|
In dit project
ontwikkelen en testen wij een aantal cruciale optische componenten
voor een techniek die de enorme capaciteit van telecommunicatie
glasvezelnetwerken beter benut. Door het samenbrengen van optische
datastromen willen we de informatiesnelheid op één
golflengtekanaal opvoeren tot ver boven de limieten van conventionele
elektronica. Voor het produceren, samenvoegen en het weer ontrafelen
van de signalen willen wij optische geïntegreerde circuits
maken en testen voor een snelheid van 160Gbit/s.
De explosieve groei
in het dataverkeer leidt tot een sterke motivatie en druk om de
enorme bandbreedte van optische glasvezelnetwerken beter te benutten.
Een bestaande techniek daarvoor is wavelength division multiplexing
(WDM). Bij WDM worden de elektrische signaalstromen ieder op een
aparte golflengte van het licht gemoduleerd en daarna gecombineerd
in een glasvezel geleid. Succesvolle veldtesten van multi-terabit/s
WDM transmissiesystemen rapporteren inmiddels 40 Gigabit per seconde
(Gb/s) per kanaal.
Het alternatief voor
alléén WDM is om per golflengtekanaal een hogere
datasnelheid te bereiken door meerdere optische signaalstromen
samen te voegen tot één stroom van pulsen. Dit staat
bekend als Optical Time Domain Multiplexing (OTDM). Een verdere
toename van de kanaalsnelheid tot 160 Gb/s of hoger zal tot een
kostenreductie leiden door vermindering van het aantal benodigde
lichtbronnen en vereenvoudiging in het netwerkbeheer in vergelijking
met een WDM systeem. Hierdoor is het denkbaar dat OTDM niet alleen
op de lange-afstandsverbindingen wordt toegepast, maar misschien
juist wel op de middellange en korte afstand.
In dit project willen
wij een oplossing ontwikkelen voor een aantal technische uitdagingen
voor de toepassing van de OTDM techniek. Daarnaast willen we een
testopstelling opbouwen om deze oplossingen onder gesimuleerde
netwerkomstandigheden te kunnen evalueren. Omdat de praktische
limiet van het elektronisch in de tijd multiplexen van kanalen
bij 40Gb/s ligt, richten wij ons op het gebruik van OTDM voor
een capaciteit per kanaal van 160Gb/s of hoger. Omdat de totale
snelheden per kanaal veel hoger zijn dan wat elektronica aankan
moeten we volledig optische technieken gebruiken voor het bewerken
van de signalen.
In ons onderzoek willen
wij een instrument ontwikkelen dat een specieke stroom data op
40Gb/s aan een OTDM datastroom (met een veel hogere doorvoersnelheid
van 160Gb/s) kan toevoegen, of juist kan uitkoppelen. Zon instrument
dat een deel-datastroom kan uitkoppelen, dat wil zeggen de inkomende
datastroom kan ontrafelen, is schematisch weergegeven in de figuur.
Om deze functie te realiseren moeten we eerst een apparaat ontwikkelen
dat in staat is de klokfrequentie van de inkomende datastroom
te bepalen. Dit apparaat, een speciaal type laser, kan de schakelaars
besturen die een specifiek deel van de data in of uit de pulstrein
koppelen. Om de techniek praktisch toepasbaar en economisch haalbaar
te maken, moet het instrument geïntegreerd zijn tot een circuit
op een indiumfosfide chip.
Het onderzoeksproject
bestaat uit twee delen. Een deel is gewijd aan de ontwikkeling
van de benodigde, op een optische chip geïntegreerde onderdelen.
Het betreft de ontwikkeling, bouw en demonstratie van een geïntegreerde,
gepulste laser lichtbron werkend bij 1,5 µm. De laser produceert
korte pulsen van enkele picoseconden pulsduur, met een herhalingsfrequentie
tussen de 40 en 160GHz. Het andere deel van het onderzoek is gewijd
aan het toepassen van de laser in het systeem, het snelle optische
schakelen met behulp van elektro-absorptie modulatoren en/of in
halfgeleiderversterkers, en het inpassen van de geïntegreerde
onderdelen in een systeem dat werkt op 160Gb/s of sneller.
Deelnemende partijen
Technische Universiteit
Eindhoven (Faculteit Elektrotechniek, vakgroepen Electro-optical
Communication (ECO) en Opto-Electronic Devices (OED)) De fabricage
van de geïntegreerde circuits zal plaatsvinden in de nieuwe
clean-roomfaciliteit van de COBRA onderzoeksschool. Naast subsidie
van het Freeband Kennisimpuls programma wordt dit onderzoek gefinancierd
door het NRC-Photonics NWO programma en de TUE.
Looptijd
Najaar 2002 - najaar
2006
Projectleider
Dr. Erwin Bente (Technische
Universiteit Eindhoven)
Den Dolech 2
5612 AZ Eindhoven
E-mail: e.a.j.m.bente@tue.nl
Tel: 040 - 247 51 06
Dr. Huug de Waardt
E-mail: h.d.waardt@tue.nl
Tel: 040 - 247 40 07
|
