Name: Stoccaggio Quasi-luce per ottiche pacchetti di dati (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-02-06T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 45 s
Description: Scopri il metodo di stoccaggio quasi-luce per pacchetti di dati ottici utilizzando la coerenza tempo-frequenza. Questa tecnica consente di ritardare migliaia di bit simultaneamente, superando i limiti dei metodi tradizionali.

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Noi riconosciamo con gratitudine il sostegno finanziario di Deutsche Telekom Innovation Laboratories.

<html> 1. Preparazione del sistema (Figura 4) <ol><li> Inserire il LD1 diodi laser e LD2 nello specifico supporto e collegarlo con l&#39;attuale (LDC) e regolatori di temperatura (TEC). Accendere i dispositivi e verificare la funzionalità dei diodi laser con l&#39;analizzatore di spettro ottico. Di solito, viene utilizzata una lunghezza d&#39;onda intorno a 1550 nm telecomunicazioni. </li><li> Collegare il diodo laser per i modulatori (IM / PM e MZM1) in base alla configurazione in Figura 4. I connettori ottici devono essere puliti prima dell&#39;uso, per garantire la superficie pulita per l&#39;accoppiamento. Collegare l&#39;alimentazione (non mostrato) e il segnale dal generatore di forme d&#39;onda (AWG) con un amplificatore elettrico supplementare al modulatore. Assicurarsi che la massima potenza di ingresso ottica ed elettrica al modulatore non venga superata. Ogni modulatore è dotato di un controllore di polarizzazione. </li></ol>/ Files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg &quot;src =&quot; / files/ftp_upload/50468/50468fig4.jpg &quot;/&gt; Figura 4. Apparato sperimentale dei QLS cui la memorizzazione dei segnali di fase e intensità modulata è possibile. La sezione blu marcato è necessaria solo per la rivelazione di segnali modulati di fase. Il processo QLS avviene nella fibra ottica. La sezione gialla etichettata definisce la rivelazione eterodina del pettine frequenza. TEC: regolatore di temperatura, LDC: diodo laser generatore di corrente, LD: diodo laser, IM: modulatore di intensità, PM: modulatore di fase, PC: controllore di polarizzazione, AWG: generatore di forme d&#39;onda arbitrarie, MZM: Mach-Zehnder modulator, EDFA: erbio drogata fibra amplificatore, C: circolatore, Lo: oscillatore locale, Osci: oscilloscopio, OSA: analizzatore di spettro ottico, PD: fotodiodo, ESA: analizzatore di spettro elettrico. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita.</a> <olstart = &quot;3&quot;&gt; <li> Collegare la fibra con il modulatore per il segnale dati. Per segnali modulati di fase deve essere un modulatore di fase (PM) e per intensità modulata segnali un modulatore di intensità (IM). Di solito, il tasso di dati per l&#39;esperimento è nell&#39;intervallo Gbps. L&#39;altro lato della fibra è collegata alla porta 2 del circolatore (C). La fibra AllWave utilizzato nei nostri esperimenti ha le seguenti caratteristiche: L = 20 km, Δ f SBS = 10.2 MHz, f SBS = 10,852 GHz, P th ≈ 9.1 dBm. </li><li> Collegare il modulatore di ampiezza per la generazione pettine di frequenze (MZM1) con l&#39;amplificatore ottico (EDFA). Il pettine deve coprire la larghezza di banda del segnale dati. L&#39;uscita del EDFA è collegato con porta 1 del circolatore. </li><li> Per la rilevazione dei segnali modulati di fase, è necessaria una fonte di riferimento. Collegare l&#39;oscillatore locale (LO) insieme con l&#39;uscita 3 del circolatore a 50/50 accoppiatore. Per int<html> ensità segnali modulati, questa parte non è necessario. Come LO viene utilizzato un laser in fibra (Koheras). </li><li> Per i segnali modulati di fase: collegare il terzo modulatore (MZM2) per estrarre le copie ritardare con l&#39;uscita del 50/50 accoppiatore. Per i segnali di intensità modulata, collegarsi MZM2 direttamente alla porta 3 del circolatore. Alimentare il modulatore con una tensione di polarizzazione (non mostrata) e un segnale rettangolare dalla porta di uscita CH1 Mkr1 del generatore di forma d&#39;onda per l&#39;estrazione. Pertanto, i segnali di dati originali, così come il segnale rettangolare per l&#39;estrazione sono sincronizzati. </li><li> Per il rilevamento e l&#39;analisi: collegare un 90/10 accoppiatore dopo MZM2. L&#39;oscilloscopio è collegato con la porta 90% del raccordo e la parte 10% è collegato con l&#39;analizzatore di spettro ottico. </li><li> Programmare il generatore di forme d&#39;onda con i segnali necessari per il pacchetto di dati, il pettine frequenza e il segnale rettangolare. Il pettine frequenza è generata da un sinc-funzione periodica. </li></ol>e_title &quot;&gt; 2. Misura <ol><li> Attivare l&#39;uscita per il segnale dati al generatore di forma d&#39;onda (AWG). Cambiare la polarizzazione per il modulatore (IM / PM) in corrispondenza dell&#39;alimentatore e