Abstract— This paper presents a theoretical model developed for estimating the power, the optical signal to noise ratio and the number of generated carriers in a comb generator, having as a reference the minimum optical signal do noise ratio at the receiver input, for a given fiber link. Based on the recirculating frequency shifting technique, the generator relies on the use of coherent and orthogonal multi-carriers (Coherent-WDM) that makes use of a single laser source (seed) for feeding high capacity (above 100 Gb/s) systems. The theoretical model has been validated by an experimental demonstration, where 23 comb lines with an optical signal to noise ratio ranging from 25 to 33 dB, in a spectral window of ~ 3.5 nm, are obtained. Keywords— Coherent-WDM; comb generator; energy efficiency; high capacity optical fiber transport; orthogonal frequency division multiplexing; recirculating frequency shifting; spectral efficiency. I. INTRODUÇÃO USO crescente da Internet como meio para interconexão de bilhões de dispositivos requer, no núcleo da rede global, a expansão dos sistemas ópticos de alta capacidade. Uma projeção recente previu que, por volta de 2015, mais de 15 bilhões de dispositivos estarão conectados, o que corresponde a mais que o dobro da população mundial. Foi também previsto que, entre 2010 e 2015, o tráfego IP total irá quadruplicar, sendo quatro os fatores que mais impulsionam este crescimento: o aumento do número de dispositivos conectados, dos usuários da Internet, da velocidade do acesso e do tráfego de vídeo. Segundo esta previsão, as aplicações de vídeo, de arquivos compartilhados e a web representam quase 100% de toda a demanda de tráfego da Internet, enquanto as aplicações de VoIP e jogos online correspondem a menos de 1% [1]. Tal projeção de crescimento na demanda por transmissão de tráfego IP implica na necessidade de desenvolvimento, nas redes tronco, de novas tecnologias de ruptura. Esta tendência é confirmada pelo fato de que a tecnologia para transmissão a 100 Gb/s já está normatizada tanto no padrão Ethernet (IEEE 802.3) quanto no padrão OTN (ITU G.709). Além disso, equipamentos para o transporte óptico a 100 G já estão comercialmente disponíveis [2]. Seguindo o crescimento do tráfego IP (cerca de 50% ao ano) é possível projetar, para as linhas tronco, a mudança das taxas de transmissão dos atuais F. D. Simões, CPqD, Campinas, São Paulo, Brasil, fsimoes@cpqd.com.br D. M. Pataca, CPqD, Campinas, São Paulo, Brasil, pataca@cpqd.com.br M. L. Rocha, Universidade de São Paulo (USP), São Carlos, São Paulo, Brasil, rocha.monica@gmail.com 100 Gb/s, por canal, para 1 Tb/s, por canal, por volta de 2017 [3]. Dentre os maiores desafios que esta demanda coloca figura a demonstração, por meio de técnicas de modulação e recepção, da transmissão óptica em taxas que cheguem a 400 Gb/s e 1 Tb/s por longas distâncias (centenas de quilômetros). De fato, à medida que a capacidade do sistema aumenta, as restrições tornam-se mais severas e as alternativas para superá-las, mas complexas. Em geral, estas abordagens referem-se aos métodos de geração e recepção de novos formatos de modulação que provêm alta eficiência espectral, às técnicas de amplificação óptica com banda larga e baixo ruído e ao combate dos ruídos e distorções nos transmissores e receptores em combinação com os efeitos lineares e não lineares de propagação pela fibra óptica. A pesquisa em sistemas de alta capacidade segue e/ou combina dois caminhos alternativos: transmissão com uso de uma única portadora óptica ou de múltiplas portadoras (multiportadora). A técnica de transmissão WDM pertence ao grupo das multiportadoras que não apresentam coerência de fase, o que impõe a necessidade de se manter um espaçamento entre canais largo o suficiente para evitar que interfiram entre si. Para resolver o problema da banda de guarda larga, as portadoras devem ser, além de coerentes em fase, mutuamente ortogonais, de forma a permitir a transmissão de dados com canais pouco espaçados entre si. Este efeito é obtido pelo uso da técnica OFDM (orthogonal frequency division multiplexing), uma classe da modulação multiportadora que vem ganhando atenção, especialmente quando combinada com a detecção coerente. Além de prover eficiência espectral , ela apresenta flexibilidade e robustez frente a distorções de propagação bem como alta granularidade em termos de números de canais, o que a torna uma ótima opção para uso em redes tronco e de acesso [2]. Neste contexto, este artigo apresenta o estudo de um bloco importante de um transmissor OFDM óptico, i.e. o gerador comb óptico ou OCG (optical comb generator). Estes subsistemas, adequados para operação a partir de 100 Gb/s, produzem um conjunto de portadoras ópticas coerentes apresentando pouca interferência entre si. Nossos estudos são baseados na técnica RFS (Recirculating Frequency Shifting), onde múltiplas portadoras ópticas são geradas para posterior modulação digital. Com atenção voltada ao OCG, analisamos analiticamente a limitação na capacidade de transmissão imposta pela relação sinal ruído das múltiplas portadoras. Nosso modelo é validado por um experimento, onde um O F. D. Simões, D. M. Pataca and M. L. Rocha Design of a Comb Generator for High Capacity Coherent-WDM Systems