Nous savons que depuis les années 1990, la technologie de multiplexage par répartition en longueur d'onde WDM est utilisée pour les liaisons fibre optique longue distance s'étendant sur des centaines, voire des milliers de kilomètres. Pour la plupart des pays et régions, l’infrastructure de fibre optique constitue l’actif le plus coûteux, tandis que le coût des composants des émetteurs-récepteurs est relativement faible.
Cependant, avec la croissance explosive des débits de transmission de données sur les réseaux tels que la 5G, la technologie WDM est devenue de plus en plus importante dans les liaisons courtes distances, et le volume de déploiement des liaisons courtes est beaucoup plus important, ce qui rend le coût et la taille des composants des émetteurs-récepteurs plus sensibles.
À l'heure actuelle, ces réseaux s'appuient encore sur des milliers de fibres optiques monomodes pour la transmission parallèle via des canaux de multiplexage par répartition spatiale, et le débit de données de chaque canal est relativement faible, au maximum quelques centaines de Gbit/s (800G). Le niveau T peut avoir des applications limitées.
Mais dans un avenir proche, le concept de parallélisation spatiale ordinaire atteindra bientôt ses limites d'évolutivité et devra être complété par une parallélisation spectrale des flux de données dans chaque fibre pour maintenir de nouvelles améliorations des débits de données. Cela pourrait ouvrir un tout nouvel espace d'application pour la technologie de multiplexage par répartition en longueur d'onde, où l'évolutivité maximale du nombre de canaux et du débit de données est cruciale.
Dans ce cas, le générateur de peigne de fréquence (FCG), en tant que source lumineuse multi-longueur d'onde compacte et fixe, peut fournir un grand nombre de porteuses optiques bien définies, jouant ainsi un rôle crucial. De plus, un avantage particulièrement important du peigne de fréquence optique est que les lignes de peigne sont essentiellement équidistantes en fréquence, ce qui peut assouplir les exigences en matière de bandes de garde inter-canaux et éviter le contrôle de fréquence requis pour les lignes uniques dans les schémas traditionnels utilisant des réseaux laser DFB.
Il convient de noter que ces avantages ne s'appliquent pas seulement à l'émetteur à multiplexage par répartition en longueur d'onde, mais également à son récepteur, où le réseau d'oscillateurs locaux discrets (LO) peut être remplacé par un seul générateur en peigne. L'utilisation de générateurs en peigne LO peut faciliter davantage le traitement du signal numérique dans les canaux de multiplexage par répartition en longueur d'onde, réduisant ainsi la complexité du récepteur et améliorant la tolérance au bruit de phase.
De plus, l'utilisation de signaux peigne LO avec fonction de verrouillage de phase pour une réception cohérente parallèle peut même reconstruire la forme d'onde dans le domaine temporel de l'ensemble du signal de multiplexage par répartition en longueur d'onde, compensant ainsi les dommages causés par la non-linéarité optique de la fibre de transmission. Outre les avantages conceptuels basés sur la transmission du signal en peigne, une taille plus petite et une production à grande échelle économiquement efficace sont également des facteurs clés pour les futurs émetteurs-récepteurs à multiplexage par répartition en longueur d'onde.
Par conséquent, parmi les différents concepts de générateurs de signaux en peigne, les dispositifs au niveau puce sont particulièrement remarquables. Lorsqu'ils sont combinés avec des circuits intégrés photoniques hautement évolutifs pour la modulation, le multiplexage, le routage et la réception des signaux de données, ces dispositifs peuvent devenir la clé d'émetteurs-récepteurs à multiplexage par répartition en longueur d'onde compacts et efficaces qui peuvent être fabriqués en grande quantité à faible coût, avec une capacité de transmission de plusieurs dizaines de Tbit/s par fibre.
À la sortie de l'extrémité émettrice, chaque canal est recombiné via un multiplexeur (MUX) et le signal de multiplexage par répartition en longueur d'onde est transmis via une fibre monomode. À l'extrémité de réception, le récepteur à multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM Rx) utilise l'oscillateur local LO du deuxième FCG pour la détection d'interférences multi-longueurs d'onde. Le canal du signal de multiplexage par répartition en longueur d'onde d'entrée est séparé par un démultiplexeur puis envoyé à un réseau de récepteurs cohérent (Coh. Rx). Parmi elles, la fréquence de démultiplexage de l'oscillateur local LO est utilisée comme référence de phase pour chaque récepteur cohérent. Les performances de cette liaison de multiplexage en longueur d'onde dépendent évidemment en grande partie du générateur de signal en peigne de base, notamment de la largeur de la lumière et de la puissance optique de chaque ligne en peigne.
Bien entendu, la technologie du peigne de fréquence optique est encore en phase de développement, et ses scénarios d’application et la taille du marché sont relativement petits. S’il parvient à surmonter les goulots d’étranglement technologiques, à réduire les coûts et à améliorer la fiabilité, il pourrait atteindre des applications à grande échelle dans le domaine de la transmission optique.
Heure de publication : 19 décembre 2024