Seperti yang kita ketahui, sejak tahun 1990-an, teknologi WDM telah digunakan untuk tautan serat optik jarak jauh hingga ratusan atau bahkan ribuan kilometer. Bagi sebagian besar wilayah negara, infrastruktur serat optik merupakan aset termahalnya, sementara biaya komponen transceiver relatif rendah.
Namun, dengan pesatnya peningkatan kecepatan data dalam jaringan seperti 5G, teknologi WDM menjadi semakin penting juga dalam tautan jarak pendek, yang digunakan dalam volume yang jauh lebih besar dan oleh karena itu lebih sensitif terhadap biaya dan ukuran rakitan transceiver.
Saat ini, jaringan-jaringan ini masih bergantung pada ribuan serat optik mode tunggal yang ditransmisikan secara paralel melalui saluran multiplexing pembagian ruang, dengan kecepatan data yang relatif rendah, paling banyak beberapa ratus Gbit/s (800G) per saluran, dengan sejumlah kecil kemungkinan aplikasi di kelas T.
Namun, dalam waktu dekat, konsep paralelisasi spasial umum akan segera mencapai batas skalabilitasnya, dan harus dilengkapi dengan paralelisasi spektral aliran data di setiap serat optik untuk mendukung peningkatan laju data lebih lanjut. Hal ini dapat membuka ruang aplikasi baru bagi teknologi WDM, di mana skalabilitas maksimum dalam hal jumlah saluran dan laju data sangat penting.
Dalam konteks ini,generator sisir frekuensi optik (FCG)memainkan peran kunci sebagai sumber cahaya multi-panjang gelombang yang ringkas dan tetap, yang dapat menyediakan sejumlah besar pembawa optik yang terdefinisi dengan baik. Selain itu, keuntungan yang sangat penting dari sisir frekuensi optik adalah bahwa garis-garis sisir secara intrinsik berjarak sama dalam frekuensi, sehingga mengurangi persyaratan pita pengaman antar-saluran dan menghindari kontrol frekuensi yang akan diperlukan untuk garis tunggal dalam skema konvensional menggunakan susunan laser DFB.
Penting untuk dicatat bahwa keunggulan ini berlaku tidak hanya untuk pemancar WDM tetapi juga untuk penerimanya, di mana susunan osilator lokal (LO) diskrit dapat digantikan oleh generator sisir tunggal. Penggunaan generator sisir LO lebih lanjut mempermudah pemrosesan sinyal digital untuk saluran WDM, sehingga mengurangi kompleksitas penerima dan meningkatkan toleransi noise fasa.
Selain itu, penggunaan sinyal sisir LO dengan penguncian fase untuk penerimaan koheren paralel bahkan memungkinkan untuk merekonstruksi bentuk gelombang domain waktu dari seluruh sinyal WDM, sehingga mengkompensasi gangguan yang disebabkan oleh nonlinieritas optik dalam serat transmisi. Di samping keunggulan konseptual transmisi sinyal berbasis sisir ini, ukuran yang lebih kecil dan produksi massal yang hemat biaya juga merupakan kunci untuk transceiver WDM di masa depan.
Oleh karena itu, di antara berbagai konsep generator sinyal sisir, perangkat skala chip sangat menarik. Ketika dikombinasikan dengan sirkuit terpadu fotonik yang sangat skalabel untuk modulasi sinyal data, multipleksing, perutean, dan penerimaan, perangkat tersebut dapat menjadi kunci untuk transceiver WDM yang ringkas dan sangat efisien yang dapat diproduksi dalam jumlah besar dengan biaya rendah, dengan kapasitas transmisi hingga puluhan Tbit/s per serat.
Gambar berikut menggambarkan skema pemancar WDM yang menggunakan sisir frekuensi optik FCG sebagai sumber cahaya multi-panjang gelombang. Sinyal sisir FCG pertama-tama dipisahkan dalam demultiplekser (DEMUX) dan kemudian masuk ke modulator elektro-optik EOM. Melalui proses tersebut, sinyal dikenakan modulasi amplitudo kuadratur QAM tingkat lanjut untuk efisiensi spektral (SE) yang optimal.
Pada keluaran pemancar, saluran-saluran tersebut digabungkan kembali dalam sebuah multiplekser (MUX) dan sinyal WDM ditransmisikan melalui serat optik mode tunggal. Di ujung penerima, penerima multiplexing pembagian panjang gelombang (WDM Rx) menggunakan osilator lokal LO dari FCG ke-2 untuk deteksi koheren multi-panjang gelombang. Saluran-saluran sinyal WDM masukan dipisahkan oleh sebuah demultiplekser dan diumpankan ke susunan penerima koheren (Coh. Rx), di mana frekuensi demultipleksing osilator lokal LO digunakan sebagai referensi fase untuk setiap penerima koheren. Kinerja tautan WDM tersebut jelas sangat bergantung pada generator sinyal sisir yang mendasarinya, khususnya lebar garis optik dan daya optik per garis sisir.
Tentu saja, teknologi sisir frekuensi optik masih dalam tahap pengembangan, dan skenario aplikasinya serta ukuran pasarnya relatif kecil. Jika dapat mengatasi hambatan teknis, mengurangi biaya, dan meningkatkan keandalan, maka akan memungkinkan untuk mencapai aplikasi skala besar dalam transmisi optik.
Waktu posting: 21 November 2024