Fraunhofer-Gesellschaft

Publica

Hier finden Sie wissenschaftliche Publikationen aus den Fraunhofer-Instituten.

Übertragungs- und Komponententechnik für 100Gbit/s Systeme

HHI-100GET. Abschlußbericht, Laufzeit des Vorhabens: 01.10.2007 bis 30.09.2010. Förderkennzeichen: 01BP0760
 
: Freund, R.; Velthaus, K.-O.; Kunkel, R.; Schubert, C.; Schell, M.; Nölle, M.

:
Fulltext (PDF; )

Berlin: Fraunhofer HHI, 2011, 62 pp.
German
Report, Electronic Publication
Fraunhofer HHI ()

Abstract
Das Ziel der F&E-Arbeiten im Rahmen des Projektes war es, effiziente Übertragungssysteme für 100 Gbit/s zu realisieren, die ein hohes Maß an Kompatibilität mit der bestehenden Netzinfrastruktur und Robustheit gegen die bei höheren Datenraten massiv steigenden Übertragungsstörungen aufweisen. Eng mit dieser Entwicklung verbunden sind neue Anforderungen an die elektronischen, optischen und optoelektronischen Komponenten, insbesondere an Transmitter und Receiver auf der Sende- und Empfangsseite der 100 GbE-Übertragungssysteme. Deshalb war das Ziel für Übertragungsraten von 100 Gbit/s auf neuen Prinzipien beruhende, technologisch äußerst anspruchsvolle Subkomponenten (OE- und EO-Konverter) zu entwickeln. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt: Im Rahmen einer Studie konnte gezeigt werden, das 100 Gbit/s Systeme basierend auf optischem Zeitmultiplex als Referenzsysteme geeignet sind. Weiterhin wurden sowohl numerische als auch experimentelle Untersuchungen zu künftigen 100 Gbit/s Systemen durchgeführt. Dabei zeigte sich das kohärente Systeme, die eine komplette Umwandlung des optischen Feldes ins elektrische erlauben, sehr große Vorteile bieten. Bedingt durch die in den letzten Jahren gestiegenen elektrischen Verarbeitungskapazitäten erlaubt die kohärente Technik die Kompensation einer Vielzahl von Übertragungsstörungen im elektrischen, sowohl am Sender als auch am Empfänger. Darüber hinaus erlaubt sie die Verwendung höherwertiger QAM Modulationsformte (Modulation in Amplitude und Phase), die Übertragung im Polarisationsmultiplex sowie aus dem Mobilfunk bekannte Techniken wie OFDM (orthogonal frequency division multiplexing). Im Bereich der Komponenten gelang die Entwicklung von vollintegrierten kohärenten Empfängern auf InP-basis. Diese Schlüsselkomponente für kohärente Empfänger ebnete den Weg für den Erfolg dieser Übertragungstechnik mit den oben beschriebenen Vorteilen. Kohärente Systeme sind als künftiger Standard für Weitverkehrssystemen anzusehen und befinden sich derzeit bereits in der Einführungsphase in die bestehenden Kommunikationssysteme. Senderseitig konnten zum einen Amplituden- Modulatoren mit sehr hoher Bandbreite demonstriert werden. Zum anderen gelang die Realisierung von IQModuiatoren, die zur Erzeugung höherwertiger Modulationsformate wie QPSK benötigt werden, erstmals im Materialsystem InP. Solche Modulatoren versprechen zukünftig kompaktere Bauformen und höhere Bandbreiten.

 

The aim of the R&D work within this project was to find solutions for efficient 100 Gbit/s transmission The systems should offer a high degree of compatibility to the existing network infrastructure and shouslydstbeems. very robust against transmission impairments, which are known to increase dramatically with increasing data rates. Linked to this development are new requirements for the electronic, optical and opto-electronic components, in particular at the transmitter and receiver side of these 100 GbE transmission systems. Therefore the additional aim was to develop technologically challenging sub-components (OE- and EO-converter) for those 100 Gbit/s systems, based on new principles. The following results were achieved: In the framework of a study it could be shown that 100 Gbit/s systems based on optical time-division multiplexing can serve as reference systems. Furthermore numerical as well as experimental investigations on future 100 Gbit/s systems were carried out. They showed that coherent systems, which allow a complete conversion of the optical field into the electronic domain, offers great advantages. Supported by the great progress in the area of electronic signal processing the coherent systems allow to compensate a number of transmission impairments in the electronic domain. This compensation is possible at the transmitter as well as at the receiver. Furthermore coherent systems allow the use of higher order QAM modulation formats (modulation of amplitude and phase), transmission with polarization multiplex and the use of techniques known from mobile communication, such as orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). In the area of optical components the project achieved the development of a fully integrated coherent receiver based on InP. This key component for coherent systems paves the way for the success of this receiver technology with the advantages mentioned above. Coherent systems are seen as the coming standard for systems in wide area networks and are introduced into the telecommunication infrastructure already today. At the transmitter side an amplitude modulator with very high bandwidth could be demonstrated within the project. Furthermore the realisation of an IQ-modulator to generate higher order modulation formats, such as QPSK, was achieved for the first time in the material system InP. Such modulators promise more compact modulator modules with higher bandwidth in the future.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-211449.html