Coherente optische communicatie: fase van licht

Samenhangendoptische communicatie: fase van het licht
Coherente communicatie is niet alleen afhankelijk van de helderheid van het licht, maar ook van de fase ervan, en maakt zelfs gebruik van twee orthogonale polarisaties. Op deze manier kan er meer informatie in dezelfde golflengte worden geladen en kan de transmissieafstand groter worden.
1. Coherente lichtbron: nog steeds een continue laser, maar vereist meer stabiliteit.
De lichtbron bij coherente communicatie is nog steeds een continue laser (CW). Het is geen gepulseerde laser of LED, maar een continue output van een stabiele lichtbundel als draaggolf voor de daaropvolgende modulatie. Vergeleken met de CW-laser...lichtbronBij gewone optische modules voor korte afstanden gelden hogere eisen. Het gaat er niet alleen om of het vermogen voldoende is, maar ook of de frequentie stabiel is en de faseruis laag. Coherente lichtbronnen kunnen daarom worden gezien als een stabielere 'optische referentie'. Het is nog steeds een continue laser, maar vereist een hogere stabiliteit.
2. Coherente modulatie: Dit is niet hetzelfde als de modulator van EML.
De structuur van EML isDFB-laser+EAM elektroabsorberende modulator. EAM is verantwoordelijk voor het veranderen van de absorptie-intensiteit om het uitgangslicht helderder of donkerder te maken. Daarom voert de modulator in EML voornamelijk intensiteitsmodulatie uit. Coherente modulatie is anders. Deze maakt meestal gebruik vanIQ-modulatorEen IQ-modulator maakt licht niet simpelweg helderder of donkerder, maar verdeelt een continue lichtbundel in een I- en een Q-pad, regelt twee orthogonale fasecomponenten die 90 graden van elkaar verwijderd zijn en synthetiseert vervolgens de uitvoer. Op deze manier kan het uitgaande licht tegelijkertijd zowel amplitude- als fase-informatie bevatten.
3. Coherente demodulatie: gebruikmakend van het licht van de lokale oscillator om de fase uit te lezen.
Een gewone fotodetector (PD) kan alleen de lichtintensiteit meten en niet direct de fase. Om de fase bij coherente ontvangst te kunnen meten, is een referentiestraal, de lokale oscillatorlaser (LO), nodig. De ontvangende partij stuurt het uitgezonden signaallicht en het licht van de lokale oscillator naar de optische mixer. De twee lichtbundels interfereren, en het resultaat van de interferentie is gerelateerd aan het faseverschil tussen beide. Vervolgens zet de gebalanceerde detector dit interferentieresultaat om in een elektrisch signaal. Met behulp van het licht van de lokale oscillator kan de ontvangende partij bepalen hoeveel hoek dit signaallicht verschoven is ten opzichte van het referentielicht.
4. Locatie in AIDC: Korte afstand kijkt nog steeds naar IM-DD, DCI kijkt meer naar coherentie.
De meest voor de hand liggende locatie voor coherente communicatie in AI-datacenters is DCI, wat staat voor Data Center Interconnection. Dat wil zeggen, snelle verbindingen tussen datacenters, dataparken en binnen stedelijke gebieden.
IM-DD heeft echter nog steeds kosten- en energievoordelen bij verbindingen over korte afstanden binnen en tussen kasten. 800G- en 1.6T-optische modules voor korte afstanden zullen nog steeds grotendeels dezelfde route volgen als EML, siliciumoptiek, PAM4, PD en TIA. Het coherente systeem heeft meer componenten, een hoger energieverbruik en een zwaardere DSP, en zal optische modules voor korte afstanden niet onvoorwaardelijk vervangen.