Name: Stockage quasi-lumière pour les paquets de données optiques (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-02-06T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 45 s
Description: Apprenez le stockage quasi-lumière pour les paquets de données optiques utilisant la cohérence temps-fréquence. Cette méthode permet de retarder plusieurs milliers de bits simultanément avec une distorsion minimale.

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<html> Une. Préparation du système (figure 4) <ol><li> Insérez les diodes laser LD1 et LD2 dans le montage spécifique et se connecter avec le courant (PMA) et des régulateurs de température (TEC). Tournez les appareils et vérifier la fonctionnalité des diodes laser avec l&#39;analyseur de spectre optique. Habituellement, une longueur d&#39;onde de 1550 nm autour de télécommunications est utilisé. </li><li> Connectez la diode laser aux modulateurs (IM / PM et MZM1) en fonction de la configuration de la figure 4. Les connecteurs optiques ont besoin d&#39;être nettoyés avant utilisation, afin de garantir la surface propre pour le couplage. Connecter l&#39;alimentation électrique (non représenté) et le signal provenant du générateur de forme d&#39;onde (AWG) avec un amplificateur électrique supplémentaire au modulateur. Faire en sorte que la puissance d&#39;entrée optique et électrique maximale sur le modulateur ne soit pas dépassée. Chaque modulateur est équipé d&#39;un contrôleur de polarisation. </li></ol>/ Files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg &quot;src =&quot; / files/ftp_upload/50468/50468fig4.jpg &quot;/&gt; Figure 4. D&#39;installation expérimentale des QLS lequel le stockage de l&#39;intensité et de signaux modulés en phase est possible. La section intitulée bleue est seulement nécessaire pour la détection de signaux modulés en phase. Le processus QLS a lieu dans la fibre optique. La section intitulée jaune définit la détection hétérodyne du peigne de fréquence. Régulateur de température, LDC: TEC diode laser source de courant, LD: diode laser, IM: modulateur d&#39;intensité, PM: modulateur de phase, PC: contrôleur de polarisation, AWG: générateur de signaux arbitraires, MZM: modulateur de Mach-Zehnder, EDFA: dopée à l&#39;erbium fibre amplificateur, C: circulateur, Lo: oscillateur local, Osci: oscilloscope, OSA: analyseur de spectre optique, PD: photodiode, l&#39;ESA: analyseur de spectre électrique. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image.</a> <olstart = &quot;3&quot;&gt; <li> Raccorder la fibre avec le modulateur pour le signal de données. Pour les signaux modulés en phase, il doit être un modulateur de phase (PM) et pour des signaux à modulation d&#39;intensité d&#39;un modulateur d&#39;intensité (IM). Habituellement, le débit de données pour l&#39;expérience est dans la gamme Gbps. L&#39;autre côté de la fibre est reliée à l&#39;orifice 2 du circulateur (C). La fibre AllWave utilisé dans nos expériences a les caractéristiques suivantes: L = 20 km, Δ f = 10,2 MHz SBS, SBS f = 10,852 GHz, P e ≈ 9,1 dBm. </li><li> Connecter le modulateur d&#39;amplitude pour la production d&#39;un peigne de fréquences (MZM1) avec l&#39;amplificateur optique (EDFA). Le peigne doit couvrir la largeur de bande du signal de données. La sortie de l&#39;EDFA est connecté au port 1 du circulateur. </li><li> Pour la détection de signaux modulés en phase, une source de référence est nécessaire. Se connecter l&#39;oscillateur local (LO) avec la sortie 3 du circulateur à un coupleur 50/50. Pour int<html> ensité signaux modulés, cette partie n&#39;est pas nécessaire. Comme LO un laser à fibre (Koheras) est utilisé. </li><li> Pour les signaux modulés en phase: connecter le troisième modulateur (MZM2) pour extraire les copies retardées du signal de sortie du coupleur 50/50. Pour les signaux à modulation d&#39;intensité, connectez MZM2 directement au port 3 du circulateur. Alimenter le modulateur avec une tension de polarisation (non représenté) et un signal rectangulaire à partir du port de sortie CH1 Mkr1 du générateur de forme d&#39;onde destiné à extraire. Par conséquent, les signaux de données d&#39;origine, ainsi que le signal rectangulaire pour l&#39;extraction sont synchronisés. </li><li> Pour la