Poiché il traffico di dati continua ad aumentare, esiste una necessità fondamentale di trasmettitori e ricevitori ottici miniaturizzati che funzionino con formati di modulazione multilivello di ordine elevato e velocità di trasmissione dei dati più elevate.
In un passo importante verso il soddisfacimento di questo requisito, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo modulatore driver coerente (CDM) compatto basato su fosfuro di indio (InP) e hanno dimostrato che può raggiungere una velocità di trasmissione e una capacità di trasmissione per lunghezza d'onda record rispetto ad altri CDM. I CDM sono trasmettitori ottici utilizzati nei sistemi di comunicazione ottica che possono trasmettere informazioni alla luce modulando l'ampiezza e la fase prima che vengano trasmesse attraverso la fibra ottica.
"I servizi che richiedono capacità di dati, come la distribuzione video e i servizi di conferenza web, si sono diffusi e si prevede che in futuro verranno introdotti servizi che arricchiranno ulteriormente la nostra vita", ha affermato Josuke Ozaki di NTT Innovative Devices Corporation in Giappone.
"Per realizzare i nuovi servizi, è molto importante aumentare la velocità totale dei dati dei sistemi di trasmissione ottica che supportano lo sfondo. Se la capacità di trasmissione ottica è insufficiente, sarà difficile realizzare nuovi servizi convenienti e una società di dati. Inoltre, lo sviluppo di un trasmettitore ottico che copre la banda C+L in un singolo modulo consente un funzionamento flessibile della rete e riduce i costi delle apparecchiature.
Ozaki presenterà questa ricerca all'OFC, un evento globale per le comunicazioni e le reti ottiche, che si svolgerà come evento ibrido dal 24 al 28 marzo 2024 presso il San Diego Convention Center.
Una misura della velocità di trasmissione dei dati è la velocità di trasmissione, che indica il numero di cambiamenti di segnale che si verificano ogni secondo in un canale di comunicazione. Con velocità di trasmissione più elevate aumenta la larghezza di banda del segnale di modulazione richiesta per ciascun canale e nella banda C convenzionale possono essere trasmessi meno canali. Ciò rende ancora più importante estendere la larghezza di banda della lunghezza d'onda dalla banda C alla banda L, che insieme vengono chiamate banda C+L.
Sebbene i modulatori realizzati con il semiconduttore InP abbiano eccellenti caratteristiche ottiche e di radiofrequenza, mostrano una forte dipendenza dalla lunghezza d'onda che ha reso difficile estendere la loro gamma di lunghezze d'onda. Per superare questa sfida, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo chip modulatore InP con uno strato semiconduttore ottimizzato e una struttura di guida d'onda in grado di funzionare su un ampio intervallo di lunghezze d'onda. Utilizzando il nuovo chip modulatore, hanno ottenuto il primo CDM al mondo con un chip modulatore InP in grado di trasmettere nella banda C+L e con un corpo del pacchetto che misura solo 11,9 × 29,8 × 4,35 mm 3 .
Nella banda C+L, il nuovo CDM presentava una larghezza di banda elettro-ottica di 3 dB superiore a 90 GHz, una perdita di inserzione alla massima trasmissione inferiore a 8 dB e un rapporto di estinzione di 28 dB o più. I ricercatori hanno anche applicato il loro nuovo CDM in esperimenti utilizzando segnali di modulazione di ampiezza in quadratura a 144 livelli a forma di costellazione probabilistica da 180 Gbaud (PCS-144QAM), dimostrando un bit rate netto senza precedenti di 1,8 Tbps su fibra monomodale standard di 80 km nel C+ Banda L. Secondo gli autori dello studio, questa è la prima volta che un CDM basato su InP ha dimostrato di funzionare nelle bande C+L ed è stata segnalata la capacità di trasmissione record mondiale per lunghezza d'onda per un CDM
I campioni alfa del CDM sono pronti per la spedizione da NTT Innovative Devices Corporation.
"Il prossimo passo sarà aumentare ulteriormente il baud rate per una maggiore velocità di trasmissione", ha affermato Ozaki. "In tal modo, è importante trovare una nuova struttura del modulatore e una nuova configurazione di assemblaggio, inclusi un die del driver e un pacchetto, in grado di ottenere una larghezza di banda EO più elevata con un consumo energetico inferiore e un fattore di forma più piccolo."
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