Name: Almacenamiento cuasi-luz de los datos ópticos de paquetes (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-02-06T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 45 s
Description: Aprende a almacenar y retardar paquetes de datos ópticos mediante coherencia tiempo-frecuencia usando el sistema QLS. Este método permite retardar miles de bits simultáneamente con mínima distorsión.

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Agradecemos el apoyo financiero de Deutsche Telekom Laboratorios de Innovación.

<html> 1. Preparación del sistema (Figura 4) <ol><li> Inserte el LD1 y LD2 diodos láser en el monte específica y conectarlo con la corriente (LDC) y controladores de temperatura (TEC). Encienda los dispositivos y compruebe la funcionalidad de los diodos láser con el analizador de espectro óptico. Por lo general, se utiliza una longitud de onda de telecomunicaciones alrededor de 1550 nm. </li><li> Conecte el diodo láser a los moduladores (IM / PM y MZM1) de acuerdo con la configuración de la figura 4. Los conectores ópticos necesitan ser limpiados antes de su uso, para asegurar la superficie limpia para el acoplamiento. Conectar la fuente de alimentación (no mostrado) y la señal desde el generador de forma de onda (AWG) con un amplificador eléctrico adicional al modulador. Asegúrese de que no se supere la potencia máxima de entrada óptica y eléctrica en el modulador. Cada modulador está equipado con un controlador de polarización. </li></ol>/ Files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg &quot;src =&quot; / files/ftp_upload/50468/50468fig4.jpg &quot;/&gt; Figura 4. Arreglo experimental de las ECV mediante el cual es posible el almacenamiento de intensidad y las señales moduladas de fase. La sección etiquetada azul sólo es necesaria para la detección de señales moduladas en fase. El proceso de QLS tiene lugar en la fibra óptica. La sección con la etiqueta amarilla define la detección heterodina del peine de frecuencias. TEC: controlador de temperatura, LDC: diodo láser fuente de corriente, LD: diodo láser, IM: modulador de intensidad, PM: modulador de fase, PC: controlador de polarización, AWG: generador de forma de onda arbitraria, MZM: Mach-Zehnder modulador, EDFA: fibra dopada con erbio amplificador, C: circulador, Lo: oscilador local, Osci: osciloscopio, OSA: Analizador de espectro óptico, PD: fotodiodo, ESA: analizador de espectro eléctrico. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg" target="_blank">Haz clic aquí para ver la imagen más grande.</a> <olstart = &quot;3&quot;&gt; <li> Conectar la fibra con el modulador de la señal de datos. Para las señales de modulación de fase tiene que ser un modulador de fase (PM) y de intensidad modulada señales de un modulador de intensidad (IM). Por lo general, la velocidad de datos para el experimento está en el intervalo Gbps. El otro lado de la fibra está conectado con el puerto 2 del circulador (C). La fibra AllWave usado en nuestros experimentos tiene las siguientes especificaciones: L = 20 km, Δ f SBS = 10,2 MHz, f SBS = 10,852 GHz, P ª ≈ 9,1 dBm. </li><li> Conecte el modulador de amplitud para la generación peine de frecuencias (MZM1) con el amplificador óptico (EDFA). El peine tiene que cubrir el ancho de banda de la señal de datos. La salida del EDFA está conectado con el puerto 1 del circulador. </li><li> Para la detección de las señales de modulación de fase, se necesita una fuente de referencia. Conectar el oscilador local (LO) junto con la salida 3 del circulador a un acoplador 50/50. Para int<html> ensity señales moduladas, no se requiere esta parte. Como LO se utiliza un láser de fibra (Koheras). </li><li> Para las señales de modulación de fase: conectar el tercer modulador (MZM2) para la extracción de las copias retardadas con la salida de la 50/50 de acoplador. Para las señales de intensidad modulada, conecte MZM2 directamente al puerto 3 del circulador. Alimentar el modulador con una tensión de polarización (no mostrado) y una señal rectangular desde el puerto de salida CH1 Mkr1 del generador de forma de onda para la extracción. Por lo tanto, las señales de datos originales, así como la señal rectangular para extracción están sincronizados. </li><li> Para la detección y análisis: conectar un acoplador 90/10 después de MZM2. El osciloscopio está conectado con el puerto 90% del acoplador y la parte 10% está conectado con el analizador de espectro óptico. </li><li> Programar el generador de forma de onda con las señales requeridas para el paquete de datos, el peine de frecuencia y la señal rectangular. El peine de frecuencia es generada por un SINC-función periódica. </li></ol>e_title &quot;&gt; 2. Medición <ol><li> Para activar la salida de la señal de datos en el generador de forma de onda (AWG). Cambiar el sesgo para el modulador (IM / PM) en el suministro de energía y el control de la calidad de la señal