détection et l&#39;analyse: connecter un coupleur 90/10 après MZM2. L&#39;oscilloscope est relié à l&#39;accès du coupleur de 90% et la part de 10% est connecté à l&#39;analyseur de spectre optique. </li><li> Programmer le générateur de forme d&#39;onde avec les signaux nécessaires pour le paquet de données, le peigne de fréquences et le signal rectangulaire. Le peigne de fréquences est généré par une fonction sinc-périodique. </li></ol>e_title &quot;&gt; 2. mesure <ol><li> Activer la sortie pour le signal de données au générateur de forme d&#39;onde (AWG). Changer le biais du modulateur (IM / PM) à l&#39;alimentation et de contrôler la qualité du signal à l&#39;oscilloscope. Après ajustement de la meilleure qualité de couper la sortie de la forme d&#39;onde de générateur hors service. Les modulateurs devraient être fixées autour du point de fonctionnement linéaire. Des exemples de valeurs peuvent être trouvées dans la section des résultats. </li><li> Ajuster la qualité du peigne de fréquence à une détection hétérodyne. Un exemple pour une fréquence relativement bonne qualité de peigne est représenté sur la figure 5. Le peigne de fréquence doit être plat, par exemple, tous les composants de fréquence ont la même intensité et sont stables dans le temps, ainsi que suffisamment large pour couvrir l&#39;ensemble du spectre. En outre, les bords du peigne doivent être raide, par exemple, il n&#39;y a pas de composantes de fréquences apparentes avec une faible intensité sur les côtés. </li><li> peigne hétérodyne détection I: Connectez la sortie de MZM1 avec un co 50/50upler. L&#39;autre port du coupleur est relié à un laser à fibre (Koheras) comme oscillateur local. </li><li> détection de peigne hétérodyne II: En raison de la bande passante limitée de la photo-diode et l&#39;analyseur de spectre électrique, d&#39;une part la sortie de coupleur doit être connecté à l&#39;analyseur de spectre optique afin de régler la distance entre l&#39;oscillateur local et le signal de l&#39;ordre de 8 GHz en modifiant la température du laser. </li><li> la détection hétérodyne en peigne III: Après l&#39;ajustement supprimer l&#39;analyseur de spectre optique et connecter la photodiode et l&#39;analyseur de spectre électrique à la sortie du coupleur 50/50. Ajuster la tension de polarisation du modulateur en forme de peigne pour réaliser un peigne de fréquence plat. Après l&#39;achèvement de relier la sortie du modulateur de nouveau à l&#39;amplificateur optique (EDFA). </li><li> Réglez la distance entre les deux diodes laser (IM / PM et MZM1) en ce qui concerne le changement de Brillouin avec des signaux à ondes continues. Ainsi, assurez-vous que la sortie du générateur de forme d&#39;onde est tuRNED off. </li><li> Allumez l&#39;amplificateur optique. Jetez un oeil à l&#39;analyseur de spectre optique et régler la puissance de sortie de l&#39;EDFA à une valeur inférieure au seuil de la diffusion Brillouin stimulée. </li><li> Maintenant, décaler la longueur d&#39;onde de la diode laser qui génère le signal de données (IM / PM) dans la région de gain de la pompe (MZM1). Le signal sera amplifié si la longueur d&#39;onde est correcte. </li><li> Pour l&#39;optimisation changer la polarisation du signal de données et par conséquent l&#39;intensité au maximum. </li><li> Ouvrir les deux sorties (de signaux de données et peigne) du générateur de forme d&#39;onde. Augmenter la puissance de sortie de l&#39;EDFA. Maintenant, le peigne de fréquences va extraire les composants équidistants sur le spectre. L&#39;oscilloscope doit montrer les différentes copies générées par les QLS. Pour la réduction de la distorsion légèrement décaler la longueur d&#39;onde du signal de données et le changement de polarisation. </li><li> Pour extraire l&#39;une des copies d&#39;utiliser l&#39;un des signaux de marqueur du générateur de forme d&#39;onde ou une source externequi peut produire une impulsion rectangulaire. Mettre en place une impulsion rectangulaire avec la longueur du paquet. </li><li> Allumez le biais de MZM2 et changer au point où le signal extrait est maximisée et toutes les autres copies sont supprimées exploitation. Maintenant déplacer le créneau de la version souhaitée du motif stocké. </li><li> Le modèle de données stockée