Sistemi di comunicazione ottica coerente

Una approfondita panoramica del più recente sviluppo per le fibre ottiche, la tecnica coerente, che sta per centuplicare la velocità nelle dorsali di rete.

Per forza di cose l’esposizione si sviluppa attraverso diverse sotto-sezioni, anche in conseguenza del fatto che l’evoluzione della tecnologia coerente è avvenuta per gradi, guidata dalla necessità per gli operatori di contenere drasticamente i CapEx e gli OpEx, ed al contempo soddisfare il considerevole aumento di domanda per il traffico IP.

Un’opera come questa non si scrive in un giorno, cosicché i diversi aspetti sono affrontati un po’ alla volta, per come li troviamo elencati di seguito, man mano che se ne completa lo sviluppo:

• Evoluzione della trasmissione in fibra verso l’ottica coerente – si ripercorrono le soluzioni che negli ultimi cinquant’anni hanno preceduto la tecnica coerente, in qualche modo ritardandola, finché non se è più potuto fare a meno;
• Modulazione numerica – i concetti generali della trasmissione dati multilivello, che l’ottica coerente permette di implementare nel contesto della trasmissione su fibra;
• Trasmettitore ottico coerente – il blocco fondamentale per la generazione di un segnale ottico che convogli più di un bit/simbolo, la cui descrizione si articola a sua volta in
  • sorgente laser – i concetti di optoelettronica alla base della generazione di una radiazione elettromagnetica monocromatica nello spettro del visible, i suoi aspetti implementativi, ed i parametri che la descrivono;
  • modulazione angolare ottica – si approfondiscono le tecniche di modifica della fase della portante ottica che, sfruttando la variazione dell’indice di rifrazione di un cristallo quando immerso in un campo elettrico esterno, adottano particolari architetture di composizione di elementi basati sul principio di interferenza ottica per ottenere un segnale laser la cui fase si dispone, simbolo per simbolo, in accordo alla costellazione desiderata;
  • multiplazione a divisione di polarizzazione – consente il raddoppio di capacità trasmissiva ed efficienza spettrale a parità di metodo di modulazione, grazie alla propagazione simultanea dei due stati di polarizzazione (SOP) per il segnale luminoso, che oscilla su piani mutuamente ortogonali. Per chi se li fosse persi, i concetti relativi alla polarizzazione ottica sono stati trattati nel primo articolo della serie;
  • DWDM superchannel – il superamento dei vincoli imposti da una canalizzazione a griglia fissa in cui ospitare tributari tra loro indipendenti apre allo scenario di poter commutare otticamente flussi numerici dell’ordine del terabit/sec ed oltre, suddividendo gli stessi in sottocanali i cui diversi segnali ottici sono generati da una circuiteria comune, in modo tale che lo spettro di ciascuno di essi occupi la minore banda possibile, nel rispetto delle condizioni di Nyquist per assenza di ISI, od anche una banda inferiore come nel caso della segnalazione duobinaria. Si arriva quindi alla definizione di un filtro di Nyquist di tipo a coseno rialzato in grado di sagomare lo spettro del segnale ottico, da implementare direttamente in tale dominio a partire da impulsi laser di tipo NRZ. D’altra parte, il continuo progresso della tecnologia dei chip orientati al DSP consente di operare invece nel dominio numerico al fine di ottenere campioni del segnale modulante, da cui ricavare un segnale elettrico grazie all’impiego di DAC che operano poco al sopra della frequenza di simbolo, con cui infine pilotare ciascun laser del superchannel.
  • Probabilistic Constellation Shaping (PCS) – ADS (Ancora Da Scrivere)
• Canale ottico – ADS
• Ricevitore coerente – ADS
• Digital signal processing – ADS
• Valutazione delle prestazioni – ADS

…ma dato che anche l’occhio vuole la sua parte.. ecco le copertine di ciascuna pagina!