en el osciloscopio. Después de ajustar la mejor calidad de convertir la salida del generador de forma de onda fuera. Los moduladores se deben establecer en torno al punto de funcionamiento lineal. Valores ejemplares se pueden encontrar en la sección de resultados. </li><li> Ajustar la calidad de la peine de frecuencias con detección heterodino. Un ejemplo para una relativamente buena calidad peine de frecuencia se muestra en la Figura 5. El peine de frecuencia tiene que ser plana, por ejemplo, todos los componentes de frecuencia tienen la misma intensidad y son estables en el tiempo, así como lo suficientemente amplia para cubrir todo el espectro. Además, los bordes del peine debe ser pronunciada, por ejemplo, no hay componentes de frecuencia aparentes con una baja intensidad en los laterales. </li><li> Detección peine Heterodyne I: Conecte la salida de MZM1 con un 50/50 coupler. El otro puerto del acoplador está conectado con un láser de fibra (Koheras) como oscilador local. </li><li> Detección heterodino peine II: Debido a la limitada anchura de banda de la foto-diodo y el analizador de espectro eléctrica, la primera salida del acoplador tiene que ser conectado al analizador de espectros óptico con el fin de establecer la distancia entre el oscilador local y la señal a alrededor de 8 GHz por el cambio de la temperatura del láser. </li><li> Heterodino de detección de peine III: Después de que el ajuste de quitar el analizador de espectro óptico y conectar el fotodiodo y el analizador de espectro eléctrica a la salida de la 50/50 de acoplador. Ajustar la tensión de polarización del modulador de peine para lograr un peine de frecuencia plana. Después de la terminación conectar la salida del modulador de nuevo para el amplificador óptico (EDFA). </li><li> Ajuste la distancia entre los dos diodos láser (IM / PM y MZM1) en relación con el desplazamiento Brillouin con señales de ondas continuas. Por lo tanto, asegúrese de que la salida del generador de forma de onda es marned apagado. </li><li> Encienda el amplificador óptico. Tenga una mirada en el analizador de espectro óptico y ajuste la potencia de salida del EDFA a un valor por debajo del umbral de la dispersión estimulada Brillouin. </li><li> Ahora cambiar la longitud de onda del diodo láser que genera la señal de datos (IM / PM) en la región de ganancia de la bomba (MZM1). La señal se amplifica si la longitud de onda es correcta. </li><li> Para la optimización cambiar la polarización de la señal de datos y por lo tanto la intensidad al máximo. </li><li> Encienda ambas salidas (señal de datos y peine) del generador de forma de onda. Aumente la potencia de salida del EDFA. Ahora el peine de frecuencia que va a extraer componentes equidistantes fuera del espectro. El osciloscopio debe mostrar las diferentes copias generadas por las ECV. Para la reducción de la distorsión cambiar ligeramente la longitud de onda de la señal de datos y cambiar la polarización. </li><li> Para extraer una de las copias utilice una de las señales de los marcadores del generador de forma de onda o una fuente externaque puede producir un impulso rectangular. Establecer un impulso rectangular con la longitud del paquete. </li><li> Encienda el sesgo para MZM2 y cambiarlo al punto de operación donde se maximiza la señal extraída y todas las demás copias se suprimen. Ahora cambiar el impulso rectangular a la versión deseada del patrón almacenado. </li><li> El patrón de los datos almacenados se puede guardar con el osciloscopio y se evalúa con el software, por ejemplo, Origen. </li><li> Para cambiar entre la medición de la intensidad y eliminar señales moduladas, el modulador de la señal de datos que hay que cambiar de IM de intensidad señales moduladas en AM para señales moduladas de fase. Además, para las señales de modulación de fase tiene que ser añadido a la configuración según la figura 4 un oscilador local como una fuente de referencia. </li></ol><img alt="La figura 5" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig5highres.jpg" src=&quot;/ Files/ftp_upload/50468/50468fig5.jpg&quot; /&gt; Figura 5. Casi plano peine de frecuencias con 13 sucursales. El peine se detectó a través de la detección heterodina. Para la detección de un oscilador local se combinó a través de un acoplador de 3 dB con la señal óptica y se detecta con un fotodiodo. El peine de frecuencia se mide y se registra con un analizador de espectro eléctrica. La potencia de salida del oscilador local era 6 dBm y la potencia óptica de la peine de 8 dBm. La distancia entre el oscilador local y el peine óptica fue de 9,8 GHz. Para una mejor visión de conjunto del eje de frecuencia se normaliza a la frecuencia central del peine que fue de alrededor de 193,5 THz (1550 nm). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig5highres.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver la imagen más grande.</a>