peut être enregistré avec l&#39;oscilloscope et évaluée avec le logiciel, par exemple origine. </li><li> Afin de commuter entre la mesure de l&#39;intensité et de phase des signaux modulés, le modulateur pour le signal de données a besoin d&#39;être changé de IM de l&#39;intensité des signaux modulés à PM pour des signaux modulés en phase. En outre, pour les signaux modulés en phase d&#39;un oscillateur local en tant que source de référence doit être ajoutée à la configuration selon la figure 4. </li></ol><img alt="Figure 5" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig5highres.jpg" src=&quot;/ Files/ftp_upload/50468/50468fig5.jpg&quot; /&gt; Figure 5. Presque plat peigne de fréquence avec 13 branches. Le peigne a été détecté par détection hétérodyne. Pour la détection d&#39;un oscillateur local a été combiné par l&#39;intermédiaire d&#39;un coupleur 3 dB avec le signal optique détecté et avec une photodiode. Le peigne de fréquence a été mesurée et enregistrée avec un analyseur de spectre électrique. La puissance de sortie de l&#39;oscillateur local est de 6 dBm et la puissance optique du peigne 8 dBm. La distance entre l&#39;oscillateur local et le peigne optique est de 9,8 GHz. Pour une meilleure vue d&#39;ensemble de l&#39;axe de fréquence est normalisée à la fréquence centrale du peigne qui était d&#39;environ 193,5 THz (1550 nm). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig5highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image.</a>

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Les auteurs déclarent qu&#39;ils n&#39;ont aucun intérêt financier concurrents. L&#39;auteur, Thomas Schneider, est un employé de la Deutsche Telekom AG. L&#39;auteur, Stefan Preußler, a reçu un financement qui a été fourni par Deutsche Telekom Innovation Laboratoires.

L&#39;étape la plus critique lors de l&#39;expérience est le réglage du peigne de fréquence, c&#39;est à dire la largeur de bande, de la planéité et la position en ce qui concerne le signal de données dans le domaine fréquentiel. D&#39;après le théorème de l&#39;échantillonnage dans le domaine fréquentiel, les distorsions de signal sont évitées si l&#39;ensemble de la largeur de bande du paquet optique est échantillonné avec un peigne idéalement plat. Ainsi, la largeur de bande du paquet optique qui définit la ...

Le transport de données dans les réseaux de télécommunications est optiquement, puisque seules les fibres optiques offrent la capacité nécessaire pour le trafic de données d&#39;aujourd&#39;hui transmis à travers le monde. Cependant, dans chaque noeud du réseau le signal optique doit être transféré dans le domaine électrique en vue de le traiter. Après le traitement du signal est converti vers le domaine optique pour la transmission. Ce double transfert entre les domaines à la fois du temps et consomme de l&#39;énergie. Afin d&#39;utiliser un traitement tout-optique des données, le problème de la conservation intermédiaire doit être résolu. Ainsi, beaucoup de méthodes pour le stockage ou la mise en mémoire tampon des signaux optiques ont été proposées. Le plus simple est d&#39;envoyer les signaux dans une matrice de guides d&#39;ondes de différentes longueurs 2. Toutefois, ces matrices sont encombrants et le temps de stockage ne peuvent pas être à l&#39;écoute car il est prédéfinie par la longueur du guide d&#39;onde. La méthode &quot;Slow-Light&quot; repose sur un tunable changement de l&#39;indice de groupe de réfraction d&#39;un milieu de ralentir la vitesse de propagation des impulsions de signal optique 2. Plusieurs effets physiques et des systèmes de matériaux peuvent être utilisés à cette fin 6.3. Cependant, avec ces méthodes, le signal peut être ralentie par quelques longueurs en bits, ce qui est loin d&#39;être suffisante pour que les noeuds de réseau optique 7,8. Une autre approche utilise une conversion de longueur d&#39;onde et de dispersion pour la génération de retards accordables. De ce fait, la longueur d&#39;onde centrale du signal d&#39;entrée est décalé par l&#39;intermédiaire de conversion optique non linéaire. Ensuite, le signal est injecté dans une fibre hautement dispersif. La différence dans la vitesse de groupe dans la fibre à dispersion conduit à un retard qui est