Rein optische Regeneration erhöht Informationssystemkapazität
In Anbetracht der Fülle von heute erhältlichen Breitbandlösungen hat die Konnektivität in unserem Leben an Bedeutung gewonnen. Kontinuierlich werden neue Technologien eingeführt, die Reichweite und Verkehrskapazität steigern sollen, um die schnell wachsende Nachfrage nach immer neuen Bandbreiten und der Verringerung der Bit-Kosten zu erfüllen. Das Projekt ARTISTE (Advanced regenerator technologies for high capacity systems) konzentrierte sich auf die Entwicklung disruptiver, rein optischer Signalregenerationsansätze durch Realisierung einer Übertragung stark spektral effizienter Signale. Die Aktivitäten der Forscher umfassten das gesamte Spektrum der zukünftigen regenerativen Systementwicklung von der Bauelementefertigung bis zur Netzwerkanwendung. Haupterfolg der Versuche war die Entwicklung des ersten Mehrkanalregenerators mit phasenempfindlicher Verstärkung (Phase-Sensitive Amplification, PSA) für Dual-Quadratursignale. Der Regenerator mit seinem neuartigen Trägerextraktions- und Phasensynchronisationsschema wurde unter Einsatz stark nichtlinearer Faserbauelemente implementiert, die von einem Projektpartner gefertigt worden waren. Eine weitere experimentelle Aktivität war die Implementierung des ersten rein optischen Add-Drop-Multiplexers für orthogonale Frequenzteilungsmultiplexsignale (Orthogonal Frequency Division Multiplex). Neben Versuchen führten die Forscher gleichermaßen wichtige theoretische Arbeiten zum regenerativen Systemdesign durch. Zunächst untersuchten sie die Übertragungsleistung nichtlinearer regenerativer Kanäle auf Basis kaskadierter PSA mit dem Schwerpunkt der Einflussnahme der Phasen- und Amplitudenrauschmechanismen. Nachfolgend arbeiteten sie an der Entwicklung eines analytischen Verfahrens zur Definition der optimalen Bedingungen und Betriebsmargen von kaskadierten PSA-basierten Regeneratoren in mehrstufigen phasenverschlüsselten Übertragungsverbindungen. Strenge numerische Simulationen zeigten, dass eine rein optische Regeneration die Systemleistung, wenn komplexe Signale zum Einsatz kommen, um einiges steigert, aber die operativen Margen sinken. Auf dieser Grundlage konnte das Team mit Erfolg neuartige Regeneratorkonfigurationen für fortgeschrittene Modulationsformate konzipieren, welche das Rauschen erheblich unterdrückten. Bei zukünftigen Übertragungssystemen werden die Kanäle dicht gepackt sein, und es wird eine engmaschige Filterung erforderlich sein. Bei traditionellen Lösungen ist das Retiming für zukünftige Systeme mit hoher Kapazität übersehen worden. Die Forscher entwickelten ein neues Regenerationssystem für stark spektraleffiziente Formate auf Grundlage der drei Bestandteile der Signalregeneration: Reamplifikation, Umformung und Retiming. Die Projektresultate wurden auf Konferenzen und in Form von 31 Publikationen in einflussreichen Fachzeitschriften veröffentlicht.
Schlüsselbegriffe
rein optisch, Signalregeneration, Bandbreite, ARTISTE, rein optischer Add-Drop-Multiplexer
