On le sait, depuis les années 1990, la technologie WDM est utilisée pour des liaisons fibre optique longue distance de plusieurs centaines voire milliers de kilomètres. Pour la plupart des régions du pays, 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 l'explosion des débits de données dans les réseaux tels que la 5G, la technologie WDM prend également de plus en plus d'importance dans les liaisons courte distance, qui sont déployées dans des volumes beaucoup plus importants et sont donc plus sensibles au coût et à la taille des ensembles émetteurs-récepteurs.
Actuellement, ces réseaux s'appuient encore sur des milliers de fibres optiques monomodes transmises en parallèle via des canaux de multiplexage spatial, avec des débits de données relativement faibles, d'au plus quelques centaines de Gbit/s (800 G) par canal, avec un petit nombre de possibilités. applications dans la classe T.
Cependant, dans un avenir proche, le concept de parallélisation spatiale commune atteindra bientôt les limites de son évolutivité et devra être complété par une parallélisation spectrale des flux de données dans chaque fibre afin de soutenir de nouvelles augmentations des débits de données. Cela pourrait ouvrir un tout nouvel espace d'application pour la technologie WDM, dans lequel une évolutivité maximale en termes de nombre de canaux et de débit de données est cruciale.
Dans ce contexte,le générateur de peigne de fréquence optique (FCG)joue un rôle clé en tant que source lumineuse compacte, fixe et à plusieurs longueurs d'onde, capable de fournir un grand nombre de porteurs optiques bien définis. De plus, un avantage particulièrement important des peignes de fréquence optiques est que les lignes de peigne sont intrinsèquement équidistantes en fréquence, assouplissant ainsi l'exigence de bandes de garde inter-canaux et évitant le contrôle de fréquence qui serait requis pour une seule ligne dans un schéma conventionnel utilisant une gamme de lasers DFB.
Il est important de noter que ces avantages s'appliquent non seulement aux émetteurs WDM mais également à leurs récepteurs, où les réseaux d'oscillateurs locaux (LO) discrets peuvent être remplacés par un seul générateur en peigne. L'utilisation de générateurs en peigne LO facilite en outre le traitement du signal numérique pour les canaux WDM, réduisant ainsi la complexité du récepteur et augmentant la tolérance au bruit de phase.
De plus, l'utilisation de signaux peigne LO avec verrouillage de phase pour une réception cohérente en parallèle permet même de reconstruire la forme d'onde dans le domaine temporel de l'ensemble du signal WDM, compensant ainsi les dégradations causées par les non-linéarités optiques dans la fibre de transmission. Outre ces avantages conceptuels de la transmission de signaux par peigne, une taille plus petite et une production de masse rentable sont également essentielles pour les futurs émetteurs-récepteurs WDM.
Par conséquent, parmi les différents concepts de générateurs de signaux en peigne, les dispositifs à l’échelle d’une puce présentent un intérêt particulier. 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 détenir la clé d'émetteurs-récepteurs WDM compacts et très efficaces qui peuvent être fabriqués en grande quantité à faible coût, avec des capacités de transmission allant jusqu'à plusieurs dizaines. de Tbit/s par fibre.
La figure suivante représente un schéma d'un émetteur WDM utilisant un peigne de fréquence optique FCG comme source de lumière multi-longueurs d'onde. Le signal du peigne FCG est d'abord séparé dans un démultiplexeur (DEMUX), puis entre dans un modulateur électro-optique EOM. Grâce à cela, le signal est soumis à une modulation d'amplitude en quadrature QAM avancée pour une efficacité spectrale (SE) optimale.
A la sortie de l'émetteur, les canaux sont recombinés dans un multiplexeur (MUX) et les signaux WDM sont transmis sur 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 2e FCG pour la détection cohérente multi-longueurs d'onde. Les canaux des signaux WDM d'entrée sont séparés par un démultiplexeur et envoyés au réseau de récepteurs cohérent (Coh. Rx). où la fréquence de démultiplexage de l'oscillateur local LO est utilisée comme référence de phase pour chaque récepteur cohérent. Les performances de telles liaisons WDM dépendent évidemment dans une large mesure du générateur de signal en peigne sous-jacent, notamment de la largeur de la ligne optique et de la puissance optique par ligne de peigne.
Bien entendu, la technologie du peigne de fréquence optique est encore au stade de développement, et ses scénarios d’application et la taille du marché sont relativement petits. S’il parvient à surmonter les goulots d’étranglement techniques, à réduire les coûts et à améliorer la fiabilité, il sera alors possible de réaliser des applications à grande échelle dans le domaine de la transmission optique.
Heure de publication : 21 novembre 2024