proportionnel au produit du changement de longueur d&#39;onde et la dispersion de vitesse de groupe (GVD) dans la fibre. Avec une seconde conversion la longueur d&#39;onde est décalée à la valeur d&#39;origine. Pour les techniques de changement de longueur d&#39;onde comme mélange à quatre ondes ou en phase d&#39;auto modulation peut être utilisé. Avec le procédé de conversion et les temps de dispersion de stockage jusqu&#39;à 243 ns de retard accordable, qui correspondent à des bits 2400, 10 ont été rapportés. Toutefois, la conversion de longueur d&#39;onde et de dispersion des méthodes en général ont besoin de composants spéciaux et des configurations pour produire un grand changement de longueur d&#39;onde et / ou grand GVD. En outre, ils sont parmi les méthodes de retard les plus complexes et gourmands en énergie 2. D&#39;autres procédés de stocker le signal optique en une excitation d&#39;un système matériel. Un faisceau de sonde est ensuite utilisée pour lire l&#39;information. Habituellement, ces systèmes ne peuvent pas être utilisés dans le domaine des télécommunications, car ils nécessitent des températures ultra-haute ou basse-11, ne fonctionnent pas avec des largeurs de bande de télécommunications, ou nécessitent plutôt des configurations complexes et de haute puissance 12-14. Ici, nous montrons comment une propriété de base de signaux (la cohérence temps-fréquence) peut être exploitée pour le stockage de paquets de données optiques. Since pas l&#39;excitation d&#39;un système matériel est utilisé, nous avons appelé la méthode de stockage quasi-lumière (QLS) 15-17. La QLS est indépendant de la modulation, le format de données et du débit des paquets de données et peut stocker des paquets optiques à plusieurs milliers de bits longueurs 18. L&#39;idée de base peut être vu dans la figure 1, les impulsions de forme rectangulaires sont présentés ici. Cependant, la méthode fonctionne pour toutes les formes d&#39;impulsion et de paquets d&#39;impulsions. La seule restriction est que les signaux doivent être limitées dans le temps. <img alt="Figure 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig1.jpg" /> Figure 1. Cohérence temps-fréquence d&#39;un signal de modulation d&#39;intensité 23. Un signal rectangulaire unique dans le domaine temporel (a) est représenté par une fonction sinc dans-la-fréquence domadans (b). Ici, l&#39;intensité normalisée est représentée, étant donné qu&#39;il n&#39;est pas possible de mesurer les champs avec un équipement optique. La représentation dans le domaine temporel pour une séquence de signaux rectangulaires est représenté en (c). Cette séquence a toujours la même forme spectrale. Mais, il se compose de fréquences simples équidistants en vertu de la sinc-enveloppe (d). L&#39;axe de temps sont normalisées à la moitié de la durée d&#39;un signal unique et l&#39;axe des fréquences pour les premiers passages par zéro, respectivement. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image.</a> Une impulsion rectangulaire dans le domaine du temps (figure 1a) a une &quot;cardinalis de sinus&quot; ou à la fonction sinc sin (px) / forme px spectre (figure 1b), où toutes les fréquences inférieures de l&#39;enveloppe sont présentes. Un train d&#39;impulsions rectangulaires dans le domaine du temps (figure 1c) présente encore un SIfonction nc forme spectre (figure 1d) avec la bande passante Δ f. Mais en raison de la périodicité, pas toutes les fréquences sont plus présentes. Au lieu de cela, le spectre de fréquences est constituée équidistants et l&#39;inverse de l&#39;écart de fréquence définit la séparation dans le temps entre les impulsions Δ T = 1 / Δ v. L&#39;idée de base de la QLS est maintenant tout simplement pour extraire des fréquences équidistantes sur le spectre du paquet d&#39;entrée. En raison de la cohérence temps-fréquence cela se traduit par une copie du paquet dans le domaine temporel. La copie avec le retard souhaité peut être extraite par un commutateur dans le domaine temporel. Le principe de notre expérience est présenté sur la figure 2. Un signal d&#39;entrée limité dans le temps est multipliée par un peigne de fréquence dans le domaine fréquentiel. Pour la multiplication de l&#39;effet non-linéaire de diffusion Brillouin