Artykuł opisuje procedurę przechowywania pakietów danych optycznych o dowolnej modulacji, długości fali i szybkości transmisji danych. Pakiety te są podstawą nowoczesnej telekomunikacji.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Quasi-light storage dla optycznych pakietów danych
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Dzisiejsza telekomunikacja opiera się na pakietach optycznych, które przesyłają informacje w sieciach światłowodowych na całym świecie. Obecnie przetwarzanie sygnałów odbywa się w domenie elektrycznej. Bezpośrednie przechowywanie w domenie optycznej pozwoliłoby uniknąć przesyłania pakietów do domeny elektrycznej i z powrotem do domeny optycznej w każdym węźle sieci, a tym samym zwiększyłoby prędkość i prawdopodobnie zmniejszyłoby zużycie energii przez telekomunikację. Jednak światło składa się z fotonów, które rozchodzą się z prędkością światła w próżni. W związku z tym magazynowanie światła jest dużym wyzwaniem. Istnieją pewne metody na zmniejszenie prędkości światła lub na jego przechowywanie w wzbudzeniach ośrodka. Metody te nie mogą być jednak stosowane do przechowywania optycznych pakietów danych stosowanych w sieciach telekomunikacyjnych. Tutaj pokazujemy, w jaki sposób spójność czasowo-częstotliwościowo-przestrzenna, która obowiązuje dla każdego sygnału, a więc także dla pakietów optycznych, może być wykorzystana do budowy pamięci optycznej. Przyjrzymy się tłu i pokażemy szczegółowo i na przykładach, w jaki sposób grzebień częstotliwości może być używany do kopiowania pakietu optycznego, który wchodzi do pamięci. Jedna z tych kopii w dziedzinie czasu jest następnie wydobywana z pamięci przez przełącznik dziedziny czasu. Pokażemy tę metodę zarówno dla intensywności, jak i dla sygnałów modulowanych fazowo.
Wprowadzenie
Transport danych w sieciach telekomunikacyjnych odbywa się optycznie, ponieważ tylko włókna optyczne oferują przepustowość wymaganą dla dzisiejszego ruchu danych przesyłanych na całym świecie. Jednak w każdym węźle sieci sygnał optyczny musi zostać przeniesiony do domeny elektrycznej w celu jego przetworzenia. Po przetworzeniu sygnał jest ponownie konwertowany na domenę optyczną do dalszej transmisji. Ta podwójna konwersja między domenami jest czasochłonna i energochłonna. Aby zastosować całkowicie optyczne przetwarzanie danych, należy rozwiązać problem pamięci pośredniej. W związku z tym zaproponowano wiele metod przechowywania lub buforowania sygnałów optycznych. Na....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
1. Przygotowanie układu (Rysunek 4)
- Wstaw diody laserowe LD1 i LD2 do odpowiedniego uchwytu i podłącz je do kontrolerów prądu (LDC) oraz temperatury (TEC). Włącz urządzenia i sprawdź funkcjonalność diod laserowych za pomocą analizatora widma optycznego. Zazwyczaj stosuje się długość fali telekomunikacyjnej w okolicy 1,550 nm.
- Podłącz diodę laserową do modulatorów (IM/PM i MZM1) zgodnie z układem przedstawionym na Rysunku 4. Przed użyciem należy wyczyścić złącza optyczne, aby zapewnić czystą powierzchnię sprzężenia. Podłącz zasilacz (niewidoczny na schemacie) oraz sygnał z generatora przebiegów (AWG) poprzez dodatkowy wzmacniacz e....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Do pomiaru wykorzystano wzór danych z modulacją natężenia 10110101 przy szybkości transmisji danych 1 Gbps. Czarna linia na Rysunku 6 przedstawia sygnał pierwotny, a linie kolorowe reprezentują różne czasy przechowywania uzyskane za pomocą QLS. Sygnał referencyjny mierzono bez QLS i z wyłączonym przełącznikiem na wyjściu. W idealnych warunkach możliwe jest osiągnięcie czasów przechowywania do 100 nsec. Wyniki dla przechowywanego wzoru danych 11001101 sygnału z modulacją fazową, ponownie przy szybkości tr.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Najbardziej krytycznym krokiem podczas eksperymentu jest regulacja grzebienia częstotliwości, tj. szerokości pasma, płaskości i położenia względem sygnału danych w dziedzinie częstotliwości. Zgodnie z twierdzeniem o próbkowaniu w dziedzinie częstotliwości, zniekształceń sygnału unika się, jeśli cała szerokość pasma pakietu optycznego jest próbkowana za pomocą idealnie płaskiego grzebienia. W ten sposób szerokość pasma pakietu optycznego określa minimalną szerokość pasma grzebienia częstotliwości i w tej szerokoś.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych. Autor, Thomas Schneider, jest pracownikiem Deutsche Telekom AG. Autor, Stefan Preußler, otrzymał dofinansowanie, które zostało zapewnione przez Laboratoria Innowacji Deutsche Telekom.
Podziękowania
Z wdzięcznością dziękujemy za wsparcie finansowe Laboratoriów Innowacji Deutsche Telekom.
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Dioda | laserowa 3S Photonics | A1905LMI | 2x |
| Uchwyt laserowy | Tektronix | LDH BFY-B2 | 2x |
| Regulator temperatury | LightWave | LDT-5948 | 2x |
| Regulator prądu | LightWave | LDX-3220 | 2x |
| Wzmacniacz optyczny | High-Wave | HWT-EDFA-B-30-1-FC/PC | |
| Cyrkulator | Generator przebiegów OFR | OCT-3-IR2 | |
| Tektronix | AWG7102 | ||
| Fiber 20 km | OFS | AllWave-ZWP G652C-D | |
| Kontroler polaryzacji | Thorlabs | Fiber Pol. Konfiguracja IPC030 | 2x |
| Modulator | Avanex | IM-10-P | Modulator fazy |
| Avanex | SD20 | Amplituda, ekstrakt | |
| Modulator | Avanex | PowerBit F-10 | Amplitude, |
| modulator | Covega | Mach10 | Amplitude, grzebień |
| Optyczny analizator widma | Yokogawa | AQ6370C | |
| Oscyloskop | Agilent | DCA-J 86100C | |
| Moduł pomiarowy | Agilent | 86106B | |
| Laser światłowodowy | Koheras | Adjustik | |
| Łącznik | Newport | F-CPL-L22151-P | Stosunek: 90/10 |
| Łącznik | Newport | F-CPL-L12155-P | Stosunek: 50/50 |
| Zasilacz Zentro-Elektrik | LD 2x15/1 GB | ||
| Wzmacniacz elektryczny | SHF | 826H | |
| Port zasilania | SHF | B826 | |
| Wzmacniacz elektryczny | Wzmacniacz Badania | 10W1000 | |
| Fotodioda | Newport | D-8ir | |
| Analizator widma elektrycznego | HP | 8563E |
Bibliografia
- Spring, J., Tucker, R. S. Photonic 2 x 2 packet switch with input buffers. Electron. Lett. 29 (3), 284-285 (1993).
- Krauss, T. F. Why do we need slow light. Nat. Photonics. 2, 448-450 (2008).
- Hau, L. V., Harris, S. E., Dutton, Z., Behroozi, C. H.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
