Trasmettitore ottico coerente

Lo scopo di questa sezione è quello di descrivere la struttura di un moderno trasmettitore ottico coerente. Giusto per iniziare a dare un’idea su quale sia, al 2024, il grado di complessità funzionale e quindi anche implementativo di un sottosistema di trasmissione per sistemi ottici coerenti, può aver senso dare una scorsa a qualche cifra riportata in questo report, specialmente quelle relative alle velocità di trasmissione, a partire dal paragrafo intitolato “Section 2: Network performance and user experience“.

Prima di addentrare la discussione sul dettaglio tecnico, una prima importante considerazione da fare sui sistemi di trasmissione ottica, dal punto di vista dei service provider, riguarda i seguenti parametri :

• “costo per bit“, sia per gli estremi di un collegamento che per gli eventuali punti di rigenerazione, in quanto è la figura di merito più onerosa nel computo CapEx di una rete fotonica di telecomunicazioni;
• “consumo energetico” e “ingombro spaziale“, in quanto sono le figure di merito che incidono maggiormente sugli OpEx.

Intervenire simultaneamente su tutti e tre i parametri significa cercare di ottenere la trasmissione di più bit al secondo, cioè una maggiore capacità trasmissiva ed efficienza spettrale per un dato requisito di estensione della portata ottica, mantenendo bloccato l’investimento sulle componenti hardware, sui ricetrasmettitori, sull’elaborazione numerica del segnale, sull’elettronica analogica, sui componenti fotonici e sul packaging.

Una seconda considerazione chiave, sempre fatta dal canto dei service provider e legata all’evoluzione di un’ottica coerente che incontri una massiccia domanda di traffico dati, è la necessità di trasportare il contenuto informativo iniettato in rete da interfacce utente ad alta velocità di trasmissione, ad esempio con tassi pari a 100, 200, 400 e ultimamente anche 800 Gbit/s, in modo economicamente sostenibile su una singola lunghezza d’onda e per una vasta gamma di scenari di rete, tra cui collegamenti ottici terrestri a lunga distanza e interconnessioni transoceaniche.

La terza e ultima considerazione, fatta questa volta dal punto di vista dei fornitori di apparati ottici per telecomunicazioni e che si affianca, ovviamente, alle precedenti due, riguarda la continua opera di sviluppo e commercializzazione di una vasta gamma di trasmettitori ottici coerenti destinati a diversi segmenti di mercato, ognuno con proprie prerogative progettuali, ma con l’obiettivo comune di assicurare una larghezza di banda ottica sempre più ampia.

Dunque, ingegneristicamente parlando, questo si traduce nella progettazione di ricetrasmettitori coerenti:

• capaci di operare con schemi di modulazione di ordine superiore;
• capaci di gestire velocità di segnalazione sempre più elevate;
• costruiti in modo che tutte le funzioni ottiche che assolvono ai compiti di trasmissione e ricezione siano implementate su un unico circuito integrato;
• che permettano di adottare algoritmi DSP per l’ottimizzazione della capacità trasmissiva.

Ciascuno dei quattro punti racchiude al suo interno un universo di argomenti e considerazioni tecniche di carattere teorico e pratico che, come detto all’inizio, è realmente impossibile confinare esaustivamente in una singola trattazione. Da qui il motivo di suddividere la descrizione del trasmettitore coerente in più parti in maniera tale da trattare, quanto più esaurientemente possibile e, soprattutto, nel modo più fluido possibile (spero) dal punto di vista di chi legge, i singoli filoni tematici i quali, come sarà peraltro sempre più chiaro nel prosieguo, sono tra loro interallacciati.

Le sotto sezioni previste e/o sviluppate sono quelle che illustrano:

• le basi teoriche e tecnologiche della sorgente laser monocromatica e suoi parametri descrittivi;
• le architetture che permettono la modulazione angolare ottica di ordine superiore;
• la multiplazione ottica a divisione di polarizzazione;
• i superchannel.

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