Solitonista tiedonsiirtoa

Optiset solitonit ovat aaltopaketteja, jotka etenevät muotoaan muuttumatta. Niitä esiintyy kaikkialla luonnossa. Vaikka solitoneja esiintyy myös optisissa kuiduissa, niiden teknologinen hyödyntäminen on toistaiseksi ollut vähäistä.

Nyt Karlsruhe Institute of Technologyn (KIT) ja École Polytechnique Fédérale de Lausannen (EPFL) yhteistyö on osoittanut solitonien hyödyllisyyden tietoliikenteelle.

Nyt tutkijat eivät käyttäneet junamaisia solitonipulsseja optisessa kuidussa, vaan he generoivat jatkuvasti kiertäviä optisia solitoneja piinitridisessä optisessa mikroresonaattorissa.

Tällainen solitonien käyttö johtaa laajakaistaisiin optisiin taajuuskampoihin. Kaksi tällaista taajuuskampaa mahdollistaa massiivisen yhdensuuntaisen tiedonsiirron 179 aallonpituuskanavalla datanopeudella yli 50 terabittiä sekunnissa – ennätys taajuuskammoille.

Kokeissaan tutkijat käyttivät optista piinitridistä mikroresonaattoria fotonisella sirulla, joka puolestaan voidaan helposti integroida kompaktiksi tietoliikennejärjestelmäksi.

Viestintää demonstroiden, kahta lomitettua taajuuskampaa käytettiin lähettämään dataa 179 yksittäisellä optisella kantoaallolla, jotka peittävät kokonaan optisen tietoliikenteen C- ja L-kaistat ja mahdollistavat lähetyksen datanopeudella 55 terabittiä sekunnissa yli 75 km etäisyydelle.

Tutkijoiden työn perusteena ovat solitonit, jotka syntyvät pienihäviöisessä optisessa piinitridisessä mikroresonaattorissa. Mikroresonaattoria vain pumpataan jatkuvan aallon laserilla josta solitonien avulla syntyy satoja uusia tasavälisiä laserlinjoja.

Työn osoittama solitoninen taajuuskampa lähteenä voi lisätä huomattavasti optisen viestinnän aallonpituusjakoisen kanavoinnin (WDM) suorituskykyä. Mikroresonaattorista solitonista taajuuskampaa voidaan käyttää myös WDM-järjestelmien vastaanottimen puolella.

Tutkijoiden mukaan saavutus on tärkeä askel kohti erittäin tehokkaita siruskaalan lähettimiä tulevaisuuden petabittien verkoille.

Aiheesta aiemmin:

Solitoneillako uutta elektroniikkaa?