À mesure que le trafic de données continue d’augmenter, il existe un besoin critique d’émetteurs et de récepteurs optiques miniaturisés fonctionnant avec des formats de modulation multiniveaux d’ordre élevé et des débits de transmission de données plus rapides.
Dans le cadre d’une étape importante vers le respect de cette exigence, les chercheurs ont développé un nouveau modulateur de pilote cohérent (CDM) compact basé sur le phosphure d’indium (InP) et ont montré qu’il peut atteindre un débit en bauds et une capacité de transmission par longueur d’onde record par rapport aux autres CDM. Les CDM sont des émetteurs optiques utilisés dans les systèmes de communication optique qui peuvent transmettre des informations sur la lumière en modulant l’amplitude et la phase avant qu’elles ne soient transmises via la fibre optique.
« Les services qui nécessitent une capacité de données, tels que les services de distribution vidéo et de conférence Web, sont devenus très répandus, et des services qui enrichissent davantage nos vies devraient être introduits à l’avenir », a déclaré Josuke Ozaki de NTT Innovative Devices Corporation au Japon.
« Pour réaliser les nouveaux services, il est très important d’augmenter le débit total des systèmes de transmission optique qui prennent en charge l’arrière-plan. Si la capacité de transmission optique est insuffisante, il sera difficile de réaliser de nouveaux services pratiques et une société de données. le développement d’un émetteur optique couvrant la bande C+L dans un seul module permet un fonctionnement flexible du réseau et réduit les coûts d’équipement.
Ozaki présentera cette recherche à OFCun événement mondial consacré aux communications optiques et aux réseaux, qui se déroulera sous forme d’événement hybride du 24 au 28 mars 2024 au San Diego Convention Center.
Une mesure de la vitesse de transmission des données est le débit en bauds, qui indique le nombre de changements de signal qui se produisent chaque seconde dans un canal de communication. Avec des débits en bauds plus élevés, la bande passante du signal de modulation requise pour chaque canal augmente et moins de canaux peuvent être transmis dans la bande C conventionnelle. Il est donc encore plus important d’étendre la bande passante de longueur d’onde de la bande C à la bande L, appelées ensemble bande C+L.
Bien que les modulateurs fabriqués à partir du semi-conducteur InP présentent d’excellentes caractéristiques optiques et radiofréquences, ils présentent une forte dépendance à la longueur d’onde, ce qui rend difficile l’extension de leur plage de longueurs d’onde. Pour surmonter ce défi, les chercheurs ont développé une nouvelle puce modulatrice InP dotée d’une couche semi-conductrice optimisée et d’une structure de guide d’onde capable de fonctionner sur une large plage de longueurs d’onde. En utilisant la nouvelle puce modulatrice, ils ont réalisé le premier CDM au monde avec une puce modulatrice InP capable de transmettre dans la bande C+L et dotée d’un corps de boîtier mesurant seulement 11,9 × 29,8 × 4,35 mm3.
Dans la bande C+L, le nouveau CDM présentait une bande passante électro-optique de 3 dB supérieure à 90 GHz, une perte d’insertion à la transmission maximale inférieure à 8 dB et un taux d’extinction de 28 dB ou plus. Les chercheurs ont également appliqué leur nouveau CDM dans des expériences utilisant des signaux de modulation d’amplitude en quadrature à 144 niveaux (PCS-144QAM) probabilistes en forme de constellation de 180 Gbauds, démontrant un débit binaire net sans précédent de 1,8 Tbps sur une fibre monomode standard de 80 km dans le C+. Bande L. Selon les auteurs de l’étude, c’est la première fois qu’un CDM basé sur InP fonctionne dans les bandes C+L et la capacité de transmission record du monde par longueur d’onde a été enregistrée pour un CDM.
Des échantillons alpha du MDP sont prêts à être expédiés par NTT Innovative Devices Corporation.
« La prochaine étape consiste à augmenter encore le débit en bauds pour une vitesse de transmission plus élevée », a déclaré Ozaki. « Ce faisant, il est important de trouver une nouvelle structure et une nouvelle configuration d’assemblage du modulateur, y compris une puce de pilote et un boîtier, capables d’atteindre une bande passante EO plus élevée avec à la fois une consommation d’énergie inférieure et un facteur de forme plus petit. »