Unijny projekt usprawnia globalną transmisję danych
Naukowcy opracowali dwa nowe komponenty, które mogą pomóc Europie rozwiązać niektóre z najpilniejszych wyzwań komunikacyjnych w badaniach nad wzmacniaczem optycznym. Finansowany ze środków unijnych zespół, w skład którego weszli Brytyjczycy, Duńczycy, Grecy, Irlandczycy, Szwajcarzy i Szwedzi, opracował ultraniskoszumny wzmacniacz i regenerator optyczny do sygnałów dwufazowych. Innowacje te powinny zwiększyć zdolność przesyłową i wydajność energetyczną optycznych sieci komunikacyjnych. W artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature Photonics zespół opisuje, jak powstawały te nowe systemy transmisji danych. Badania otrzymały wsparcie finansowe na kwotę 2.698.947 EUR z projektu PHASORS (Systemy wzmacniaczy z detekcją fazową oraz regeneratory optyczne i ich zastosowania), dofinansowanego z tematu "Technologie informacyjne i komunikacyjne" (TIK) Siódmego Programu Ramowego (7PR). Bezszumowe wzmocnienie optyczne to ostateczny cel badań nad wzmacniaczami optycznymi, gdyż mogą one znacznie podnieść wydajność w szerokim zakresie zastosowań, np. w komunikacji optycznej (światłowody lub wolna przestrzeń), spektroskopii optycznej czy detekcji optycznej oraz detekcji fotonów. Na chwilę obecną transmisja danych w sieciach optycznych jest ograniczana przez "fazę szumu" - szybkie, krótkotrwałe i nieuporządkowane fluktuacje w fazie sygnału, które wpływają na jakość wysyłanych informacji. Powodują one błędy transmisji danych i "przenik", kiedy sygnał wchodzi w interakcje z innymi sygnałami na różnych długościach fal. Naukowcy zajmujący się tymi badaniami postanowili sprawdzić teorię, według której bezszumowe wzmocnienie linearne można uzyskać w sposób niedeterministyczny lub z detekcją fazową. Podczas gdy bezszumowe wzmocnienie linearne jest obciążone niskim prawdopodobieństwem powodzenia i jest niepraktyczne w przypadku najważniejszych zastosowań, naukowcy pokładali nadzieję we wzmacniaczach z detekcją fazową (PSA), o których od dawna mówi się, że mogą umożliwić praktyczne, deterministyczne i bezszumowe wzmocnienie. Na dzień dzisiejszy wszystkie komercyjne wzmacniacze optyczne wyposażone są w detekcję fazową. Naukowcy opracowali wzmacniacz optyczny, który potrafi wzmocnić światło przy ekstremalnie niskim poziomie szumu. Za pomocą "parametrycznego wzmacniacza światłowodowego z detekcją fazową" udało się zredukować szum do poziomu 1 dB. W tradycyjnych erbowych wzmacniaczach światłowodowych poziom szumu często sięga co najmniej 3 dB, co sprawia, że sygnał staje się nierówny i zawodny. Naukowcy są przekonani, że ich przełomowe odkrycia mogą teraz z łatwością znaleźć rozmaite zastosowania, np. w wysokowydajnych, optycznych systemach komunikacyjnych. "To najlepszy wzmacniacz optyczny. Umożliwia sprawniejsze łączenie miast, krajów i kontynentów poprzez rozmieszczanie węzłów wzmacniających w znacznie większych odstępach. Sygnał może być również znacznie skuteczniej modulowany. Ponadto wzmacniacz jest kompatybilny z dowolnym formatem modulacji, a także tradycyjnymi nadajnikami laserowymi i może być bardzo szerokopasmowy, co zapewnia jego kompatybilność z wieloma laserami o różnych długościach fali" - mówi jeden z autorów badań, profesor Peter Andrekson z Politechniki Chalmers w Szwecji. Drugim osiągnięciem projektu PHASORS, realizowanego od 2008 r. do czerwca br., jest podsystem regeneracji optycznej, który eliminuje interferencję w binarnych sygnałach dwufazowych o dużej prędkości. W odróżnieniu od wcześniej opracowanych urządzeń, to nowe bezpośrednio eliminuje fazę szumu bez konieczności konwersji na sygnał elektroniczny, która powoduje pewne spowolnienie. Przyjęcie szerokiego zakresu problematyki w projekcie PHASORS ma na celu opracowanie i zastosowanie światłowodowej technologii PSA w szerokopasmowych sieciach szkieletowych 40 Gb/s. Nadrzędnym celem jest zapewnienie Europie przewagi w tej stosunkowo nowej technologii.Więcej informacji: EU-PHASORS: http://www.eu-phasors.eu
Kraje
Szwajcaria, Dania, Grecja, Irlandia, Japonia, Szwecja, Zjednoczone Królestwo