controllare la qualità del segnale sull&#39;oscilloscopio. Dopo aver regolato la migliore qualità ruotare la forma d&#39;onda di uscita del generatore. I modulatori devono essere impostati attorno al punto di funzionamento lineare. Valori esemplificativi possono essere trovati nella sezione dei risultati. </li><li> Regolare la qualità del pettine frequenza con rilevamento eterodina. Un esempio di una relativamente buona frequenza pettine qualità è illustrato nella Figura 5. Il pettine frequenza deve essere piatta, ad esempio tutti i componenti di frequenza hanno la stessa intensità e sono stabili nel tempo, così come abbastanza ampia da coprire l&#39;intero spettro. Inoltre, i bordi del pettine dovrebbe essere ripida, pe non ci sono componenti di frequenza apparenti con una bassa intensità sui lati. </li><li> Eterodina pettine rilevamento I: Collegare l&#39;uscita di MZM1 con un 50/50 coupler. L&#39;altra porta del accoppiatore è collegata con un laser in fibra (Koheras) come oscillatore locale. </li><li> Rilevamento eterodina pettine II: A causa della larghezza di banda limitata del fotodiodo e l&#39;analizzatore di spettro elettrico, prima dell&#39;uscita accoppiatore deve essere collegato all&#39;analizzatore di spettro ottico per impostare la distanza tra l&#39;oscillatore locale e il segnale a circa 8 GHz variando la temperatura del laser. </li><li> Eterodina pettine rilevamento III: Dopo la regolazione rimuovere l&#39;analizzatore di spettro ottico e collegare il fotodiodo e l&#39;analizzatore di spettro elettrica all&#39;uscita del 50/50 accoppiatore. Regolare la tensione di polarizzazione del modulatore pettine per ottenere un pettine di frequenza piatta. Dopo il completamento collegare l&#39;uscita del modulatore di nuovo per l&#39;amplificatore ottico (EDFA). </li><li> Regolare la distanza tra i due diodi laser (IM / PM e MZM1) per quanto riguarda lo spostamento Brillouin con i segnali ad onda continua. Pertanto, assicurarsi che l&#39;uscita del generatore di forme d&#39;onda è TUrned off. </li><li> Accendere l&#39;amplificatore ottico. Dai un&#39;occhiata al l&#39;analizzatore di spettro ottico e impostare la potenza di uscita del EDFA ad un valore inferiore alla soglia dello scattering di Brillouin stimolato. </li><li> Ora spostare la lunghezza d&#39;onda del diodo laser che genera il segnale dati (IM / PM) nella regione di guadagno della pompa (MZM1). Il segnale viene amplificato se la lunghezza d&#39;onda è corretta. </li><li> Per l&#39;ottimizzazione cambiare la polarizzazione del segnale dati e quindi l&#39;intensità al massimo. </li><li> Accendere entrambe le uscite (segnale dati e pettine) del generatore di forma d&#39;onda. Aumentare la potenza del EDFA. Ora il pettine frequenza estrarrà componenti equidistanti fuori dello spettro. L&#39;oscilloscopio dovrebbe mostrare le diverse copie generate dai QLS. Per ridurre la distorsione spostare leggermente la lunghezza d&#39;onda del segnale dati e cambiare la polarizzazione. </li><li> Per estrarre una delle copie utilizzare uno dei segnali di riferimento di generatore di forma d&#39;onda o una sorgente esternache possono produrre un impulso rettangolare. Impostare un impulso rettangolare con la lunghezza del pacchetto. </li><li> Accendere il bias MZM2 e cambiare al punto di funzionamento in cui il segnale estratto viene ingrandita e tutte le altre copie vengono soppressi. Ora spostare l&#39;impulso rettangolare alla versione desiderata del motivo memorizzato. </li><li> Il modello di dati memorizzati possono essere salvati con l&#39;oscilloscopio e valutato con il software, ad esempio Origin. </li><li> Per passare dalla misurazione di intensità ed eliminare segnali modulati, il modulatore per il segnale dati deve essere cambiato da IM per intensità segnali modulati a PM per segnali modulati di fase. Inoltre, per i segnali di fase modulata un oscillatore locale come fonte di riferimento deve essere aggiunto alla configurazione di figura 4. </li></ol><img alt="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. Quasi piatta pettine di frequenza con 13 filiali. Il pettine è stato rilevato tramite la rilevazione eterodina. Per la rilevazione di un oscillatore locale è stato combinato con un accoppiatore a 3 dB con segnale ottico e rilevato con un fotodiodo. Il pettine frequenza è stata misurata e registrata con un analizzatore di spettro elettrico. La potenza di uscita dell&#39;oscillatore locale era 6 dBm e la potenza ottica del pettine 8 dBm. La distanza tra l&#39;oscillatore locale e il pettine ottico era 9.8 GHz. Per una migliore visione d&#39;insieme l&#39;asse della frequenza è normalizzata alla frequenza centrale del pettine che era di circa 193,5 THz (1.550 nm). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig5highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita.</a>