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</ol>

Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia. El autor, Thomas Schneider, es un empleado de Deutsche Telekom AG. El autor, Stefan Preußler, recibió financiamiento que fue proporcionado por Deutsche Telekom Laboratorios de Innovación.

El paso más crítico durante el experimento es el ajuste de la peine de frecuencia, es decir, el ancho de banda, planeidad y posición con respecto a la señal de datos en el dominio de la frecuencia. De acuerdo con el teorema de muestreo en el dominio de frecuencia, distorsiones de la señal se evitan si todo el ancho de banda de la óptica de paquetes se muestrea con un peine idealmente plana. Por lo tanto, el ancho de banda del paquete de óptica define el ancho de banda mínimo del peine de frecuencia y en este an...

El transporte de datos en las redes de telecomunicaciones es ópticamente, ya que sólo las fibras ópticas ofrecen la capacidad requerida para el tráfico de datos de hoy en día transmitida en todo el mundo. Sin embargo, en cada nodo de la red de la señal óptica tiene que ser transferido en el dominio eléctrico con el fin de procesarla. Después de procesar la señal se convierte de nuevo en el dominio óptico para su posterior transmisión. Esta doble transferencia entre los dominios es a la vez tiempo y consume mucha energía. Con el fin de utilizar un procesamiento totalmente óptico de los datos, el problema de la almacenamiento intermedio tiene que ser resuelto. Por lo tanto, se han sugerido una gran cantidad de métodos para el almacenamiento o el almacenamiento en búfer de las señales ópticas. La forma más sencilla es la de enviar las señales en una matriz de guías de ondas de diferentes longitudes 2. Sin embargo, estas matrices son voluminosos y el tiempo de almacenamiento no se pueden sintonizar, ya que está predefinida por la longitud de la guía de ondas. El método de &quot;Slow-Light&quot; se basa en una tunabLe cambio del índice de refracción grupo de un medio para ralentizar la velocidad de propagación de pulsos de la señal óptica 2. Varios efectos físicos y sistemas de materiales pueden ser utilizados para este propósito 3-6. Sin embargo, con estos métodos, la señal puede ser frenado por unos pocos-longitudes de bits, que es, con mucho, no es suficiente para los nodos de red óptica 7,8. Otro enfoque utiliza la conversión de longitud de onda y de dispersión para la generación de retrasos sintonizables. De este modo, la longitud de onda central de la señal de entrada se desplaza a través de la conversión óptica no lineal. Después, la señal se alimenta a una fibra altamente dispersiva. La diferencia en la velocidad de grupo en la fibra de dispersión conduce a un retraso que es proporcional al producto de la longitud de onda de desplazamiento y la dispersión de velocidad de grupo (EVI) en la fibra. Con una segunda conversión de la longitud de onda se desplaza de nuevo a su valor original. Para las técnicas de desplazamiento de la longitud de onda como la mezcla de cuatro ondas o mo fase de autodulation se puede utilizar. Con la conversión y tiempos método de almacenamiento de la dispersión hasta 243 ns de retardo ajustable, que corresponden a 2400 bits, se reportaron 10. Sin embargo, los métodos de conversión de longitud de onda y de dispersión en general necesitan componentes especiales y configuraciones para la producción de un gran cambio de longitud de onda y / o grande GVD. Adicionalmente, se encuentran entre los más complejos y de alto consumo métodos de retardo 2. Otros métodos de almacenar la señal óptica en una excitación de un sistema de materiales. Un haz de la sonda se utiliza para leer la