Monikanavaisuutta ei-lineaarisilla optisilla laitteilla

Texasin Arlingtonin ja Vermontin yliopiston uusin tutkimus voi johtaa nopeiden internetyhteyksien kustannusten ja energiankulutuksen dramaattiseen vähenemiseen.

Optinen kuitutekniikka voi kuljettaa aallonpituusjakoisella multipleksoidulla WDM-tekniikalla satakin erilaista signaalia eri aallonpituuksilla. Kuitenkin pitkillä yhteyksillä optis-elektroninen regenerointi on tehtävä erikseen jokaiselle aallonpituudelle.

Jos optinen signaali voitaisiin käsitellä suoraan, muuttamatta sitä välillä sähköiseksi ja takaisin voitaisiin optisilla linkeillä päästä monien terabittien per sekunnin nopeuksiin.

Läpinäkyvässä väliaineessa etenevää valon nopeutta voidaan hieman säätää muuttamalla valon intensiteettiä. Tämä on epälineaarisen optisen vaikutuksen ilmentymä, joka tunnetaan nimellä "itseisvaihemodulaatio" tai SPM.

Jos valossa on sekä signaalia että kohinaa, SPM auttaa puhdistamaan signaalia kohinasta sirottamalla kohinaenergian signaalikaistan ulkopuolisiksi taajuuksiksi, mistä se voidaan helposti poistaa suodattimella.

Menettelyn avulla voisi kuljettaa sata kertaa nopeampia datanopeuksia kuin mitä voidaan käsitellä sähköisesti mutta se ei toimi WDM-signaalien kanssa.

Useiden signaalisäteiden läsnä ollessa SPM:ään liittyy aina ristivaihemodulaatiota ja neljän aallon sekoittumista, jotka johtavat häiriöihin muiden kanavien kanssa.

Professori Michael Vasilyevin johdolla on demonstroitu uudenlaista ryhmäviiveellä hallittua epälineaarista optista mediaa, jolla saavutetaan voimakas SPM-vaikutus ilman kanavien välisiä häiriöitä.

Se on toteutettu perinteisen ei-lineaarisen optisen kuidun jakamisella useiksi lyhyiksi osiksi, joiden välissä on erityiset jaksottaisien ryhmäviiveiden suodattimet. Rakenne tuottaa väliaineen, jossa saman WDM-kanavan kaikki taajuuskomponentit kulkevat samalla nopeudella ja varmistavat vahvan SPM:n. Eri WDM-kanavat kulkevat eri nopeuksilla, mikä heikentää dramaattisesti kanavien välistä vuorovaikutusta.

"Uusi epälineaarinen mediamme on antanut meille mahdollisuuden osoittaa samanaikaisesti täysoptisten 16 WDM -kanavan regeneroinnin yhdellä laitteella", toteaa Vasilyev. "Tämä kokeilu avaa mahdollisuudet skaalata kanavien lukumäärää yli sataan ilman kustannusten nousua."