SemIcoNDuctor transceIvers for mUltilevel Modulation(INDIUM)
- Reference number
- ID17-0101
- Start and end dates
- 180101-181231
- Amount granted
- 0 SEK
- Administrative organization
- KTH - Royal Institute of Technology
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
The doctoral project INDIUM applies to optical coherent communications techniques to resolve the present gridlock on worldwide transmitted data capacity. The main goal of the INDIUM project is to train a gifted PhD researcher with a strong academic background in optical coherent communications through a research program focused on developing know-how and skills in high speed semiconductor transceiver design and evaluation for multilevel signals. This will create systematic mechanism for PhD student, to provide active feedback to semiconductor component designer’s team at Finisar Sweden AB to optimize energy efficiency and overall performance of high speed transceivers. The success of this project will create knowledge to the fields of laser, modulator, detector technology, and establish an advanced education platform for PhD student resulting in leading position for Sweden in the industrial applications relevant to communications, defense and healthcare.
Popular science description
Nästan all informationsöverföring över längre sträckor, oavsett om vi surfar på Internet eller talar i mobiltelefon (där endast de närmsta kilometrarna är trådlös), sker idag genom ljuspulser som färdas i en glasfiber. Laserblinkningarna i ena ändan av fibern detekteras i andra änden med en fotodetektor. Genom att använda lasrar med olika våglängd (färg på ljuset) och i mottagaren separat detektera de olika våglängderna (d.v.s. kanalerna) kan man överföra flera signaler parallellt och öka informationsskapaciteten. Även om principen är enkel så får man problem vid snabba blinkningar (varje blinkning blir då kortare varigenom signalen blir våglängdsmässigt bredare, d.v.s. bandbredden ökar). Detta innebär att antalet kanaler måste minskas eftersom fiberns totala bandbredd är begränsad. Dessutom är ljushastigheten i fibern våglängdsberoende, vilket medför att de korta pulserna blir längre (utsmetade på varandra) vilket gör dem svåra att särskilja i mottagaren. För att möjliggöra snabbare informationsöverföring krävs därför mer avancerade sändningsmetoder där ändringar i både ljusvågens amplitud, fasläge och polarisation används för att prägla information på blinkningen. Om man t.ex. låter amplituden ha fyra möjliga värden i stället för två, fasen ha två möjliga lägen samt polarisationen vara vertikal eller horisontell fås 16 kombinationer vilket motsvarar fyra bitar information per blinkning. Detta medför att man kan överföra information fyra gånger snabbare utan att signalens bandbredd blir större. Givetvis innebär det väsentligt ökad komplexitet på både sändar- och mottagarsidan och nya hårdare krav på ingående komponenter. Projektet INDIUM är ett samarbete mellan Finisar Sweden AB och KTH att utbilda en industridoktorand i att utveckla kostnadseffektiva, energisnåla och tillförlitliga fiberoptiska sändare och mottagare för ovanstående avancerade sändningsmetoder. Genom datorsimuleringar, komponentdesign, komponentmätningar och systemexperiment undersöks kraven som ställs på komponenterna och metoder utvecklas för att uppfylla eller mildra dessa krav. Systemmätningarna kommer ske i KTH/Acreo’s gemensamma fiberoptiska laboratium. Förutom en ny doktor och bättre fiberoptiska sändare och mottagare kommer projektet generera ny vetenskaplig kunskap som kommer, efter eventuell patentansökan, publiceras i vetenskapliga tidskrifter och konferenser.