información. Por lo general, estos sistemas no se pueden utilizar en el área de las telecomunicaciones puesto que requieren temperaturas ultra altas o-bajo 11, no funcionan con anchos de banda de telecomunicaciones, o bien requieren configuraciones complicadas y de alta potencia 12-14. Aquí se muestra cómo una propiedad básica de las señales (la coherencia tiempo-frecuencia) puede ser explotado para el almacenamiento de los paquetes de datos ópticos. Since no se utiliza la excitación de un sistema material, que hemos llamado el método de almacenamiento Quasi-luz (ECV) 15-17. El QLS es independiente de la modulación, el formato de datos y velocidad de datos de los paquetes y puede almacenar los paquetes ópticos para varios miles de longitudes de bits 18. La idea básica se puede ver en la Figura 1, se muestran los pulsos con forma aquí rectangulares. Sin embargo, el método funciona para cada forma de impulsos y de los paquetes de impulsos. La única restricción es que las señales tienen que ser limitado en el tiempo. <img alt="Figura 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig1.jpg" /> Figura 1. Coherencia de tiempo-frecuencia para una señal de intensidad modulada 23. Una señal rectangular única en el dominio del tiempo (a) está representado por una función sinc en la frecuencia-domaen (b). Aquí se muestra la intensidad normalizada, ya que no es posible medir los campos con los equipos ópticos. La representación en el dominio de tiempo para una secuencia de señales rectangulares se muestra en (c). Esta secuencia tiene todavía la misma forma espectral. Pero, se trata de una única frecuencia equidistantes bajo la envolvente sinc (d). El eje de tiempo se normalizaron a la mitad de la duración de una única señal y el eje de frecuencias para los primeros pasos por cero, respectivamente. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver la imagen más grande.</a> Un impulso rectangular en el dominio del tiempo (Figura 1A) tiene un &quot;cardinalis sinusal&quot; o función sinc pecado (píxeles) / espectro en forma de píxeles (Figura 1b), donde todas las frecuencias menores de la envoltura están presentes. Un tren de impulsos rectangulares en el dominio del tiempo (Figura 1c) tiene todavía un SIfunción nc forma del espectro (Figura 1d) con el ancho de banda Δ f. Sin embargo, debido a la periodicidad, no todas las frecuencias están presentes nunca más. En lugar de ello, el espectro consiste en frecuencias equidistantes y la inversa de la separación de frecuencia define la separación de tiempo entre los pulsos Δ T = 1 / Δ v. La idea básica de los QLS es ahora simplemente para extraer las frecuencias equidistantes fuera del espectro del paquete de entrada. Debido a la coherencia de tiempo-frecuencia esto resulta en una copia del paquete en el dominio del tiempo. La copia con el retardo deseado puede ser extraído por un interruptor de dominio de tiempo. El principio de nuestro experimento se muestra en la Figura 2. Una señal de entrada limitada en el tiempo se multiplica con un peine de frecuencias en el dominio de la frecuencia. Para la multiplicación se utiliza el efecto no lineal de la dispersión de Brillouin estimulada (SBS). Los resultados son copias equidistantes de la señal de entrada en the el dominio del tiempo. Una de las señales se extrae con un interruptor accionado por una función rectangular. Por lo tanto, en la salida de la memoria, en principio, se puede esperar una copia libre de distorsión del pulso de entrada. <img alt="Figura 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig2.jpg" /> Señal de entrada limitada Figura 2. Idea básica del almacenamiento cuasi-luz 15. Un tiempo de (a) se multiplica con un peine de frecuencia (b) en el dominio de la frecuencia, que se indica con una X. Esto lleva a varias copias de la la señal en el dominio del tiempo (c). Desde el tren de pulsos generado una de las copias (d) se extrae con un interruptor de dominio de tiempo por una señal de lectura rectangular (e). El interruptor puede ser un modulador. El resultado es un dispositivo de almacenamiento de la señal óptica. La víatiempo de orage se define por la separación de frecuencias entre las líneas de peine y la señal de lectura. