Un nuovo modulatore basato sul fosfuro di indio ha raggiunto velocità in bit senza precedenti, aprendo la strada a una trasmissione dati più rapida e affidabile.
Importanza della trasmissione dati avanzata
Con la crescita del traffico dati, esiste una domanda urgente di trasmettitori e ricevitori ottici più piccoli in grado di gestire formati di modulazione multilivello complessi e di raggiungere velocità di trasmissione 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 lunghezza d’onda record rispetto ad altri CDM.
I CDM sono trasmettitori ottici utilizzati nei sistemi di comunicazione che possono trasmettere informazioni alla luce modulando l’ampiezza e la fase prima che vengano trasmesse attraverso una fibra ottica.
Osuke Ozaki di NTT Innovative Devices Corporation in Giappone ha dichiarato: “I servizi che richiedono capacità di dati, come la distribuzione video e i servizi di web conferencing, si sono diffusi e si prevede che in futuro verranno introdotti servizi che arricchiranno ulteriormente la nostra vita. 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 dei 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, il principale evento globale per le comunicazioni ottiche e le reti, che si svolgerà come evento ibrido dal 24 al 28 marzo 2024 presso il San Diego Convention Center.
Progressi nella velocità di trasmissione dei dati
Un parametro chiave per la comunicazione dati è la velocità di trasmissione, ossia il numero di cambiamenti di segnale che avvengono ogni secondo in un canale di comunicazione. Più alta è la velocità di trasmissione, maggiore è la quantità di dati che possono essere trasmessi in un determinato periodo di tempo.
La banda C+L, che copre la lunghezza d’onda da 1530 nm a 1675 nm, offre un’ampia capacità di trasmissione dati. Estendere la larghezza di banda in questa zona rappresenta un passo fondamentale per aumentare la capacità delle reti ottiche e supportare la crescita del traffico dati.
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.
Per superare questa problematica, 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. Utilizzando il nuovo chip modulatore, il team ha 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.
Capacità di trasmissione dati da record
Nella banda C+L, il nuovo CDM ha presentato 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 e per un CDM è stata riportata la capacità di trasmissione record mondiale per lunghezza d’onda.
I campioni alfa del CDM sono pronti per la spedizione da NTT Innovative Devices Corporation.
Ozaki ha concluso: “Il prossimo passo sarà aumentare ulteriormente il baud rate per una maggiore velocità di trasmissione. 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”.
