面向新一代光网络的波长统一转换技术

2016-09-260阅读0

  富士通研究所与德国Fraunhofer Heinrich Hertz研究所2016年9月20日宣布,开发出了对波分复用的光信号统一进行波长转换的新技术,设想在波分复用光网络的光通信中继节点上使用。对输入的光信号的波长和调制方式没有限制,对大带宽光信号统一进行波长转换,这是全球第一次实现这样的功能。

  

在光中继节点的波长撞击。图片来自富士通研

  光网络内的多个地点之间连接时,包含相同波长的光信号无法使用同一光纤传输,为了避免相同波长在光中继节点重叠,必须进行错开波长以避免冲突的波长转换处理。对于这种处理,虽然原来提出了(1)暂时转变成电信号的方法,以及(2)利用非线性光学效应和波长滤波器的方法,但都存在课题。方法(1)随着电信号与光的相互转换,处理延迟增大,每种波长都需要转换电路,因此复用波长的数量增多,耗电量增大。方法(2)虽然能够统一转换波长,但必须只去除转换前信号波长的滤波器元件,因此难以支持多种波长的信号。

  

原来的波长转换技术。图片来自富士通研

  此次的新技术在进行光的波长转换的同时还控制偏波状态,从而实现了一次性统一波长转换。新技术主要有以下两个特点。一是没有使用原来使用的波长滤波器,而是使用偏振光滤波器。具体利用的是,通过向非线性光学介质同时输入光信号和激发光,可以生成输入的光信号与波长转换的光共存的信号。随着波长转换改变光信号的偏波状态,并利用偏波滤波器去除波长转换前的光信号,只提取波长转换后的光信号。另外,波长转换时,通过控制激发光的波长间隔,可以随意控制转换后的波长。第二个特点是,对偏振复用的光信号统一进行波长转换。在这方面,此次新开发了一项新技术,将转换前光信号分离成垂直偏振波和水平偏振波,同时进行波长转换,实现重新合成,从而支持偏振复用信号。

  

此次的波长转换技术。图片来自富士通研

  研究人员利用此次的新技术试制出电路并进行了验证试验,结果成功对1Tbps以上的偏振复用的光信号统一进行了波长转换。

  通过采用此次的技术,一台波长转换装置即可对大容量光信号进行波长转换,可降低耗电量。另外,由于转换前后的波长没有限制,因此更容易改变网络的构成。今后,为了在2020年左右实现实用化,两家研究所正在研究改善转换效率、提高量产性等课题。(记者:森元 美稀)

  (全文完)