Neuartiger Schalter für die optische Zeitmultiplextechnik

News: Neuartiger Schalter für die optische Zeitmultiplextechnik

Das Internet hat eine beispiellose Springflut des Datenverkehrs in allen nationalen und internationalen Kommunikationsnetzen hervorgerufen, der viele Übertragungsstrecken nicht mehr gewachsen sind. Die Staus auf den Datenautobahnen kommen jedoch nicht nur durch überlastete Übertragungsleitungen zustande, sondern werden auch durch die Verbindungsstellen verursacht, in denen Schalter den Signalfluß steuern: quasi den "Auf- und Abfahrten" auf die Autobahnen. Rein optische Schalter sollen nun Abhilfe schaffen.

Das Heinrich-Hertz-Institut (HHI) für Nachrichtentechnik Berlin hat jetzt einen rein optischen Schalter entwickelt, mit dem in ersten Versuchen die Verarbeitung eines 640 Gbit/s Datenstromes gelang. Der zuständige Projektleiter, Prof. Dr. Weber erläutert, daß dieser neue optische Schalter alle wesentlichen Nachteile beseitigt, die den auf Halbleiterlaserverstärkern beruhenden interferometrischen Schaltern anhaften. Dieser neuartige Schalter des HHI ist den herkömmlichen Schaltern in folgenden Eigenschaften überlegen: Linearität, niedriges Rauschen, große optische Bandbreite, hoher Schaltkontrast und geringes Übersprechen.

Bereits 1996 gelang am HHI im Labor der Aufbau und Funktionsnachweis eines monolithisch integrierten OTDM-Schalters, der es gestattete, aus einem 20-Gbit/s Multiplexsignal gezielt ein 5-Gbit/s-Signal abzuzweigen (drop), bzw. umgekehrt auch einzufügen (add). Das Demultiplexen wurde sogar bei einer Datenrate von 40 Gbit/s gezeigt.

Der jetzt entwickelte rein optische Schalter auf dem Prinzip der sogenannten "Kreuzphasenmodulation" stellt eine wesentliche Verbesserung gegenüber den Schaltern dar, wie sie derzeit in der optischen Zeitmultiplextechnik eingesetzt werden. In diesen "interferometrischen Schaltern" induziert ein optisches Kontrollsignal eine Phasenveränderung im Halbleiterverstärker, die aber auch mit einer Amplitudenveränderung der Datensignale einhergeht. Dies macht sich nachteilig in nichtlinearen Verzerrungen des Signals und in einem geringen Schaltkontrast bemerkbar.

Die wesentliche Verbesserung des Schalters durch die HHI-Forscher besteht nun darin, daß sie den Wellenlängenabstand zwischen dem Kontroll- und dem Datensignal stark vergrößerten und einen Laserverstärker verwendeten, der für die Wellenlänge des Datensignals transparent war. Damit wird durch das Kontrollsignal ausschließlich die Phase und nicht die Amplitude des Datensignals verändert. Mit dieser Erfindung (Patentiert unter DE 198 05 413.0) werden sehr gute Eigenschaften hinsichtlich Linearität, niedriges Rauschen, große optische Bandbreite, hoher Schaltkontrast und geringes Übersprechen erreicht.