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver la imagen más grande.</a> SBS es en sí un efecto no lineal que puede ocurrir en fibras monomodo estándar (SSMF) en potencias bajas. De este modo, la señal interactúa con un cambio de densidad óptica que es generado por una onda de bomba de contador de propagación. Si la onda de la señal se redujo la marcha en la frecuencia, se forma una región de ganancia en el que se amplifica la señal. Si es desplazado hacia arriba-la señal se atenúa en la región correspondiente pérdida. El desplazamiento de frecuencia entre la bomba y la señal se define por la onda acústica, que depende de las propiedades del material. La mayor ventaja de la SBS para la aplicación que se presenta es el ancho de banda estrecho Δ f SBS de la región de ganancia. Por lo tanto, prácticamente SBS forma un filtro óptico anchura de línea estrecha. El ancho de banda estrecho de tgranjeare región depende de la longitud y el área efectiva de la fibra, así como en la potencia de la bomba utilizada 19. El ancho completo natural, a media altura (FWHM) de ancho de banda de la ganancia de SBS en un SSMF es de alrededor de 30 MHz. En las guías de onda especiales, tales como fibras AllWave y con potencias altas de la bomba, el ancho de banda se puede reducir hasta 10 MHz 20. Debido a la anchura de banda de filtro de las diferentes copias están cubiertos con un sobre. Por lo tanto, el tiempo de almacenamiento máximo de los QLS depende inversamente de la anchura de banda de SBS. Un ancho de banda de 10 MHz se traduciría en un tiempo máximo de almacenamiento de 100 nanosegundos. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver la imagen más grande.</a> Para la transmisión de muy alta tasa de bits de la información tiene que ser codificado en la fase de la portadora en lugar de su amplitud, ya que este ofrece un montón de ventajas. Así, contrariamente a impulsos, las señales en estas redes ópticas tienen amplitud constante. &lt;strong&gt; La figura 3 muestra una señal de este tipo de fase modulada en el tiempo (izquierda) y el dominio de la frecuencia (derecha). Este espectro se puede muestrear en la misma forma que la de la señal modulada en amplitud 21. De hecho, el espectro de la función rectangular para señales y de intensidad modulada en fase se filtra debido a la transmisión, lo que limita el espectro. <img alt="Figura 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig3.jpg" /> Figura 3. La coherencia de tiempo-frecuencia para una modulación de fase 21. En una señal modulada en fase la fase de la portadora se cambia por la señal que ha de ser transmitida. Si cada símbolo se compone de 1 bit, la fase se cambia entre 0 y π, por ejemplo. El lado izquierdo de la figura muestra la representación del dominio del tiempo como resultado de un cambio de fase, tal binario introducidoSeñal (BPSK). La señal de dominio de la frecuencia resultante se muestra en el lado derecho. En comparación con la Figura 1 se puede observar que el espectro de la señal modulada en fase es cualitativamente la misma que la de la señal modulada en intensidad. Por lo tanto, los QLS se pueden aplicar de la misma manera.