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</ol>

Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari in competizione. L&#39;autore, Thomas Schneider, è un dipendente di Deutsche Telekom AG. L&#39;autore, Stefan Preußler, ha ricevuto un finanziamento che è stato fornito da Deutsche Telekom Innovation Laboratories.

La fase più critica durante l&#39;esperimento è la regolazione del pettine di frequenza, cioè la larghezza di banda, planarità e posizione rispetto al segnale dati nel dominio della frequenza. Secondo il teorema del campionamento nel dominio della frequenza, distorsioni del segnale sono evitati se l&#39;intera larghezza di banda del pacchetto ottica viene campionato con un pettine idealmente piatta. Pertanto, la larghezza di banda del pacchetto ottica definisce la banda minima del pettine frequenza e in questa ...

Il trasporto dei dati nelle reti di telecomunicazione è otticamente, poiché solo fibre ottiche offrono la capacità necessaria per il traffico dati di oggi trasmessi in tutto il mondo. Tuttavia, in ogni nodo della rete il segnale ottico deve essere trasferito nel dominio elettrico per elaborarlo. Dopo l&#39;elaborazione del segnale viene riconvertito nel dominio ottico per l&#39;ulteriore trasmissione. Questo doppio trasferimento tra i domini è tempo e consuma energia. Per utilizzare un trattamento completamente ottica dei dati, il problema dello stoccaggio intermedio deve essere risolto. Così, sono stati proposti molti metodi per lo stoccaggio o il buffering dei segnali ottici. Il modo più semplice è quello di inviare i segnali in una matrice di guide d&#39;onda con diverse lunghezze 2. Tuttavia, queste matrici sono ingombranti e il tempo di conservazione non possono essere sintonizzati in quanto è predefinito per la lunghezza della guida d&#39;onda. Il metodo &quot;Slow-Light&quot; si basa su un tunabLe cambiamento dell&#39;indice di rifrazione di gruppo un mezzo per rallentare la velocità di propagazione di impulsi del segnale ottico 2. Diversi effetti fisici e sistemi materiali possono essere utilizzati per questo scopo 3-6. Tuttavia, con tali metodi segnale può essere rallentato da pochi bit-lunghezza, che è di gran lunga insufficienti per i nodi di rete ottica 7,8. Un altro approccio utilizza la conversione di lunghezza d&#39;onda e la dispersione per la generazione di ritardi sintonizzabili. In tal modo, la lunghezza d&#39;onda centrale del segnale di ingresso viene spostato tramite conversione ottica non lineare. Successivamente, il segnale viene inviato in una fibra altamente dispersivo. La differenza di velocità di gruppo nella fibra dispersivo porta ad un ritardo che è proporzionale al prodotto della lunghezza d&#39;onda di spostamento e la dispersione gruppo-velocità (GVD) nella fibra. Con una seconda conversione della lunghezza d&#39;onda si sposta indietro al valore originale. Per le tecniche di spostamento della lunghezza d&#39;onda come la miscelazione a quattro onde o fase di auto modulation può essere utilizzato. Con la conversione ei tempi metodo dispersione stoccaggio fino a 243 nsec di ritardo sintonizzabile, che corrispondono a 2.400 bit, sono stati segnalati 10. Tuttavia, la conversione di lunghezza d&#39;onda e dispersione metodi in generale hanno bisogno di componenti speciali e messe a punto per la produzione di un grande cambiamento di lunghezza d&#39;onda e / o grandi GVD. Inoltre, essi sono tra i più complessi e affamati di potere metodi di ritardo 2. Altri metodi memorizzano il segnale ottico in una eccitazione di un sistema materiale. Un fascio sonda viene quindi utilizzato per leggere le informazioni. Di solito questi sistemi non possono essere utilizzati nel settore delle telecomunicazioni in quanto richiedono temperature ultraalta o-basso 11, non funzionano con larghezze di banda di telecomunicazione, o piuttosto richiedono configurazioni complicate e alta potenza 12-14. Qui mostriamo come una proprietà fondamentale dei segnali (la coerenza tempo-frequenza) può essere sfruttato per la memorizzazione di pacchetti di dati ottici. Since viene utilizzato alcun eccitazione di un sistema materiale, abbiamo chiamato il metodo bagagli Quasi-luce (QLS) 15-17. Il QLS è indipendente dalla modulazione, formato dei dati e velocità di dati dei pacchetti e può memorizzare pacchetti ottici per diverse migliaia di bit lunghezze 18. L&#39;idea di base può essere visto in Figura 1, sono mostrate impulsi rettangolari sagomati qui. Tuttavia, il metodo funziona per ogni forma d&#39;impulso e per i pacchetti di impulsi. L&#39;unica restrizione è che i segnali devono essere limitato nel tempo. <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. Coerenza tempo-frequenza per un segnale modulato di intensità 23. Un singolo segnale rettangolare nel dominio del tempo (a) è rappresentato da una sinc funzione della frequenza-domain (b). Qui l&#39;intensità normalizzata è mostrato, in quanto non è possibile misurare i campi con apparecchiature ottiche. La rappresentazione nel dominio del tempo per una sequenza di segnali rettangolari è mostrato in (c). Questa sequenza ha ancora la stessa forma spettrale. Ma, si compone di equidistanti frequenze unico alle sinc-busta (d). L&#39;asse temporale vengono normalizzati alla metà della durata di un singolo segnale e l&#39;asse delle frequenze ai primi passaggi per lo zero, rispettivamente. