Para hacer frente a las crecientes demandas de tráfico de datos, se han investigado la multiplexación por división de longitud de onda (WDM) y la multiplexación por división espacial para comunicaciones de fibra óptica de alta velocidad de datos. El Instituto Nacional de Tecnología de la Información y las Comunicaciones (NICT) ha conseguido una transmisión WDM multibanda con un ancho de banda total de 37 THz, utilizando todas las bandas de transmisión principales de fibras ópticas estándar. Como resultado, se obtuvo una fibra óptica con una velocidad de transmisión de datos de 336 Tb/s.
Sin embargo, la WDM multibanda en un sistema de comunicación óptica convencional requiere de cientos de fuentes de luz compactas y estabilizadas en frecuencia dentro de módulos transpondedores. Estas fuentes de luz actualmente no están disponibles para las bandas S, O, E y U.
Los investigadores del NICT generaron 650 conjuntos de pares de portadora/oscilador local en la mayoría de las bandas S, C y L (banda de frecuencia de 16 THz) a través de la generación de peines ópticos en los lados del transmisor y el receptor. Cada línea de peines cumplía con el estándar de frecuencia de 25 GHz de la UIT y poseía una calidad suficientemente alta (características de ruido) para comunicaciones coherentes de fibra multimodo 16-QAM de polarización dual.
También se distribuyó una referencia de frecuencia óptica para sincronizar las dos unidades de peine independientes en los lados del transmisor y del receptor. En consecuencia, cada portadora y oscilador local correspondiente tenían automáticamente la misma frecuencia de oscilación sin necesidad de una estabilización de frecuencia independiente, como es el caso de los sistemas de comunicación coherente convencionales.
Fibra multinúcleo con una velocidad de transmisión de 336 Tb/s
Para ello, los investigadores utilizaron una fibra multinúcleo de 39 núcleos con 38 núcleos que admiten propagación trimodo y un núcleo que admite propagación monomodo. Uno de los núcleos trimodo se utilizó para la transmisión de datos y el núcleo monomodo se utilizó para distribuir la referencia de frecuencia óptica.
La capacidad total de transmisión fue de 336 Tb/s, casi 200 veces mayor que la velocidad de datos del módulo transpondedor óptico comercial de última generación (1,6 Tb/s). Si se tuviera que implementar un sistema de comunicación óptico comercial con la misma capacidad de transmisión utilizando métodos convencionales, se necesitarían 200 módulos transpondedores, incluidas fuentes de luz integradas independientes en las bandas O, E, S, C, L y U (banda de frecuencia de 40 THz). Sin embargo, en esta demostración, solo se necesitó una única fuente de luz.
Esta tecnología eliminará la necesidad de desarrollar e implementar fuentes de luz integradas en banda S y, por lo tanto, acelerará la comercialización de la comunicación WDM multibanda. La configuración sencilla (una fuente de luz) y el bloqueo automático de frecuencia entre las portadoras y los osciladores locales contribuirán a ahorrar costos. Aunque se utilizó solo uno de los núcleos de tres modos en la fibra de 39 núcleos, el uso completo de canales espaciales (núcleos) permitirá ahorrar aún más costes en los sistemas de comunicación óptica.