stimulée (SBS) est utilisé. Les résultats sont équidistants de copies du signal d&#39;entrée dans les ee dans le domaine temporel. L&#39;un des signaux est extrait avec un interrupteur piloté par une fonction rectangulaire. Ainsi, à la sortie de la mémoire, en principe, une copie exempte de distorsion de l&#39;impulsion d&#39;entrée peut être prévu. <img alt="Figure 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig2.jpg" /> Figure 2. Idée de base du stockage quasi-lumière 15. Un temps signal d&#39;entrée limité (un) est multipliée par un peigne de fréquence (b) dans le domaine fréquentiel, qui est notée avec un X. Cela conduit à différentes copies de la signal dans le domaine temporel (c). De l&#39;train d&#39;impulsions généré l&#39;une des copies (d) est extrait avec un commutateur dans le domaine temporel en un signal de lecture rectangulaire (e). Le commutateur peut être un modulateur. Il en résulte une mémorisation du signal optique. La sttemps orage est définie par l&#39;écart de fréquence entre les lignes de peigne et le signal de lecture. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image.</a> SBS elle-même est un effet non linéaire qui peut se produire dans les fibres monomodes standard (SSMF) à de faibles puissances. De ce fait, le signal interagit avec un changement de densité optique qui est générée par une onde de pompe à l&#39;encontre de multiplication. Si l&#39;onde de signal est rétrogradé en fréquence, une région de gain est formée dans laquelle le signal sera amplifié. Si elle est déplacée vers le haut, le signal est atténué dans la région de la diminution correspondante. Le décalage de fréquence entre la pompe et le signal est définie par l&#39;onde acoustique, qui dépend des propriétés du matériau. Le plus grand avantage de l&#39;ABS pour l&#39;application présentée est l&#39;étroite bande passante Δ f SBS de la région de gain. Ainsi, pratiquement SBS forme un filtre optique de largeur de ligne étroite. La largeur de bande étroite de til acquérir région dépend de la durée et de surface effective de la fibre ainsi que sur la puissance de pompage utilisé 19. La pleine largeur naturelle à mi-hauteur (FWHM) de la bande passante du gain SBS dans un SSMF est d&#39;environ 30 MHz. Dans les guides d&#39;ondes particulières, telles que des fibres AllWave, et avec de fortes puissances de pompage, la largeur de bande peut être réduite à 20 10 MHz. En raison de la largeur de bande de filtre différents exemplaires sont recouverts d&#39;une enveloppe. Par conséquent, la durée maximale de stockage des QLS est inversement proportionnelle à la largeur de bande SBS. Une bande passante de 10 MHz entraînerait un temps de stockage maximum de 100 ns. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image.</a> Pour la transmission à débit binaire très élevé l&#39;information doit être codé dans la phase de la porteuse à la place de son amplitude, étant donné que ceci offre beaucoup d&#39;avantages. Ainsi, contrairement à impulsions, les signaux de ces réseaux optiques ont une amplitude constante. &lt;strong&gt; La figure 3 illustre un tel signal modulé en phase dans le temps (à gauche) et dans le domaine fréquentiel (à droite). Ce spectre peut être échantillonné de la même manière que celle du signal modulé en amplitude 21. En fait, le spectre de la fonction-rectangulaire pour l&#39;intensité et les signaux modulés en phase est filtré en raison de la transmission, ce qui limite le spectre. <img alt="Figure 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig3.jpg" /> Figure 3. Cohérence temps-fréquence pour une modulation de phase 21. En un signal modulé en phase, la phase de la porteuse est changée par le signal qui doit être transmis. Si chaque symbole se compose de 1 bit, la phase est modifié entre 0 et π, par exemple. Le côté gauche de la figure montre la représentation dans le domaine temporel résulte d&#39;un tel déplacement de phase binaire clavetéSignal (BPSK). Le signal dans le domaine fréquentiel résultant est représenté sur le côté droit. Par comparaison avec la figure 1, on peut voir que le spectre du signal modulé en phase est qualitativement la même que celle du signal à modulation d&#39;intensité. Ainsi, les QLS peuvent être appliquées de la même façon.