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita.</a> Un impulso rettangolare nel dominio del tempo (Figura 1a) ha un &quot;seno cardinalis&quot; o funzione sinc sin (px) / spettro a forma px (figura 1b), dove sono presenti tutte le frequenze sotto la busta. Un treno di impulsi rettangolari nel dominio del tempo (figura 1c) ha ancora un SIfunzione nc a forma di spettro (figura 1d) con la larghezza di banda Δ p. Ma a causa della periodicità, non tutte le frequenze sono più presenti. Invece, lo spettro di frequenze consiste equidistanti e l&#39;inverso della spaziatura frequenza definisce la separazione di tempo tra gli impulsi Δ T = 1 / Δ v. L&#39;idea di base dei QLS adesso è semplicemente estrarre frequenze equidistanti fuori dello spettro del pacchetto ingresso. A causa di coerenza tempo-frequenza risulta una copia del pacchetto nel dominio del tempo. La copia con il ritardo desiderato può essere estratta da un interruttore dominio del tempo. Il principio del nostro esperimento è mostrato in Figura 2. Un segnale di ingresso limitata nel tempo viene moltiplicato con un pettine frequenza nel dominio della frequenza. Per la moltiplicazione viene utilizzato l&#39;effetto non lineare dello scattering Brillouin stimolata (SBS). I risultati sono copie equidistanti del segnale di ingresso in the nel dominio del tempo. Uno dei segnali viene estratto con un interruttore azionato da una funzione rettangolare. Pertanto, all&#39;uscita della memoria in linea di principio si può attendere una copia senza distorsioni dell&#39;impulso d&#39;ingresso. <img alt="Figura 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig2.jpg" /> Segnale di Figura 2. Idea di base della bagagli Quasi-luce 15. Un tempo limitato apporto (a) viene moltiplicato con (b) pettine di frequenze nel dominio della frequenza, che viene indicato con una X. Questo porta a varie copie della segnale nel dominio del tempo (c). Dalla stazione impulso generato una delle copie (d) viene estratto con un interruttore dominio del tempo da un segnale di lettura rettangolare (e). L&#39;interruttore può essere un modulatore. Il risultato è una memorizzazione del segnale ottico. La sttempo orage è definita dalla distanza di frequenza tra le linee pettine e il segnale di lettura. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita.</a> SBS sé è un effetto non lineare che può verificarsi in normali fibre monomodali (SSMF) a basse potenze. In tal modo, il segnale interagisce con una variazione di densità ottica che è generato da un&#39;onda pompa contatore di moltiplicazione. Se l&#39;onda di segnale è downshifted in frequenza, una regione di guadagno è formato in cui sarà amplificato il segnale. Se è up-spostato il segnale sarà attenuato nella regione perdita corrispondente. Lo spostamento di frequenza tra la pompa e il segnale è definito dalla onda acustica, che dipende dalle proprietà del materiale. Il più grande vantaggio di SBS per l&#39;applicazione presentata è la larghezza di banda stretta Δ f SBS della regione di guadagno. Così, praticamente SBS forma un filtro ottico linewidth stretta. La larghezza di banda stretta di tguadagnerà regione dipende dalla lunghezza effettiva e superficie della fibra e della potenza della pompa utilizzata 19. Il full-width naturale a metà massimo (FWHM) di larghezza di banda del guadagno SBS in una SSMF è di circa 30 MHz. In guide speciali, quali fibre Allwave, e con potenze elevate pompa, la larghezza di banda può essere ridotta fino a 10 MHz 20. A causa della larghezza di banda del filtro diverse copie sono coperti con una busta. Pertanto, il tempo massimo di conservazione dei QLS dipende inversamente dalla larghezza di banda SBS. Una larghezza di banda di 10 MHz si tradurrebbe in un tempo massimo di conservazione di 100 nsec. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita.</a> Per la trasmissione molto alta bit-rate le informazioni devono essere codificate nella fase della portante invece della sua ampiezza, poiché offre molti vantaggi. Così, contrariamente a impulsi, i segnali in queste reti ottiche hanno ampiezza costante. &lt;strong&gt; Figura 3 mostra un tale segnale modulato di fase nel tempo (a sinistra) e nel dominio della frequenza (a destra). Questo spettro può essere campionato nello stesso modo di quella del segnale modulato in ampiezza 21. Infatti lo spettro della funzione rettangolare-e l&#39;intensità dei segnali con modulazione di fase viene filtrato per effetto della trasmissione, che limita lo spettro. <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. Coerenza tempo-frequenza di modulazione di fase 21. In un segnale modulato fase la fase della portante viene modificata dal segnale che deve essere trasmesso. Se ogni simbolo è composto da 1 bit, la fase è compreso tra 0 e π, per esempio. Il lato sinistro della figura mostra il risultante rappresentazione nel dominio del tempo per un tale spostamento di fase binaria calettataSegnale (BPSK). Il segnale nel dominio della frequenza risultante è mostrato sul lato destro. In confronto con la Figura 1 si può notare che lo spettro del segnale modulato fase è qualitativamente uguale a quella del segnale modulato di intensità. Così, i QLS possono essere applicati allo stesso modo.

