On sait que depuis les années 1990, la technologie de multiplexage par répartition en longueur d‘onde WDM est utilisée pour des centaines, voire des milliers de kilomètres de liaisons fibre optique longue distance. Pour la plupart des 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 la croissance explosive des débits de transmission de données dans les réseaux tels que la 5G, la technologie WDM prend également de plus en plus d‘importance dans les liaisons à courte distance, qui sont déployées dans des volumes bien plus importants et ont donc un impact sur le coût des composants des émetteurs-récepteurs. et la taille sont également plus sensibles.

Actuellement, 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, seulement quelques centaines de Gbit/s (800 G) au maximum. Le niveau T est possible. Il existe peu d‘applications.

Mais dans un avenir proche, le concept de parallélisation spatiale ordinaire atteindra bientôt la limite de son évolutivité et devra être complété par une parallélisation spectrale du flux de données dans chaque fibre pour soutenir de nouvelles augmentations 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 une évolutivité maximale du nombre de canaux et du débit de données est cruciale.

Dans ce contexte, le générateur de peigne de fréquence optique (FCG) joue un rôle clé en tant que source de lumière compacte et fixe à plusieurs longueurs d‘onde, capable de fournir un grand nombre de porteuses optiques bien définies. De plus, un avantage particulièrement important des peignes de fréquence optique est que les lignes de peigne sont intrinsèquement équidistantes en fréquence, assouplissant ainsi les exigences en matière de bandes de garde inter-canaux et évitant le besoin de schémas traditionnels utilisant des réseaux laser DFB. Contrôle de fréquence sur une seule ligne.

Il est important de noter que ces avantages s‘appliquent non seulement à l‘émetteur WDM, mais également à son récepteur, où un réseau d‘oscillateurs locaux (OL) discrets peut être remplacé par un seul générateur en peigne. Le traitement du signal numérique de canaux multiplexés par répartition en longueur d‘onde peut être encore facilité à l‘aide d‘un générateur de peigne LO, réduisant ainsi la complexité du récepteur et améliorant la marge de bruit de phase.

De plus, l‘utilisation de signaux en 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 multiplexé par répartition en longueur d‘onde, compensant ainsi les dommages causés par la non-linéarité optique de la fibre de transmission. En plus de ces avantages conceptuels basés sur la signalisation en peigne, une taille plus petite et une production de masse rentable sont également essentielles 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 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 pourraient devenir la clé d‘émetteurs-récepteurs à multiplexage par répartition en longueur d‘onde compacts et efficaces pouvant fonctionner à faible consommation. , et la capacité de transmission de chaque fibre optique peut atteindre des dizaines de Tbit/s.

La figure ci-dessous représente le diagramme schématique d‘un émetteur à multiplexage par répartition en longueur d‘onde 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 le démultiplexeur (DEMUX) puis entre dans le modulateur électro-optique EOM. Grâce à cela, afin d‘obtenir la meilleure efficacité spectrale (SE), le signal est soumis à une modulation d‘amplitude en quadrature QAM avancée.

At the transmitter outlet, each channel is recombined in a multiplexer (MUX), and the wavelength division multiplexed signal is transmitted through single-mode optical fiber. At the receiving end, the wavelength division multiplexing receiver (WDM Rx) uses the LO local oscillator of the second FCG to perform multi-wavelength coherent detection. The channels of the input wavelength division multiplexed signal are separated by a demultiplexer and then fed into the coherent receiver array (Coh. Rx). Among them, the demultiplexing frequency of the local oscillator LO is used as the phase reference of each coherent receiver. The performance of such a wavelength division multiplexing link obviously depends heavily on the basic comb signal generator, specifically the light width and the optical power of each comb line.

Of course, optical frequency comb technology is still in the development stage, and its application scenarios and market size are relatively small. If it can overcome technical bottlenecks, reduce costs and improve reliability, it will be possible to achieve large-scale applications in optical transmission.

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