Karena lalu lintas data terus meningkat, terdapat kebutuhan penting akan pemancar dan penerima optik mini yang beroperasi dengan format modulasi multi-level tingkat tinggi dan kecepatan transmisi data yang lebih cepat.
Sebagai langkah penting untuk memenuhi persyaratan ini, para peneliti mengembangkan modulator driver koheren (CDM) berbasis indium fosfida kompak (InP) baru dan menunjukkan bahwa modulator ini dapat mencapai rekor laju baud dan kapasitas transmisi per panjang gelombang yang mencapai rekor tinggi dibandingkan dengan CDM lainnya. CDM merupakan pemancar optik yang digunakan dalam sistem komunikasi optik yang dapat menyampaikan informasi pada cahaya dengan memodulasi amplitudo dan fasa sebelum ditransmisikan melalui serat optik.
“Layanan yang memerlukan kapasitas data, seperti layanan distribusi video dan konferensi web, telah tersebar luas, dan layanan yang lebih memperkaya kehidupan kita diharapkan akan diperkenalkan di masa depan,” kata Josuke Ozaki dari NTT Innovative Devices Corporation di Jepang. “Untuk mewujudkan layanan baru, sangat penting untuk meningkatkan total kecepatan data sistem transmisi optik yang mendukung latar belakang. Jika kapasitas transmisi optik tidak mencukupi, akan sulit mewujudkan layanan baru yang nyaman dan masyarakat data. Selain itu, pengembangan pemancar optik yang mencakup pita C+L dalam satu modul memungkinkan pengoperasian jaringan yang fleksibel dan mengurangi biaya peralatan.
Ozaki akan mempresentasikan penelitian ini di OFC, acara global utama untuk komunikasi dan jaringan optik, yang akan berlangsung sebagai acara hybrid pada 24 – 28 Maret 2024 di San Diego Convention Center.
Salah satu ukuran kecepatan transmisi data adalah baud rate, yang menunjukkan jumlah perubahan sinyal yang terjadi setiap detik dalam suatu saluran komunikasi. Dengan baud rate yang lebih tinggi, bandwidth sinyal modulasi yang diperlukan untuk setiap saluran meningkat dan lebih sedikit saluran yang dapat ditransmisikan dalam C-band konvensional. Hal ini membuatnya semakin penting untuk memperluas bandwidth panjang gelombang dari C-band ke L-band, yang bersama-sama disebut sebagai C+L band.
Meskipun modulator yang terbuat dari semikonduktor InP memiliki karakteristik optik dan frekuensi radio yang sangat baik, modulator tersebut menunjukkan ketergantungan panjang gelombang yang kuat sehingga sulit untuk memperluas jangkauan panjang gelombangnya. Untuk mengatasi tantangan ini, para peneliti mengembangkan chip modulator InP baru dengan lapisan semikonduktor yang dioptimalkan dan struktur pandu gelombang yang dapat beroperasi pada rentang panjang gelombang yang luas. Dengan menggunakan chip modulator baru, mereka mencapai CDM pertama di dunia dengan chip modulator InP yang dapat mentransmisikan dalam pita C+L dan memiliki badan paket berukuran hanya 11,9 × 29,8 × 4,35 mm3.
Pada pita C+L, CDM baru menunjukkan bandwidth elektro-optik 3-dB lebih dari 90 GHz, insertion loss pada transmisi maksimum kurang dari 8 dB, dan rasio pemadaman 28 dB atau lebih. Para peneliti juga menerapkan CDM baru mereka dalam eksperimen menggunakan sinyal modulasi amplitudo kuadratur 144 tingkat (PCS-144QAM) berbentuk konstelasi probabilistik 180 Gbaud, yang menunjukkan kecepatan bit bersih yang belum pernah terjadi sebelumnya sebesar 1,8 Tbps pada serat mode tunggal standar sepanjang 80 km di C+ pita L. Menurut penulis penelitian, ini adalah pertama kalinya CDM berbasis InP terbukti beroperasi pada pita C+L dan kapasitas transmisi per panjang gelombang yang memecahkan rekor dunia telah dilaporkan untuk CDM.
Sampel alfa CDM siap dikirim dari NTT Innovative Devices Corporation.
“Langkah selanjutnya adalah meningkatkan lebih lanjut baud rate untuk kecepatan transmisi yang lebih tinggi, “ kata Ozaki. “Dalam melakukan hal ini, penting untuk menemukan struktur modulator baru dan konfigurasi perakitan, termasuk driver die dan paketnya, yang dapat mencapai bandwidth EO lebih tinggi dengan konsumsi daya yang lebih rendah dan faktor bentuk yang lebih kecil.