<table><tbody><tr><td>Diodo laser</td><td>3S Photonics</td><td>A1905LMI</td><td>2x</td></tr><tr><td>Supporto laser</td><td>Tektronix</td><td>LDH BFY-B2</td><td>2x</td></tr><tr><td>Regolatore di temperatura</td><td>LightWave</td><td>LDT-5948</td><td>2x</td></tr><tr><td>Regolatore di corrente</td><td>LightWave</td><td>LDX-3220</td><td>2x</td></tr><tr><td>Amplificatore ottico</td><td>Circolatore ad alta onda</td><td>HWT-EDFA-B-30-1-FC / PC</td><td></td></tr><tr><td></td><td>OFR</td><td>OCT-3-IR2</td><td></td></tr><tr><td>Generatore di forme d'onda</td><td>Tektronix</td><td>AWG7102</td><td></td></tr><tr><td>Fibra 20 km</td><td>OFS</td><td>AllWave-ZWP G652C-D</td><td></td></tr><tr><td>Controller di polarizzazione</td><td>Thorlabs</td><td>Fiber Pol. Contr. IPC030</td><td>2x</td></tr><tr><td>Modulatore</td><td>Avanex</td><td>IM-10-P</td><td>Modulatore</td></tr><tr><td></td><td>di fase Avanex</td><td>SD20</td><td>Ampiezza, estratto</td></tr><tr><td>Modulatore</td><td>Avanex</td><td>PowerBit F-10</td><td>Ampiezza, dati</td></tr><tr><td>Modulatore</td><td>Covega</td><td>Mach10</td><td>Ampiezza, pettine</td></tr><tr><td>Analizzatore di spettro ottico</td><td>Yokogawa</td><td>AQ6370C</td><td></td></tr><tr><td>Oscilloscopio</td><td>Agilent</td><td>DCA-J 86100C</td><td></td></tr><tr><td>Modulo di misura</td><td>Agilent</td><td>86106B</td><td></td></tr><tr><td>Laser a fibra</td><td>Koheras</td><td>Adjustik</td><td></td></tr><tr><td>Accoppiatore</td><td>Newport</td><td>F-CPL-L22151-P</td><td>Rapporto: 90/10</td></tr><tr><td>Accoppiatore</td><td>Newport</td><td>F-CPL-L12155-P</td><td>Rapporto: 50/50</td></tr><tr><td>Alimentazione</td><td>Zentro-Elektrik</td><td>LD 2x15/1 GB</td><td></td></tr><tr><td>Amplificatore elettrico</td><td>SHF</td><td>826H</td><td></td></tr><tr><td>Porta di alimentazione</td><td>SHF</td><td>B826</td><td></td></tr><tr><td>Amplificatore elettrico</td><td>Amplificatore Research</td><td>10W1000</td><td></td></tr><tr><td>Fotodiodo</td><td>Newport</td><td>D-8ir</td><td></td></tr><tr><td>Analizzatore di spettro elettrico</td><td>HP</td><td>8563E</td><td></td></tr></tbody></table>

