미국 NICT 광네트워크 연구실이 이끄는 국제 연구팀은 총 전송 용량이 336 Tb/s인 결맞음 광섬유 통신 시스템을 시연했다.
이 시스템은 광원 생성 및 주파수 기준 분배와 결합된 단일 광원을 사용하므로 트랜스폰더 모듈 내에 수백 개의 내장 광원이 필요하지 않다.
이 작업은 상업적으로 이용 가능한 소형 S 대역 광원이 필요 없이 S, C 및 L 대역 광 통신 시스템의 상용화를 가속화하고 시스템을 단순화하여 비용을 절감하는 데 도움이 될 수 있다.
이 실험의 결과는 2024년 3월 28일 Ben Puttnam이 발표한 제47회 광섬유 통신 컨퍼런스(OFC 2024)에서 마감일 이후 논문 발표로 수락됐다.
데이터 트래픽 수요 증가에 대처하기 위해 파장 분할 다중화(WDM)와 공간 분할 다중화가 고속 데이터 전송 광섬유 통신에 대해 조사됐다. NICT는 표준 광섬유의 모든 주요 전송 대역을 사용하여 총 대역폭이 37THz인 다중 대역 WDM 전송을 시연했다. 그러나 기존 광 통신 시스템의 다중 대역 WDM은 트랜스폰더 모듈 내에 수백 개의 소형 주파수 안정화 광원이 필요하다. 이러한 광원은 현재 S, O, E 및 U 대역에서 사용할 수 없다.
이 작업에서는 송신기와 수신기 측에서 광 생성을 통해 대부분의 S, C, L 대역(16THz 주파수 대역)에서 650세트의 캐리어/로컬 발진기 쌍이 생성됐다. 각 광 라인은 ITU의 25GHz 주파수 표준을 준수했으며 이중 편파 16-QAM 멀티모드 광섬유 결맞음 통신에 충분히 높은 품질(잡음 특성)을 가지고 있었다.
또한 팀은 송신기와 수신기 측에서 두 개의 별도 광 유닛을 동기화하기 위해 광 주파수 레퍼런스를 배포했다. 결과적으로 각 캐리어와 해당 로컬 발진기는 기존의 결맞음 통신 시스템의 경우와 같이 독립적인 주파수 안정화가 필요 없이 자동으로 동일한 발진 주파수를 갖게 됐다.
연구원들은 38개의 코어가 3모드 전파를 지원하고 1개의 코어가 단일 모드 전파를 지원하는 39코어 멀티코어 파이버를 사용했다. 3모드 코어 중 하나는 데이터 전송에 사용되었고 단일 모드 코어는 광 주파수 참조를 분배하는 데 사용됐다. 총 전송 용량은 336Tb/s로 최첨단 상용 광 트랜스폰더 모듈(1.6Tb/s)의 데이터 전송 속도보다 거의 200배 더 높았다.
기존 방법을 사용하여 동일한 전송 용량의 상용 광 통신 시스템을 구축하는 경우 O, E, S, C, L 및 U 대역(40THz 주파수 대역)에 독립적인 내장 광원을 포함하여 200개의 트랜스폰더 모듈이 필요하다. 그러나 이 데모에서 연구원들은 대신 단일 광원만 필요했다.
이 기술은 S 대역 내장 광원을 개발하고 구현할 필요성을 없애므로 다중 대역 WDM 통신의 상용화를 가속화할 것이다. 간단한 구성(하나의 광원)과 캐리어와 로컬 오실레이터 간의 자동 주파수 잠금은 비용 절감에 기여할 수 ᅟᅵᆼㅆ다. 39코어 파이버에서 3모드 코어 중 하나만 사용했지만 공간 채널(코어)을 완전히 사용하면 광통신 시스템에서 추가 비용 절감이 가능하다.
