Новое оптоволокно изменит скорость доступа

Новаторские исследования в Европе обещают революционизировать высокоскоростной доступ на «последней миле».

POF для передачи данных часто рассматривают как потребительскую версию стеклянного оптоволокна, с помощью которого строят протяженные магистрали телекоммуникационных сетей. Гибкие пластиковые волокна из полиметилметакрилата (PMMA) с диаметром сердцевины 1 мм недороги в производстве, просты в установке и передают свет в видимом диапазоне, делая обслуживание безопасным и легким. Тем не менее наряду с этими привлекательными свойствами POF обеспечивают низкую полосу пропускания и характеризуются высоким затуханием, что ограничивает их использование для передачи данных на короткие расстояния и при относительно небольших скоростях.

Как результат, пластиковое оптоволокно применялось в основном в качестве альтернативы медным проводам на «последней миле». В офисах и домах POF стало популярным для развертывания локальных сетей, тогда как в машинах оно заменило медь для передачи видеосигналов на встроенные системы для развлечений или получения данных от датчиков. Однако это не все его потенциальные возможности. Исследования европейских ученых, работающих в рамках проекта, подготовили почву для использования этого волокна в оптических вычислениях, сверхскоростных ЛВС, новых сенсорных устройствах и даже в одежде, где свет предусмотрен в целях безопасности или просто как дань моде. «Область применения POF и оптических технологий на его базе широка, и прогресс в этом направлении предоставит ряд преимуществ многим приложениям», – отметил Джульелмо Ланцани (Guglielmo Lanzani), исследователь из Миланского технологического университета и координатор проекта POLYCOM.

Одним из основных достижений команды POLYCOM является первый в мире полностью оптический высокоскоростной модулятор для POF-сетей – важный шаг навстречу интенсивно развивающейся быстрой оптической передаче данных. Техника, протестированная для длины волны 520 нм (зеленый свет), предусматривала использование двух лучей света от одного пульсирующего лазерного источника, распространяющихся в POF, физические свойства которого были модифицированы химическим путем или легированием фотоактивными полимерами с целью изменить способ распространения фотонов.

С помощью интерференции можно переключать световой луч в состояния «есть/нет», формируя таким образом поток битов. Вследствие специфических свойств легированного POF переключение состояний выполняется за несколько сотен фемтосекунд. По заявлению г-на Ланцани, это не только позволит добиться высоких скоростей передачи данных, но и может быть использовано для реализации мультиплексирования с разделением по времени, что увеличит полосу пропускания в большей степени, чем посредством современного мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM).

При постоянной необходимости в увеличении полосы пропускания мультиплексирование сигналов на передающей стороне и демультиплексирование их на приемной будет требовать переключений на скоростях, доступных исключительно на оптическом оборудовании.

Для создания полностью оптических переключателей команда POLYCOM использовала легированные POF, называемые полифлуоренами, или F8BT, один из нескольких материалов, изученных группой при поиске необходимых оптических свойств. В процессе исследований был также разработан ряд новых типов легированных POF.

Ответвлением разработки стало исследование жидкостных оптических каналов, направленное на изучение оптических свойств связанных полимеров в жидком растворе внутри микроканалов с целью изготовления компактных фотонных устройств. Такие устройства можно использовать в качестве базовых в биочипах в медицине, где оптические сенсоры идентифицировали бы бактерии, вирусы и даже нити ДНК в телесных жидкостях.

Хотя о коммерческом воплощении жидкостно-оптических устройств речь не идет, г-н Ланцани отмечает, что полученные результаты, вероятно, будут применяться в коммерческих приложениях в последующие годы, в частности, в тех областях, где POF может оказаться полезным. Автоиндустрия, по мере усложнения машины, будет и далее требовать более быстрых сетей на базе пластического оптоволокна, да и интерес к использованию POF со стороны ЛВС и телекоммуникаций продолжает расти. Вдобавок некоторые исследовательские группы и компании рассматривают возможности применения POF в датчиках, базирующихся на изменениях передачи света оптоволокном для измерения влажности или уровня жидкости.