stoccaggio quasi-luce per ottiche pacchetti di dati

Quasi-light Storage for Optical Data Packets

Telecomunicazioni di oggi si basa sui pacchetti ottiche che trasmettono le informazioni in reti in fibra ottica in tutto il mondo. Attualmente, l&#39;elaborazione dei segnali avviene nel dominio elettrico. Memorizzazione diretta nel dominio ottico eviterebbe il trasferimento dei pacchetti alla elettrica e ritorna al dominio ottico in ogni nodo della rete e, di conseguenza, aumentare la velocità e possibilmente ridurre il consumo di energia delle telecomunicazioni. Tuttavia, la luce è costituita da fotoni che si propagano alla velocità della luce nel vuoto. Così, la memorizzazione di luce è una grande sfida. Esistono alcuni metodi per rallentare la velocità della luce, o conservare in eccitazioni di un mezzo. Tuttavia, questi metodi non possono essere utilizzati per la memorizzazione di pacchetti di dati ottici utilizzati in reti di telecomunicazioni. Qui mostriamo come il tempo-frequenza-coerenza, che vale per ogni segnale e quindi per i pacchetti ottici così, può essere sfruttata per costruire una memoria ottica. Noi will recensione background e mostrano in dettaglio e attraverso esempi, come un pettine di frequenze possono essere utilizzati per la copia di un pacchetto ottico che entra nella memoria. Una di queste copie nel dominio del tempo viene poi estratto dalla memoria da un interruttore dominio del tempo. Mostreremo questo metodo per intensità e per segnali modulati di fase.