<table><tbody><tr><td>Diode laser</td><td>3S Photonics</td><td>A1905LMI</td><td>2x</td></tr><tr><td>Monture laser</td><td>Tektronix</td><td>LDH BFY-B2</td><td>2x</td></tr><tr><td>Contrôleur de température</td><td>LightWave</td><td>LDT-5948</td><td>2x</td></tr><tr><td>Contrôleur de courant</td><td>LightWave</td><td>LDX-3220</td><td>2x</td></tr><tr><td>Amplificateur optique</td><td>High-Wave</td><td>HWT-EDFA-B-30-1-FC/PC</td><td></td></tr><tr><td>Circulateur</td><td>OFR</td><td>OCT-3-IR2</td><td></td></tr><tr><td>Générateur de formes d’onde</td><td>Tektronix</td><td>AWG7102</td><td></td></tr><tr><td>Fibre 20 km</td><td>OFS</td><td>AllWave-ZWP G652C-D</td><td></td></tr><tr><td>Contrôleur de polarisation</td><td>Thorlabs</td><td>Fiber Pol. Contr. IPC030</td><td>2x</td></tr><tr><td>Modulateur</td><td>Avanex</td><td>IM-10-P</td><td></td></tr><tr><td>Modulateur</td> de phase <td>Avanex</td><td>SD20</td><td>Amplitude, extrait</td></tr><tr><td>Modulateur</td><td>Avanex</td><td>PowerBit F-10</td><td>Amplitude,</td></tr><tr><td>Modulateur</td> de données <td>Covega</td><td>Mach10</td><td>Amplitude, peigne</td></tr><tr><td>Analyseur de spectre optique</td><td>Yokogawa</td><td>AQ6370C</td><td></td></tr><tr><td>Oscilloscope</td><td>Agilent</td><td>DCA-J 86100C</td><td></td></tr><tr><td>Module de mesure</td><td>Agilent</td><td>86106B</td><td></td></tr><tr><td>Laser à fibre</td><td>Koheras</td><td>Adjustik</td><td></td></tr><tr><td>Coupleur</td><td>Newport</td><td>F-CPL-L22151-P</td><td>Ratio : 90/10</td></tr><tr><td>Coupleur</td><td>Newport</td><td>F-CPL-L12155-P</td><td>Rapport : 50/50</td></tr><tr><td>Alimentation</td><td>Zentro-Elektrik</td><td>LD 2x15/1 GB</td><td></td></tr><tr><td>Amplificateur électrique</td><td>SHF</td><td>826H</td><td></td></tr><tr><td>Port d’alimentation</td><td>SHF</td><td>B826</td><td></td></tr><tr><td>Amplificateur électrique</td><td>Amplificateur Recherche</td><td>10W1000</td><td></td></tr><tr><td>Photodiode</td><td>Newport</td><td>D-8ir</td><td></td></tr><tr><td>Analyseur de spectre électrique</td><td>HP</td><td>8563E</td><td></td></tr></tbody></table>

stockage quasi-lumière pour les paquets de données optiques

Quasi-light Storage for Optical Data Packets

La télécommunication d&#39;aujourd&#39;hui est basée sur les paquets optiques qui transmettent l&#39;information dans les réseaux de fibres optiques à travers le monde. Actuellement, le traitement des signaux est effectué dans le domaine électrique. Le stockage direct dans le domaine optique permettrait d&#39;éviter le transfert des paquets à l&#39;électricité et à l&#39;arrière pour le domaine optique dans chaque noeud de réseau et, par conséquent, augmenter la vitesse et, éventuellement, de réduire la consommation d&#39;énergie de télécommunications. Cependant, la lumière se compose de photons qui se propagent à la vitesse de la lumière dans le vide. Ainsi, le stockage de la lumière est un grand défi. Il existe quelques méthodes pour ralentir la vitesse de la lumière, ou de le stocker dans des excitations d&#39;un milieu. Cependant, ces procédés ne peuvent pas être utilisés pour le stockage de paquets de données optiques utilisés dans les réseaux de télécommunications. Ici, nous montrons comment le temps-fréquence-cohérence, qui détient pour chaque signal et donc pour les paquets optiques ainsi, peut être exploitée pour construire une mémoire optique. Nous will examen du fond et montrent en détail et par des exemples, comment un peigne de fréquence peuvent être utilisés pour la copie d&#39;un paquet optique qui entre dans la mémoire. L&#39;une de ces copies domaine de temps est ensuite extrait de la mémoire par un commutateur dans le domaine temporel. Nous allons montrer cette méthode pour l&#39;intensité ainsi que pour des signaux modulés en phase.

