Fakten
Die rein optische Signalverarbeitung für Anwendungen in Telekommunikationsnetzen wurde in den letzten zehn Jahren eingehend untersucht, da die Signalverarbeitung im optischen Bereich eine Reihe von Vorteilen bietet. Durch die optische Verarbeitung wird die opto-elektrische/elektro-optische Umwandlung in den Netzknoten überflüssig, was potenziell kostengünstiger sein kann. Außerdem kann die Bandbreite des Signals im Vergleich zur elektrischen Verarbeitung erheblich größer sein, da der optische Signalprozessor mit höheren Bitraten arbeiten kann.
Die optische Signalverarbeitung kann sich eine Reihe von Phänomenen und Geräten zunutze machen, um bestimmte Verarbeitungsfunktionen auszuführen. Zu diesen nichtlinearen optischen Prozessen gehören beispielsweise die Vier-Wellen-Mischung (FWM), die Selbstphasenmodulation (SPM), die Kreuzphasenmodulation (XPM), die Summenfrequenzerzeugung (SFG), die Differenzfrequenzerzeugung (DFG) und die Erzeugung zweiter Harmonischer (SHG). Für die optische Signalverarbeitung können verschiedene optische Materialien und Geräte verwendet werden, z. B. hochgradig nichtlineare Fasern (HNLF), Siliziumwellenleiter, Chalkogenidwellenleiter, periodisch gepolte Lithiumniobat-Wellenleiter (PPLN), optische Halbleiterverstärker (SOA) und photonische Kristalle oder photonische Kristallfasern. Ein zusätzlicher Vorteil der optischen gegenüber der elektrischen Signalverarbeitung besteht darin, dass die Optik alle vier Dimensionen - Wellenlänge, Polarisation, Amplitude und Phase - ausnutzen kann. In jüngster Zeit werden nichtlineare Effekte in Multimode-Fasern untersucht, die durch die Nutzung des optischen Modus einen zusätzlichen Freiheitsgrad hinzufügen könnten.
Beispiele für Funktionen, die mit nichtlinearen Geräten ausgeführt werden können, sind:
- Wellenlängenumwandlung
- Optisches Multiplexing und Demultiplexing
- Multicasting
- Entzerrung
- Korrelation
- Schnelle/diskrete Fourier-TransformationCorrelation
- Digital-Analog- (D/A) und Analog-Digital- (A/D) Umwandlungen
- Regeneration
- Optische Logikgatter (AND, OR, XOR, usw.)
- Optisch durchstimmbare VerzögerungenDigital-to-analog (D/A), and analog-to-digital (A/D) conversions