Per la misurazione è stato utilizzato un modello 10110101 intensità modulata dati con una velocità di 1 Gbps. La linea nera in figura 6 rappresenta il segnale originale e le linee colorate rappresentano i diversi tempi di conservazione conseguiti con QLS. Il riferimento è misurata senza i QLS e l&#39;interruttore disattivato in uscita. Sotto i tempi di conservazione condizioni ideali fino a 100 nanosecondi sono realizzabili. I risultati per la stored 11001101 modello di dati di un segnale modulato di fa...

L&#39;articolo descrive un procedimento per memorizzare pacchetti di dati ottici con una modulazione arbitraria, lunghezza d&#39;onda, e la velocità dati. Questi pacchetti sono alla base delle moderne telecomunicazioni.

Stoccaggio Quasi-luce per ottiche pacchetti di dati

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

L'obiettivo generale di questa procedura è memorizzare e ritardare informazioni codificate in pacchetti di dati ottici sfruttando la coerenza tempo-frequenza. Questo viene realizzato innanzitutto iniettando un pacchetto di dati ottici nel sistema Quantum Light Storage (QLS) per un singolo pacchetto. La rappresentazione spettrale è continua, il che significa che la differenza tra due frequenze adiacenti dello spettro è zero.Il secondo passaggio consiste nel moltiplicare lo spettro per un pettine di frequenze all'interno del sistema QLS mediante scattering stimolato di Brillouin. Questa moltiplicazione nel dominio della frequenza corrisponde all'estrazione di singole frequenze distanti EQU dallo spettro del pacchetto. La moltiplicazione nel dominio della frequenza equivale a una convoluzione con l'impulso nel dominio del tempo.Questo produce una serie di copie del segnale originale. L'ultimo passaggio consiste nell'estrarre una di queste copie mediante un segnale di lettura rettangolare. Il segnale dati ritardato appare all'uscita del sistema QLS.In definitiva, un oscilloscopio viene utilizzato per visualizzare e misurare il ritardo dei segnali ottici dei dati. Il vantaggio principale di questo metodo rispetto ad altre tecniche, come la luce lenta, in cui può essere memorizzato un solo bit, è che con l'archiviazione quasi luminosa è possibile ritardare e memorizzare diverse migliaia di bit. In generale, le persone nuove rispetto a questo metodo incontreranno difficoltà, poiché si utilizza la coerenza tempo-frequenza, un concetto non noto a tutti.Il metodo VDI può fornire informazioni dettagliate sullo stoccaggio di segnali modulati in ampiezza. Può essere inoltre applicato allo stoccaggio di formati di modulazione di ordine superiore, che utilizzano una combinazione di modulazione di fase e di ampiezza. L'esperimento si svolge su un banco ottico con apparecchiature ausiliarie montate su rack.L'allestimento del banco è mostrato in questo diagramma. La luce nell'esperimento segue due percorsi principali. Collegare il modulatore con la fibra e l'altra estremità della fibra con la porta due del circolatore, collegare il modulatore alla porta due del circolatore.Il secondo percorso è destinato alla generazione di pettini di frequenza. Montare nuovamente un diodo laser e collegarlo a un modulatore di fase tramite un controllore di polarizzazione. Da qui, utilizzare una fibra ottica.Vai a un amplificatore ottico, porta il suo segnale in uscita alla porta uno del circolatore, collega ciascun diodo laser a controllori di temperatura e di corrente. Inoltre, immetti il segnale da un generatore di forme d'onda che viene fatto passare attraverso un amplificatore elettrico in ciascun modulatore. Per rilevare segnali modulati in fase, aggiungi componenti aggiuntivi oltre il circolatore.Collegare l'uscita del circolatore a un accoppiatore 50 50. Successivamente, collegare un oscillatore locale all'accoppiatore. Dopo di ciò, collegare un terzo modulatore per l'estrazione di copie ritardate all'uscita