Nordiskt projekt SP, Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut, leder ett nordiskt projekt för att utvärdera metoder för att kalibrera och övervaka sändarfrekvens och effektnivå i fiberoptiska kommunikationssystem. Projektet, som startade år 2000, heter "Optical Communication Wavelength References", och handlar om tillämpad kalibrering av det fiberoptiska kommunikationssystemet DWDM. Projektet finansieras av Nordisk Industrifond, NI, och ska vara avslutat i januari 2003. Förutom SP deltar Danska Fundamentala Metrologiinstitutet (DFM), Helsingfors Tekniska Universitet, Chalmers och Proximion.

Proximions produkt - Wistom - bygger på en optisk fiber med ett inbyggt avstämbart filter. Filtret är våglängdsselektivt, det vill säga en förutbestämd ljusfrekvens passerar igenom, och alla andra studsar. Genom att tappa av ljus från en trafikerad optisk fiber och sedan låta det passera det avstämbara filtret kan man analysera den optiska signalens kvalitet i ett aktivt fibernät.

Wistom monteras i ett rack kopplat till ett stort WDM- eller DWDM-system. Sedan varnar den exempelvis om en viss våglängd har för hög eller låg effekt som behöver justeras.

Data från Wistom kan återkopplas direkt i den nod i nätverket där den är placerad, eller genom flera datalager till en nätverkscentral, där man kan analysera mätresultatet i detalj.

- För att kunna få fram vårt filter har vi utvecklat en ny teknik för att tillverka fibergitter. Apparaten, som vi kallat Uven, kan spotta ur sig ett avancerat fibergitter i kvarten. Det finns ingen apparat i hela världen som kan mäta sig med Uven, hävdar Raoul Stubbe.

UV-ljus från Uven

Principen för Uven är att man belyser ett område i fiberkärnan med två strålar från en ultraviolett laser, så att det bildas ett fransmönster. UV-belysningen skapar då en permanent periodisk brytningsindexmodulation i fibern, ett fibergitter.

- Det som är unikt med vår metod är att vi med nanometerprecision kan skarva fibergitter så att vi kan göra mycket långa fibergitterstrukturer. Dessutom kan vi variera periodiciteten på fibergittret, så kallat "chirp" (efter det engelska ordet för fågelkvitter). Långa chirpade fibergitter är kärnan i vår produkt Wistom och det är bara en handfull företag i världen som kan göra avancerade sådana, säger Raoul Stubbe.

Ett fibergitter med konstant period reflekterar endast en våglängd, nämligen den som matchar fibergittrets period. Ett chirpat fibergitter har en successivt ökande period, och reflekterar därför ett band av våglängder. Genom att göra ett långt chirpat fibergitter kan man reflektera ett helt frekvensband av våglängder.

Wistom skickar in en akustisk puls i sitt fibergitter. Pulsen går längs med fibern, och ändrar egenskaperna hos fibergittret allteftersom den passerar. Alla våglängder studsar på olika ställen i fibern, och när pulsen kommer till ett ställe där en våglängd normalt sätt skulle ha studsat så försvinner den istället igenom. Sedan avläser man olika våglängder utifrån vilken tidpunkt de når detektorn i andra änden av fibern, eftersom det visar när de studsat, och kan på så sätt avgöra hur mycket ljus som finns i olika våglängder.

Wistom har en svarstid på mindre än en millisekund, vilket är snabbare än alla andra motsvarande produkter. Den har dessutom fördelen att inte bestå av några rörliga delar, vilket gör den i princip underhållsfri. Den innehåller FPGA:er och realtidsoperativsystem för att snabbt kunna analysera ljuset och filtrera fram relevanta data.

De snabba svarstiderna ger ett test- och mätinstrument med absolut realtidseffekt, vilket ger en både trevligare och mer lättarbetad testmiljö.

Idag har Wistom bara levererats till en handfull utvalda kunder. Än så länge är inte alla certifieringsprocedurer klara, men i början av 2003 är det dags att släppa produkten på marknaden.

Proximion är inte ensamt om utveckling inom det här området. Företaget ingår i ett nordiskt projekt vars mål är att få fram säkrare optisk informationsöverföring. Projektet leds av SP, Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut. De övriga deltagarna kommer från universitet och högskolor i Danmark, Finland och Sverige. Alla projektmedlemmarna har utvecklat olika metoder för att kontrollera DWDM-kommunikationssystem (DWDM, Dense Wavelength Division Multiplexing, är våglängdsmultiplexerade nät med täta våglängder).

Gasabsorption

Danskarna har undersökt gasabsorption som en metod för att få fram absoluta våglängdsreferenser till systemen.

- Gasen absorberar vid tydliga våglängder. Man har gasen i en tät glascylinder och sänder ljus av alla våglängder igenom cylindern. Vi brukar kalla den för en "gascell". Sedan ser man på spektrat var dipparna ligger och kan då kalibrera upp exempelvis en spektrometer som används till att mäta WDM-kanalerna, berättar Anne Andersson-Fäldt, projektledare på SP.

Finländarna har utvecklat en våglängdsreferensenhet i ett kiselmaterial, med vilken man kan mäta våglängdsreferenser över ett brett spektrum. Deras forskning bygger på en etalong, två parallella ytor som det uppstår multipelreflektioner och interferens mellan. På så sätt kan man räkna fransar i ett optiskt spektrum, med konstant frekvensintervall. Den behöver absolut referens från exempelvis en laser låst till en gasabsorption, men ger sedan ett brett spektrum.

- Kiselkalibratorn från det tekniska universitetet i Helsingfors är en prototyp som kan komma att utvecklas till en produkt, om de bara kan finna finansiering för detta. I projektet är det än så länge bara Proximion som har en färdig produkt, säger Anne Andersson-Fäldt.

Torun Bager