Os datacenters em hiperescala surgiram rapidamente em todo o mundo. Isso gera uma enorme demanda por alta capacidade, links de comunicação ótica de baixo custo que os interconectam. Os engenheiros da Universidade de Melbourne inventaram um esquema de recepção de sinal inovador adaptado para aplicações de datacenter, onde os sinais de banda lateral dupla de valor complexo podem ser recuperados por meio de detecção direta. A arquitetura do receptor abre uma nova classe de esquemas de detecção direta que são adequados para integração fotônica análoga aos receptores homódinos na detecção coerente.

Última década, vários esquemas de recuperação de campo com detecção direta foram investigados em comunicações ópticas de curto alcance. Uma vez que a detecção direta geralmente fornece apenas informações de intensidade, até agora, os sinais têm sido restritos principalmente ao formato de modulação de banda lateral única (SSB) em vários esquemas de detecção de apenas intensidade propostos. Para tais esquemas de detecção, a interferência de sinal-sinal (SSBI) é a limitação dominante. Adicionalmente, em comparação com a eficiência espectral óptica (SE), um alto SE elétrico é um fator mais determinante para aplicações de curto alcance. O SE elétrico é intrinsecamente limitado para o formato de modulação SSB porque uma banda lateral não está preenchida, e metade do SE elétrico é perdido. Além do SE elétrico, Os sinais SSB sofrem de dobramento de ruído devido à detecção de lei quadrada do fotodiodo. Consequentemente, em vez de sinais SSB, é altamente desejável investigar a detecção direta de sinais de banda lateral dupla de valor complexo (DSB) com recuperação de campo.

Em um novo artigo publicado em Luz:Ciência e Aplicação , engenheiros do Departamento de Engenharia Elétrica e Eletrônica e da Universidade de Melbourne desenvolveram um novo esquema de receptor para detectar sinais de banda lateral dupla de valor complexo com recuperação de campo chamada detecção diferencial assistida por portadora (CADD). Em comparação com a modulação convencional de banda lateral única (SSB), o SE elétrico é duplicado sem sacrificar a sensibilidade do receptor. Além disso, nenhum filtro óptico preciso é necessário para o receptor CADD, indicando o potencial de utilização de lasers não resfriados de baixo custo para o esquema de receptor CADD.

O novo esquema adota um interferômetro óptico e um híbrido óptico de 90 graus no receptor, capaz de detectar componentes em fase e quadratura do campo óptico linear. Além disso, o produto não linear de ordem superior é mitigado por um novo algoritmo de cancelamento iterativo.

Os engenheiros resumem o princípio operacional de seu receptor:"O CADD possui duas vantagens sobre a detecção diferencial sem portadora convencional (CDD) para recuperação de campo:(i) o CADD dobra o SE elétrico em comparação com o CDD, já que o CADD recupera o sinal linear, enquanto o CDD precisa recuperar o termo de batimento sinal-a-sinal de 2ª ordem, e (ii) CADD é insensível à dispersão cromática, enquanto o CDD não é. Isso ocorre porque sem uma operadora, o campo do CDD pode chegar a zero, o que torna a detecção diferencial impossível para grandes dispersões cromáticas.

"A vantagem do CADD sobre o receptor Kramers-Kronig (KK) na detecção direta é análoga àquela dos receptores homódinos em relação aos heteródinos na detecção coerente - embora o CADD exija um número maior de componentes, reduz a largura de banda optoeletrônica pela metade. Ao adotar a integração fotônica, na plataforma InP ou fotônica de silício (SiP), a grande contagem de componentes no CADD será muito atenuada, enquanto a largura de banda reduzida do CADD reduzirá muito o custo geral de implementação. Em comparação com receptores homódinos coerentes, O CADD não requer lasers altamente estáveis ​​e de baixa largura de linha, levando a uma solução mais compacta e econômica adequada para aplicações de curto alcance, como interconexões de dados e redes fronthaul sem fio de ultra-alta velocidade. "

"A arquitetura do receptor abre uma nova classe de esquemas de detecção direta que são escalonáveis ​​para alta taxa de transmissão e adequados para integração fotônica. Seria muito útil para aplicações de curto alcance, como interconexões de dados e redes fronthaul sem fio de ultra-alta velocidade , "concluem os engenheiros.