<table><tbody><tr><td>Diodo láser</td><td>3S Photonics</td><td>A1905LMI</td><td>2x</td></tr><tr><td>Montaje láser</td><td>Tektronix</td><td>LDH BFY-B2</td><td>2x</td></tr><tr><td>Controlador de temperatura</td><td>LightWave</td><td>LDT-5948</td><td>2x</td></tr><tr><td>Controlador de corriente</td><td>LightWave</td><td>LDX-3220</td><td>2x</td></tr><tr><td>Amplificador óptico</td><td>de onda alta</td><td>HWT-EDFA-B-30-1-FC/PC</td><td></td></tr><tr><td>Circulator</td><td>OFR</td><td>OCT-3-IR2</td><td></td></tr><tr><td>Generador de forma de onda</td><td>Tektronix</td><td></td> AWG7102 <td></td></tr><tr><td>Fibra 20 km</td><td>OFS</td><td>AllWave-ZWP G652C-D</td><td></td></tr><tr><td>Controlador de polarización</td><td>Thorlabs</td><td>Fiber Pol. Contr. IPC030</td><td>2x</td></tr><tr><td>Modulador</td><td>Avanex</td><td>IM-10-P</td><td>Modulador de fase</td></tr><tr><td></td><td>Avanex</td><td>SD20</td><td>Amplitud, extracto</td></tr><tr><td>Modulador</td><td>Avanex</td><td>PowerBit F-10</td><td>Amplitud, modulador de datos</td></tr><tr><td></td><td>Covega</td><td>Mach10</td><td>Amplitud, peine</td></tr><tr><td>Analizador de espectro óptico</td><td>Yokogawa</td><td>AQ6370C</td><td></td></tr><tr><td>Osciloscopio</td><td>Agilent</td><td>DCA-J 86100C</td><td></td></tr><tr><td>Módulo de medición</td><td>Agilent</td><td>86106B</td><td></td></tr><tr><td>Láser de fibra</td><td>Koheras</td><td>Adjustik</td><td></td></tr><tr><td>Acoplador</td><td>Newport</td><td>F-CPL-L22151-P</td><td>Relación: 90/10</td></tr><tr><td>Acoplador</td><td>Newport</td><td>F-CPL-L12155-P</td><td>Relación: 50/50</td></tr><tr><td>Fuente</td><td>de alimentación Zentro-Elektrik</td><td>LD 2x15/1 GB</td><td></td></tr><tr><td>Amplificador eléctrico</td><td>SHF</td><td>826H</td><td></td></tr><tr><td>Puerto de alimentación</td><td>SHF</td><td>B826</td><td></td></tr><tr><td>Amplificador eléctrico</td><td>Amplificador Investigación</td><td>10W1000</td><td></td></tr><tr><td>Fotodiodo</td><td>Newport</td><td>D-8ir</td><td></td></tr><tr><td>Analizador de espectro eléctrico</td><td>HP</td><td>8563E</td><td></td></tr></tbody></table>