Pour la mesure d&#39;une configuration de données à modulation d&#39;intensité 10110101 avec un débit de 1 Gbps de données a été utilisé. La ligne noire sur la figure 6 représente le signal d&#39;origine et les lignes de couleur représentent les différents temps de stockage obtenus avec les QLS. La référence est mesurée sans les QLS et l&#39;interrupteur activé à la sortie. Sous fois des conditions idéales de stockage jusqu&#39;à 100 ns sont réalisables. Les résultats pour l&#39;11001101 motif de donnée...

L&#39;article décrit une procédure pour stocker les paquets de données optiques avec une modulation arbitraire, longueur d&#39;onde, et le taux de données. Ces paquets sont à la base des télécommunications modernes.

Stockage quasi-lumière pour les paquets de données optiques

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

L'objectif général de cette procédure est de stocker et de retarder des informations encodées dans des paquets de données optiques en exploitant la cohérence temps-fréquence. Cela est réalisé en injectant d'abord un paquet de données optiques dans le système de stockage quantique de la lumière (QLS) pour un seul paquet. La représentation spectrale est continue, ce qui signifie que la différence entre deux fréquences adjacentes du spectre est nulle.La deuxième étape consiste à multiplier le spectre par un peigne de fréquences à l'intérieur du système QLS par diffusion stimulée de Brioullin. Cette multiplication dans le domaine fréquentiel correspond à l'extraction de fréquences uniques EQU espacées dans le spectre du paquet. La multiplication dans le domaine fréquentiel équivaut à une convolution avec l'impulsion dans le domaine temporel.Cela donne une série de copies du signal d'origine. La dernière étape consiste à extraire l'une de ces copies à l'aide d'un signal de lecture rectangulaire. Le signal de données retardé apparaît à la sortie du système QLS.En fin de compte, un oscilloscope est utilisé pour afficher et mesurer le délai des signaux optiques de données. Le principal avantage de cette méthode par rapport à d'autres techniques, comme la lumière lente, où un seul bit peut être stocké, est qu'avec le stockage quasi lumineux, plusieurs milliers de bits peuvent être retardés et stockés. En général, les personnes novices dans cette méthode éprouveront des difficultés, car la cohérence temporelle en fréquence est utilisée, ce qui n'est pas une connaissance commune à tous.La méthode des VDI permet d'obtenir des informations sur le stockage de signaux modulés en amplitude. Elle peut également être appliquée au stockage de formats de modulation d'ordre supérieur, qui utilisent une combinaison de modulation de phase et d'amplitude. L'expérience se déroule sur une table optique équipée de dispositifs auxiliaires montés sur des baies.Le montage sur table est illustré dans ce diagramme. La lumière dans l'expérience suit deux trajets principaux. Connectez le modulateur au câble de fibre optique et l'autre extrémité de la fibre au port deux du circulateur ; reliez le modulateur au port deux du circulateur.Le second trajet est destiné à la génération d'un peigne de fréquences. Montez à nouveau une diode laser, puis reliez-la à un modulateur de phase à l'aide d'un contrôleur de polarisation. Ensuite, utilisez une fibre optique.Allez à un amplificateur optique, reliez sa sortie au port un du circulateur, connectez chaque diode laser à des contrôleurs de température et de courant. Introduisez également le signal d'un générateur de forme d'onde, transmis par un amplificateur électrique, dans chaque modulateur. Pour détecter les signaux modulés en phase, ajoutez des composants supplémentaires en aval du circulateur.Connectez la sortie du circulateur à un coupleur 50 50. Ensuite, reliez un oscillateur local au coupleur. Après cela, connectez un troisième modulateur permettant