Los centros de datos de hiperescala han surgido rápidamente en todo el mundo. Esto genera una enorme demanda de alta capacidad, enlaces de comunicación óptica rentables que los interconectan. Los ingenieros de la Universidad de Melbourne inventaron un innovador esquema de recepción de señales diseñado para aplicaciones de centros de datos donde las señales de doble banda lateral de valor complejo se pueden recuperar mediante detección directa. La arquitectura del receptor abre una nueva clase de esquemas de detección directa que son adecuados para la integración fotónica análoga a los receptores homodinos en la detección coherente.

La última década, Se investigaron varios esquemas de recuperación de campo con detección directa en comunicaciones ópticas de corto alcance. Dado que la detección directa generalmente proporciona solo información de intensidad, hasta ahora, las señales se han restringido principalmente al formato de modulación de banda lateral única (SSB) en varios esquemas de detección de solo intensidad propuestos. Para tales esquemas de detección, La interferencia de latido de señal-señal (SSBI) es la limitación dominante. Adicionalmente, en comparación con la eficiencia espectral óptica (SE), un SE eléctrico alto es un factor más determinante para aplicaciones de corto alcance. El SE eléctrico está intrínsecamente limitado para el formato de modulación SSB porque una banda lateral está vacía, y se pierde la mitad del SE eléctrico. Aparte del SE eléctrico, Las señales SSB sufren de plegamiento de ruido debido a la detección de ley cuadrada del fotodiodo. Como consecuencia, en lugar de señales SSB, Es muy conveniente investigar la detección directa de señales de doble banda lateral (DSB) de valor complejo con recuperación de campo.

En un nuevo artículo publicado en Luz:ciencia y aplicación , Los ingenieros del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica y de la Universidad de Melbourne desarrollaron un esquema de receptor novedoso para detectar señales de doble banda lateral de valor complejo con recuperación de campo llamado detección diferencial asistida por portadora (CADD). En comparación con la modulación convencional de banda lateral única (SSB), el SE eléctrico se duplica sin sacrificar la sensibilidad del receptor. Además, no se necesitan filtros ópticos precisos para el receptor CADD, lo que indica el potencial de utilizar láseres no refrigerados de bajo costo para el esquema del receptor CADD.

El nuevo esquema adopta un interferómetro óptico y un híbrido óptico de 90 grados en el receptor que es capaz de detectar componentes tanto en fase como en cuadratura del campo óptico lineal. Es más, el producto no lineal de orden superior se mitiga mediante un novedoso algoritmo de cancelación iterativo.

Los ingenieros resumen el principio operativo de su receptor:"CADD posee dos ventajas sobre la detección diferencial sin portadora (CDD) convencional para la recuperación de campo:(i) CADD duplica el SE eléctrico en comparación con CDD, como CADD recupera la señal lineal mientras que CDD necesita recuperar el término de latido de señal a señal de segundo orden, y (ii) CADD es insensible a la dispersión cromática, mientras que CDD no lo es. Esto se debe a que sin un transportista, el campo de CDD puede llegar a cero, lo que hace imposible la detección diferencial para una gran dispersión cromática.

"La ventaja de CADD sobre el receptor Kramers-Kronig (KK) en la detección directa es análoga a la de los receptores homodinos sobre los heterodinos en la detección coherente, aunque CADD requiere una mayor cantidad de componentes, reduce el ancho de banda optoelectrónico a la mitad. Al adoptar la integración fotónica, ya sea en la plataforma InP o fotónica de silicio (SiP), la gran cantidad de componentes en CADD se mitigará mucho, mientras que el ancho de banda reducido de CADD reducirá en gran medida el costo total de implementación. En comparación con los receptores homodinos coherentes, CADD no requiere láseres altamente estables y de bajo ancho de línea, lo que lleva a una solución más compacta y rentable adecuada para aplicaciones de corto alcance, como interconexiones de datos y redes frontales inalámbricas de ultra alta velocidad ".

"La arquitectura del receptor abre una nueva clase de esquemas de detección directa que son escalables a una alta velocidad en baudios y adecuados para la integración fotónica. Sería muy útil para aplicaciones de corto alcance como interconexiones intradatos y redes fronthaul inalámbricas de ultra alta velocidad. , "concluyen los ingenieros.