almacenamiento cuasi-luz de los datos ópticos de paquetes

Quasi-light Storage for Optical Data Packets

Telecomunicaciones de hoy se basa en paquetes ópticos que transmiten la información en las redes de fibra óptica en todo el mundo. Actualmente, el procesamiento de las señales se realiza en el dominio eléctrico. Almacenamiento directo en el dominio óptico sería evitar la transferencia de los paquetes a la eléctrica y de vuelta al dominio óptico en cada nodo de la red y, por lo tanto, aumentar la velocidad y posiblemente a reducir el consumo de energía de las telecomunicaciones. Sin embargo, la luz se compone de fotones que se propagan con la velocidad de la luz en el vacío. Por lo tanto, el almacenamiento de la luz es un gran reto. Existen algunos métodos para ralentizar la velocidad de la luz, o almacenarlo en excitaciones de un medio. Sin embargo, estos métodos no pueden ser utilizados para el almacenamiento de paquetes de datos ópticos utilizados en las redes de telecomunicaciones. Aquí se muestra cómo el tiempo-frecuencia-coherencia, que se mantiene para cada señal y por lo tanto para los paquetes ópticos, así, puede ser explotado para construir una memoria óptica. Nos WilL opinión el fondo y muestran en detalle y a través de ejemplos, cómo un peine de frecuencias se pueden utilizar para la copia de un paquete óptico que entra en la memoria. Una de estas copias de dominio de tiempo se extrae entonces de la memoria por un interruptor de dominio de tiempo. Vamos a mostrar este método para la intensidad así como para señales moduladas en fase.

Para la medición se utilizó un patrón de datos modulada 10110101 intensidad con una velocidad de datos de 1 Gbps. La línea de color negro en la Figura 6 representa la señal original y las líneas de colores representan los diferentes tiempos de almacenamiento obtenidos con los QLS. La referencia se mide sin los QLS y el interruptor desactivado en la salida. Bajo condiciones ideales de almacenamiento veces hasta 100 nanosegundos son alcanzables. Los resultados para el patrón de datos almacenados 11001101 ...

El artículo describe un procedimiento para almacenar paquetes de datos ópticos con una modulación arbitraria, de longitud de onda, y la velocidad de datos. Estos paquetes son la base de las telecomunicaciones modernas.

Almacenamiento cuasi-luz de los datos ópticos de paquetes

Today's telecommunication is based on optical packets which transmit the information in optical fiber networks around the world. Currently, the processing ...

