dan meningkatkan keandalan, ia dapat mencapai aplikasi tingkat skala dalam transmisi optik.