DETAILY VÝZNAMNÉHO VÝSLEDKU
Velmi krátké čtvercové optické impulzy pro spolehlivé zpacování dat s rychlostí přenosu až 640 Gbit/s v jednom kanálu
RNDr. Radan Slavík, Ph.D., DSc.
Rok: 2007
Optické vlákno dokáže přenést až 50 Tbit/s dat, zatímco nejrychlejší elektronické systémy zpracovávají signály s rychlostí menší než 100 Gbit/s (typicky 10 a 40 Gbit/s). Pro využití optického vlákna se nyní kombinuje několik (8-64) elektronicky zpracovaných datových toků přenášených na různých vlnových délkách (kanálech), které se pak šíří ve vlákně nezávisle (technologie WDM). Tím se dosahuje přenosu až 2 Tbit/s (typicky 80-640 Gbit/s) jedním optickým vláknem. Rychle rostoucí potřeby společnosti však vyžadují zvýšení této kapacity. Využití většího počtu kanálů (128, 256, 512, ...), je ale technologicky i finančně neschůdné. Jednou z alternativ je kombinace elektronicky zpracovatelných signálů v časové oblasti pomocí optických součástek (technologie OTDM) pro vytvoření datových toků 320 Gbit/s (a více) na jedné vlnové délce a teprve následné kombinování menšího počtu (8-64) takových datových toků pomocí WDM. Pro využití OTDM je ale potřeba vyvinout nové ultrarychlé optické součástky a potlačit vliv různých druhů šumu (např. fluktuace výkonu a frekvence), na něž je vysokorychlostní přenos dat velmi citlivý.

Na našem pracovišti jsme připravili a ve spolupráci s kolegy z EMT v Montrealu experimentálně vyšetřovali jednu z komponent nutnou pro robustní systémy OTDM – vláknový filtr umožňující syntézu velmi krátkých optických impulzů s časovým průběhem blízkým obdélníkové funkci [1,2]. Filtr jsme vytvořili „zápisem“ difraktivních mřížek do optického vlákna. Použití obdélníkových impulzů v optickém zpracování dat umožňuje podstatné snížení vlivu frekvenčních nestabilit, což jsme ověřili ve spolupráci s kolegy z TU v Kodani [3,4]. Jako první jsme ukázali použití optických impulzů s obdélníkovým časovým průběhem pro systémy OTDM pracujícími na 320 Gbit/s [3] a 640 Gbit/s [4].

Ultrarychlý optický přepínač

  1. Y. Park, Y., Kulishov, M., Slavík, R., and J. Azaña, J.: Picosecond and sub-picosecond flat-top pulse generation using uniform long-period fiber grating. – Optics Express, 14, 26: 12671-12678 (2006).
  2. R. Slavík, R., Park, Y., Azaña, J.: Tunable dispersion-tolerant picosecond flat-top waveform generation using an optical differentiator. – Optics Express, 15, 11: 6717-6726 (2007).
  3. Slavík, R., Oxenløve, L.K., Galili, M., Mulvad, H.C.H., Park, Z., Azaña, J., Jeppesen, P.: Demultiplexing of 320 Gbit/s OTDM data using ultrashort flat-top pulses. – IEEE Photonics Technology Letters 19, 22: 1855-1857 (2007).
  4. Oxenløve, L.K., Slavík, R., Galili, M., Mulvad, H.C.H., Clausen, A. T., Park, Y., Azaña, J., Jeppesen, P.: 640 Gbit/s timing jitter tolerant data processing using a long-period fiber grating-based flat-top pulse shaper. – IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, (2008), v tisku.