d'extraire des copies retardées à la sortie du coupleur 50 50.Ensuite, connectez un coupleur 90 10 à la sortie du modulateur. Pour finaliser le montage, appliquez une tension de polarisation au modulateur et synchronisez-la avec un signal rectangulaire. À partir de la sortie du générateur de forme d'onde, reliez un oscilloscope au port 90 % du coupleur et un analyseur de spectre optique au port 10 % du programme.Le générateur de forme d'onde pour le paquet de données, la peigne de fréquences et le signal de récupération. Une fois le système préparé et les lasers à diode en fonctionnement, commencez les mesures en activant la sortie du signal de données.Au générateur de forme d'onde, ajustez la polarisation du modulateur sur l'alimentation électrique afin d'obtenir un signal de bonne qualité sur l'oscilloscope. Éteignez le générateur de forme d'onde. Ensuite, utilisez une détection hétérodyne pour régler la qualité du peigne de fréquences, déconnectez la sortie du modulateur de peigne de l'amplificateur optique et injectez-la dans un coupleur 50/50.Connectez un laser à fibre agissant comme oscillateur local à l'autre entrée, et réglez la différence entre le signal et l'oscillateur à environ huit gigahertz. Une fois cette opération effectuée, reliez la sortie du coupleur à une photodiode et à un analyseur de spectre électrique. Revenez au modulateur à peigne pour ajuster la polarisation appliquée.Modifiez la polarisation jusqu'à l'obtention d'un peigne de fréquences plat. Lorsqu'un peigne de bonne qualité est obtenu, reconnectez la sortie du modulateur à peigne à l'amplificateur optique. Assurez-vous que le générateur de signaux est éteint et ajustez la différence de fréquence entre les deux diodes laser au décalage de la paroi de Bria.Activez l'amplificateur optique et utilisez l'analyseur de spectre optique pour régler sa puissance à une valeur inférieure au seuil de la diffusion stimulée de type Brillouin. Décalez maintenant la longueur d'onde du laser de données DDE dans la région de gain du modulateur co-localisé. Vérifiez que le signal est amplifié.Réglez la polarisation sur le moduleur de données pour maximiser l'intensité du signal de données. Activez les sorties de données et de peigne du générateur de forme d'onde et augmentez la puissance de sortie de l'amplificateur optique. L'oscilloscope doit afficher les différentes copies générées par le système de stockage quasi lumineux.Extraire une copie en utilisant l'un des signaux marqueurs du générateur de forme d'onde pour configurer une impulsion rectangulaire ayant la durée du paquet. Activer la polarisation du modulateur d'extraction et la modifier jusqu'à ce que le signal extrait soit maximisé et que toutes les autres copies soient supprimées. Décaler l'impulsion rectangulaire vers la version souhaitée du motif stocké.Le motif stocké peut être sauvegardé avec l'oscilloscope. Représenté ici en noir, le signal modulé en phase présente un débit de données d'un gigabit par seconde. Les lignes colorées représentent les copies extraites à différents instants de stockage, obtenues à l'aide du stockage quasi lumineux basé sur la diffusion stimulée de Bragg.Les versions stockées du signal sont presque exemptes de distorsion. La qualité et le nombre de copies dépendent de la puissance de pompe, de la planéité du peigne et de la polarisation ; dans ce cas, en raison des limitations de l'équipement, le temps de stockage maximal était de 60 nanosecondes suivant cette procédure. D'autres formats de modulation, comme la modulation d'amplitude réelle ou le décalage de phase, peuvent également être stockés et retardés.Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez bien comprendre le fonctionnement de la méthode Quai Light Storage et savoir comment la mettre en œuvre dans votre laboratoire.

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