dell'accoppiatore 50 50.Successivamente, collegare un accoppiatore 90 10 all'uscita del modulatore. Per completare l'allestimento, applicare una tensione di polarizzazione al modulatore e sincronizzarla con un segnale rettangolare. Dal morsetto di uscita del generatore di forma d'onda, collegare un oscilloscopio al morsetto 90% dell'accoppiatore e un analizzatore ottico dello spettro al morsetto 10% del programma.Il generatore di forme d'onda per il pacchetto di dati, il pettine di frequenze e il segnale di recupero. Con il sistema preparato e i laser a diodo in funzione, iniziare le misurazioni attivando l'uscita per il segnale dati.Al generatore di forme d'onda, regolare la polarizzazione sul modulatore all'alimentatore per ottenere un segnale di buona qualità sull'oscilloscopio. Spegnere il generatore di forme d'onda. Successivamente, utilizzare la rivelazione eterodina per regolare la qualità del pettine di frequenza, scollegare l'uscita del modulatore del pettine dall'amplificatore ottico e inserirla in un accoppiatore 50 50.Collegare un laser a fibra come oscillatore locale all'altro ingresso e impostare la differenza tra il segnale e l'oscillatore a circa otto gigahertz. Una volta effettuato ciò, collegare l'uscita del coupler a un fotodiodo e a un analizzatore spettrale elettrico. Tornare al modulatore a pettine per regolare la polarizzazione applicata.Modificare la polarizzazione fino a ottenere un pettine di frequenza piatto. Quando si ottiene un pettine di buona qualità, ricollegare l'uscita del modulatore a pettine all'amplificatore ottico. Assicurarsi che il generatore di forme d'onda sia spento e regolare la differenza di frequenza tra i due diodi laser al valore dello spostamento di Bria.Accendere l'amplificatore ottico e utilizzare l'analizzatore di spettro ottico per impostarne la potenza a un valore al di sotto della soglia di diffusione stimolata di brilla wall. Ora spostare la lunghezza d'onda del laser dati DDE nella regione di guadagno del modulatore co. Verificare che il segnale venga amplificato.Regolare la polarizzazione sul modulatore di dati per massimizzare l'intensità del segnale dati. Accendere entrambe le uscite di dati e del pettine del generatore di forme d'onda e aumentare l'uscita di potenza dell'amplificatore ottico. L'oscilloscopio dovrebbe mostrare le diverse copie generate dal sistema di memorizzazione luminosa quasi-statica.Estrarre una copia utilizzando uno dei segnali marker del generatore di forme d'onda per impostare un impulso rettangolare della stessa durata del pacchetto. Accendere la polarizzazione per il modulatore di estrazione e regolarla finché il segnale estratto non raggiunge il massimo e tutte le altre copie vengono soppresse. Spostare l'impulso rettangolare sulla versione desiderata del modello memorizzato.Il pattern memorizzato può essere salvato con l'oscilloscopio. In nero è mostrato il segnale originale modulato in fase con una velocità di trasmissione dati di un gigabit al secondo. Le linee colorate rappresentano le copie estratte in diversi tempi di memorizzazione mediante la memorizzazione quasi ottica basata sulla diffusione stimolata di Bose-Einstein.Le versioni in memoria del segnale sono quasi prive di distorsione. La qualità e il numero di copie dipendono dalla potenza della pompa, dalla planarità del pettine e dalla polarizzazione; in questo caso, a causa delle limitazioni dell'apparecchiatura, il tempo massimo di memorizzazione è stato di 60 nanosecondi seguendo questa procedura. Altri formati di modulazione, come la modulazione d'ampiezza vera o lo spostamento di fase, possono essere memorizzati e ritardati allo stesso modo.Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione del funzionamento del metodo Quai Light Storage e di come possa essere applicato anche nel tuo laboratorio.

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