Quasi-light storage dla optycznych pakietów danych

Artykuł opisuje procedurę przechowywania pakietów danych optycznych o dowolnej modulacji, długości fali i szybkości transmisji danych. Pakiety te są podstawą nowoczesnej telekomunikacji.

Ogólnym celem tej procedury jest przechowywanie i opóźnianie informacji zakodowanych w optycznych pakietach danych poprzez wykorzystanie koherencji czasowo-częstotliwościowej. Osiąga się to poprzez wstrzyknięcie najpierw optycznego pakietu danych do systemu Quantum Light Storage QLS dla pojedynczego pakietu. Reprezentacja spektralna jest ciągła, co oznacza, że różnica między dwiema sąsiednimi częstotliwościami widma wynosi zero.

Drugim krokiem jest zwielokrotnienie widma za pomocą grzebienia częstotliwości wewnątrz systemu QLS poprzez stymulowanie rozpraszania ścian Bria. To zwielokrotnienie w dziedzinie częstotliwości odpowiada ekstrakcji pojedynczych odległych częstotliwości EQU z widma pakietów. Mnożenie w dziedzinie częstotliwości jest równe spplotowi z impulsem w dziedzinie czasu.

W ten sposób powstaje ciąg kopii oryginalnego sygnału. Ostatnim krokiem jest wyodrębnienie jednej z tych kopii za pomocą prostokątnego sygnału odczytu. Opóźniony sygnał danych pojawia się na wyjściu systemu QLS.

Ostatecznie oscyloskop służy do pokazywania i mierzenia opóźnienia sygnałów danych optycznych. Główną zaletą tej metody w porównaniu z innymi technikami, takimi jak wolne światło, w której można zapisać tylko jeden bit, jest to, że przy quasi lekkim przechowywaniu można opóźnić i zapisać kilka tysięcy bitów. Ogólnie rzecz biorąc, osoby, które są nowe w tej metodzie, będą miały trudności, ponieważ używana jest koherencja czasowo-częstotliwościowa, co nie jest powszechną wiedzą dla wszystkich.

Metoda VDI może zapewnić wgląd w przechowywanie sygnałów z modulacją amplitudy. Może być również stosowany do przechowywania formatów modulacji wyższego rzędu, które wykorzystują kombinację modulacji fazy i amplitudy. Eksperyment odbywa się na ławce optycznej z urządzeniami pomocniczymi zamontowanymi na stojakach.

Konfiguracja ławki jest pokazana na tym schemacie. Światło w eksperymencie podąża dwiema głównymi ścieżkami. Połącz modulator ze światłowodem, a drugi koniec światłowodu z drugim portem cyrkulatora, podłącz modulator do drugiego portu cyrkulatora.

Druga ścieżka służy do generowania grzebienia częstotliwości. Ponownie zamontuj diodę laserową, podłącz ją do modulatora fazy z regulatorem polaryzacji. Stamtąd miej włókno.

Przejdź do wzmacniacza optycznego, przenieś jego wyjście do portu jednego z cyrkulatorów, podłącz każdą z diod laserowych do regulatorów temperatury i prądu. Wprowadź również sygnał z generatora przebiegów, który jest przepuszczany przez wzmacniacz elektryczny do każdego modulatora. Aby wykryć sygnały modulowane fazowo, dodaj dodatkowe komponenty poza pompą cyrkulacyjną.

Podłącz wyjście pompy cyrkulacyjnej do łącznika 50 50. Następnie podłącz lokalny oscylator do łącznika. Następnie podłącz trzeci modulator do ekstrakcji opóźnionych kopii do wyjścia łącznika 50 50

Następnie podłącz łącznik 90 10 do wyjścia modulatora. Aby zakończyć konfigurację, przyłóż napięcie polaryzacji do modulatora i zsynchronizuj je z sygnałem prostokątnym. Z portu wyjściowego generatora przebiegów podłącz oscyloskop do portu 90% sprzęgacza i optyczny analizator widma do programu 10% portów.

Generator przebiegów dla pakietu danych, grzebienia częstotliwości i sygnału pobierania. Z przygotowanym systemem i działającymi laserami diodowymi. Rozpocznij pomiary od włączenia wyjścia dla sygnału danych.

W generatorze przebiegów wyreguluj odchylenie modulatora przy zasilaczu, aby uzyskać dobrej jakości sygnał na oscyloskopie. Wyłącz generator przebiegów. Następnie zastosuj detekcję heterodynową, aby dostosować jakość grzebienia częstotliwości, odłącz wyjście modulatora grzebieniowego od wzmacniacza optycznego i wprowadź go do łącznika 50 50

Podłącz laser światłowodowy jako lokalny oscylator do drugiego wejścia i ustaw różnicę między sygnałem a oscylatorem na około osiem gigaherców. Po wykonaniu tej czynności podłącz wyjście łącznika do fotodiody i elektrycznego analizatora widma. Wróć do modulatora grzebieniowego, aby wyregulować zastosowane odchylenie.

Zmieniaj odchylenie, aż do uzyskania płaskiego grzebienia częstotliwości. Gdy grzebień jest dobrej jakości, podłącz ponownie wyjście modulatora grzebienia do ognia wzmacniacza optycznego. Upewnij się, że generator przebiegów jest wyłączony i dostosuj różnicę częstotliwości między dwiema diodami laserowymi do przesunięcia ściany Bria.

Włącz wzmacniacz optyczny i użyj optycznego analizatora widma, aby ustawić jego moc na wartość poniżej progu stymulowanego rozpraszania ściany bria. Teraz przesuń długość fali lasera danych DDE do obszaru wzmocnienia komodulatora. Sprawdź, czy sygnał jest wzmocniony.

Dostosuj polaryzację modulatora danych, aby zmaksymalizować intensywność sygnału danych. Włącz zarówno wyjścia danych, jak i grzebienie generatora przebiegów i zwiększ moc wyjściową wzmacniacza optycznego. Oscyloskop powinien mieć różne kopie generowane przez quasi-lekki system magazynowania.

Wyodrębnij kopię, używając jednego z sygnałów znacznikowych generatora przebiegów, aby ustawić impuls prostokątny o długości pakietu. Włącz odchylenie modulatora ekstrakcji i zmieniaj je, aż wyodrębniony sygnał zostanie zmaksymalizowany, a wszystkie inne kopie zostaną stłumione. Przesuń impuls prostokątny do żądanej wersji zapisanego wzorca.

Zapisany wzór można zapisać za pomocą oscyloskopu. Pokazany tutaj w kolorze czarnym jest oryginalny sygnał modulowany fazowo z szybkością transmisji danych jednego gigabita na sekundę. Kolorowe linie reprezentują wyodrębnione kopie w różnych czasach przechowywania przy użyciu stymulowanych brios, quasi lekkich pamięci opartych na rozpraszaniu.

Wersje pamięci sygnału są prawie wolne od zniekształceń. Jakość i liczba kopii zależy od mocy pompy, płaskości grzebienia i polaryzacji w tym przypadku ze względu na ograniczenia sprzętu, maksymalny czas przechowywania wynosił 60 nanosekund Zgodnie z tą procedurą. Inne formaty modulacji, takie jak modulacja amplitudy tury lub przesunięcie twarzy, mogą być również przechowywane i opóźniane.

Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak działa metoda Quai Light Storage i jak można to zrobić również w swoim laboratorium.