DTU-forskere er først med firedobbelte polarisationssystemer

Forskere fra DTU Fotonik har som de første i verden sendt data fordelt på fire forskellige polarisationstilstande gennem en optisk fiber og gendannet signalerne korrekt.

Idelfonso Tafur Monroys forskningsgruppe præsenterede for nylig dette resultat på European Conference on Optical Communication i form af et såkaldt postdeadline paper, som kun antages til præsentation på konferencen, hvis det indeholder forskning af ekstraordinær høj kvalitet.

De mest simple optiske systemer, der anvendes, er baseret på intensitetsmodulation, hvor man slukker og tænder for laserlyset med høj hastighed, kombineret med direkte detektion af dette signal i en fotodiode.

En simpel måde at fordoble datahastigheden i et sådant system på er at sende to forskellige polarisationsretninger gennem samme fiber. Det gøres eksempelvis ved at sende henholdsvis vandret (X-retning) og lodret polariseret (Y-retning) lys.

Hvis man ved, hvordan polarisationstilstanden ændrer sig gennem fiberen, er der dog ikke noget til hinder for, at man kan sende flere polarisationstilstande gennem fiberen. Det viste franske forskere allerede i midten af 1980’erne, hvor de angav en metode til at sende tre polarisationstilstande gennem en fiber. Det var generelt antaget, at tre nok var det maksimalt mulige.

DTU-forskerne har nu udviklet et system, der sender fire polarisationer gennem en fiber i form af tre lineære polarisationer, vandret (X), lodret (Y) og 45 grader, samt en cirkulær (venstredrejet) polarisation.

Disse fire signaler sendes gennem fiberen. I modtageren detekterer man ikke disse signaler direkte, men i stedet intensiteten af det samlede signal, intensiteten målt med vandret polarisation (X), intensiteten målt med lineær polarisation ved 135 grader og endelig intensiteten af højrecirkulær polarisation.

Nøglen til at omdanne disse signaler til de fire oprindelige signaler er en algoritme, der kompenserer for de polarisationsændringer, der sker i fiberen,

En japansk forsker viste tidligere i år, hvordan dette kan ske for to polarisationer ved at holde øje med en enkelt polarisationsvektor. DTU-forskerne har nu udvidet dette til tre polarisationsvektorer.

Forskerne har sendt 128 Gbit/s gennem to kilometer fiber fordelt på fire polarisationer og gendannet signalerne med så lavt fejlantal, at det kan rettes op med brug af fejlkorrigerende koder. Hvis man ikke anvender en algoritme, der tager højde for polarisationsændringerne i fiberen, stiger fejlantallet voldsomt.