El objetivo general de este procedimiento consiste en almacenar y retrasar información codificada en paquetes de datos ópticos aprovechando la coherencia en el dominio temporal y frecuencial. Esto se logra primero inyectando un paquete de datos ópticos en el sistema de Almacenamiento Cuántico de Luz QLS para un solo paquete. La representación espectral es continua, lo que significa que la diferencia entre dos frecuencias adyacentes del espectro es cero.El segundo paso consiste en multiplicar el espectro por un peine de frecuencias dentro del sistema QLS mediante dispersión estimulada de Bria wall. Esta multiplicación en el dominio de la frecuencia corresponde a la extracción de frecuencias individuales EQU separadas dentro del espectro del paquete. La multiplicación en el dominio de la frecuencia equivale a una convolución con el pulso en el dominio temporal.Esto da como resultado una serie de copias de la señal original. El paso final consiste en extraer una de estas copias mediante una señal de lectura rectangular. La señal de datos retardada aparece en la salida del sistema QLS.Finalmente, se utiliza un osciloscopio para mostrar y medir el retardo de las señales ópticas de datos. La principal ventaja de este método en comparación con otras técnicas, como la luz lenta, donde solo se puede almacenar un bit, es que con el almacenamiento casi luminoso, se pueden retrasar y almacenar varios miles de bits. En general, las personas nuevas en este método tendrán dificultades porque se utiliza la coherencia de tiempo-frecuencia, la cual no es un conocimiento común para todos.El método de VDI puede proporcionar una visión sobre el almacenamiento de señales con modulación de amplitud. También puede aplicarse al almacenamiento de formatos de modulación de orden superior, que utilizan una combinación de modulación de fase y amplitud. El experimento se lleva a cabo en una mesa óptica con equipos auxiliares montados en bastidores.La configuración del banco de pruebas se muestra en este diagrama. La luz en el experimento sigue dos trayectorias principales. Conecte el modulador con la fibra y el otro extremo de la fibra con el puerto dos del circulador; conecte el modulador al puerto dos del circulador.El segundo camino es para la generación de peines de frecuencia. Nuevamente, monte un diodo láser y conéctelo a un modulador de fase con un controlador de polarización. A continuación, use una fibra.Vaya a un amplificador óptico, lleve su salida al puerto uno del circulador y conecte cada uno de los láseres de semiconductor a controladores de temperatura y corriente. Asimismo, introduzca la señal de un generador de formas de onda que pase a través de un amplificador eléctrico hacia cada modulador. Para detectar señales moduladas en fase, agregue componentes adicionales más allá del circulador.Conecte la salida del circulador a un acoplador 50 50. Luego, conecte un oscilador local al acoplador. Después de esto, conecte un tercer modulador para extraer copias retardadas a la salida del acoplador 50 50.A continuación, conecte un acoplador 90 10 a la salida del modulador. Para completar la configuración, aplique un voltaje de polarización al modulador y sincronícelo con una señal rectangular. Desde el puerto de salida del generador de formas de onda, conecte un osciloscopio al puerto del 90 % del acoplador y un analizador de espectro óptico al puerto del 10 % del programa.El generador de formas de onda para el paquete de datos, el peine de frecuencia y la señal de recuperación. Con el sistema preparado y los láseres de diodo en funcionamiento, inicie las mediciones activando la salida para la señal de datos.En el generador de formas de onda, ajuste la polarización en el modulador en la fuente de alimentación para obtener una señal de buena calidad en el osciloscopio. Apague el generador de formas de onda. A continuación, emplee la detección heterodina para ajustar la calidad del peine de frecuencias, desconecte la salida del modulador del peine del amplificador óptico e introdúzcala en un acoplador 50 50.Conecte un láser de fibra como oscilador local a la otra entrada y ajuste la diferencia entre la señal y el oscilador a aproximadamente ocho gigahercios. Una vez realizado esto, conecte la salida del acoplador a un fotodiodo y a un analizador espectral eléctrico. Vuelva al modulador de peine para ajustar la polarización aplicada.Cambie el sesgo hasta lograr un peine de frecuencia plano. Cuando haya un peine de buena calidad, vuelva a conectar la salida del modulador de peine al amplificador óptico. Asegúrese de que el generador de formas de onda esté apagado y ajuste la diferencia de frecuencia entre los dos láseres de diodo al corrimiento de pared de Bria.Encienda el amplificador óptico y utilice el analizador de espectro óptico para ajustar su potencia a un valor por debajo del umbral de dispersión estimulada por pared de Brillouin. Ahora cambie la longitud de onda del láser de datos DDE hacia la región de ganancia del modulador co. Verifique que la señal esté amplificada.Ajuste la polarización en el modulador de datos para maximizar la intensidad de la señal de datos. Encienda las salidas de datos y de peine del generador de formas de onda y aumente la potencia de salida del amplificador óptico. El osciloscopio debe mostrar las diferentes copias generadas por el sistema cuasi de almacenamiento de luz.Extraiga una copia utilizando una de las señales marcadoras del generador de formas de onda para configurar un pulso rectangular con la duración del paquete. Encienda el sesgo para el modulador de extracción y ajústelo hasta que la señal extraída se maximice y todas las demás copias se supriman. Desplace el pulso rectangular a la versión deseada del patrón almacenado.El patrón almacenado puede guardarse con el osciloscopio. Aquí se muestra en negro la señal original modulada en fase con una velocidad de datos de un gigabit por segundo. Las líneas de color representan las copias extraídas en diferentes tiempos de almacenamiento mediante el almacenamiento cuasi de luz basado en la dispersión estimulada de brios.Las versiones almacenadas de la señal son prácticamente libres de distorsión. La calidad y el número de copias dependen de la potencia de bombeo, la planitud del peine y la polarización; en este caso, debido a limitaciones del equipo, el tiempo máximo de almacenamiento fue de 60 nanosegundos siguiendo este procedimiento. Otros formatos de modulación, como la modulación de amplitud verdadera o el desplazamiento de fase, también pueden almacenarse y retrasarse.Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo funciona el método de almacenamiento Quai Light y cómo también se puede realizar en su laboratorio.

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Investigación

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Ingeniería

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