Svenska solitoner sätter världsrekord

I ett experiment med Telias fibernät i Jönköping har en forskargrupp från Institutionen för Mikroelektronik på Chalmers lyckats överföra data med 40 Gbit/s över 400 km kommersiellt installerad fiber. Nyckeln till framgången heter solitoner.

- Ingen har gjort solitoner i ett fältförsök över 20 Gbit/s förut, säger en nöjd Peter Andrekson, professor vid Institutionen för mikroelektronik på Chalmers Tekniska Högskola.

Så att skicka 40 Gbit/s över 400 km i ett kommersiellt fiberoptiskt nät är världsrekord för dagen. Fältförsöket är avslutningen på samarbetsprojektet ACTS som ingår i EU-programmet MIDAS.

Det som begränsar överföringsavståndet vid 40 Gbit/s är dispersionen, det vill säga breddningen av ljuspulserna. När de breddats tillräckligt mycket börjar de överlappa varandra vilket medför att det inte längre går att särskilja bitarna.

Olika orsaker

Dispersionen har flera orsaker men för sigelmodfiber, som är den typ av fiber som används i transportnätet, är materialdispersion och polarisationsdispersion de största.

Det pågår därför arbete med olika metoder för att lösa problemet och därmed få upp bandbredden. Materialdispersionen är linjär och går därför att kompensera för, även om kostnaden för att bygga nätet ökar.

Polarisationsdispersionen är däremot stokastisk och varierar från tid till annan vilket gjort den till en svårare nöt att knäcka.

- Vi har för första gången experimentellt visat att solitoner är mer robusta än linjära pulser för polarisationsdispersion, säger Peter Andrekson.

- Dessutom bibehåller solitonpulserna sin form bara man genererat dem med någorlunda rätt form.

Att försöket utförts i Jönköping beror på att Telia har en 60 km lång fiberoptisk ring med 30 varv just där.

- Vi utnyttjade sju varv av ringen för att få ihop 400 km, ett typsikt avstånd mellan storstäder i Europa.

Fibern är dispersionsskiftat och varje varv har en en fiberoptisk förstärkare.

Chalmersforskarna har byggt både sändaren och mottagaren i systemet. Bitfelshalten i mottagaren var bättre än 10-11.

Per Henricsson

Solitonen håller ihop pulsen

Solitoner är optiska pulser som utnyttjar en ickelinjär effekt i optiska fibrer för att motverka pulsdeformering av olika slag som "normala" pulser lider av. Metoden bygger på att brytningsindex i fibern varierar beroende på ljusstyrkan förutsatt att ljusstyrkan är tillräckligt stor. Pulsen måste alltså både ha hög intensitet och vara smal.

Fenomenet med solitoner kan liknas vid en grupp löpare som springer på en mjuk madrass. De starka löparna i täten av gruppen har alltid uppförsbacke medan de som sackar efter får nedförsbacke. Om nu bara gruppen är rätt sammansatt så kommer den att hålla ihop ända fram till målet. På ett liknande sätt fungerar det med ljuspulsen om den har riktiga proportioner.

PH