Laser and System Technologies for Access and Datacom
- Reference number
- RE07-0031
- Start and end dates
- 080701-131231
- Amount granted
- 24 000 000 SEK
- Administrative organization
- Chalmers University of Technology
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
This research project aims at developing device and system technologies in response to a rapidly increasing demand for capacity and low cost technologies in access and data communication networks where short to medium reach optical links are increasingly used to provide the bandwidth needed. More specifically, the project addresses new laser technologies (vertical cavity surface emitting lasers, VCSELs) for very high bit rates (up to and above 40 Gbit/s) and new modulation formats and electronic compensation techniques for further extending the single channel data throughput towards 100 Gbit/s. Directly current modulated VCSELs for data rates approaching 40 Gbit/s and electro-optically modulated VCSELs for data rates in excess of 40 Gbit/s will be developed. The development of such VCSELs represents a considerable challenge and requires radically new design concepts. Modulation formats such as multilevel signaling and subcarrier multiplexing will be implemented to enable data rates far in excess of the modulation bandwidth of the VCSEL. The project builds on three leading groups at Chalmers University of Technology and the Royal Institute of Technology and two industrial partners, Zarlink Semiconductor AB and Ericsson AB. Through close collaborations and active participation by industry we aim at advancing the high speed VCSEL and optical link technologies far beyond today’s state-of-the-art to fulfill long term needs of strategic importance for Swedish industry.
Popular science description
Trafiken i det globala kommunikationsnätet ökar i väldigt snabb takt. Därför är de högre nivåerna i nätet (transport- och stadsnät) idag fiberoptiska. Fiberoptisk kommunikation, där information överförs med ljuspulser längs glasfibrer, möjliggör väldigt hög kapacitet och långa överföringsavstånd. Det snabbt ökande behovet av kapacitet och bandbredd är också markant på lägre nivåer som i accessnätet, lokala nätverk och nätverk där olika typer av dator- och signalbehandlingsutrustning kopplas samman. Här blir optisk kommunikationsteknik allt vanligare eftersom elektroniska metoder inte längre klarar behoven. Behovet av bandbredd ökar dock så snabbt att även optiska länkar inom en snar framtid kommer att behöva arbeta vid betydligt högre datatakter än vad dagens teknik tillåter. Syftet med det föreslagna projektet är att utveckla tekniker och metoder, både på komponent- och systemnivå, som gör att länkkapaciteten kan ökas radikalt. Den mest kritiska komponenten i en bredbandig optisk länk är laserdioden som används i den optiska sändaren. I projektet kommer vi att forska kring s.k. VCSELs, som är en laserteknik som lämpar sig väl för relativt korta optiska länkar eftersom den erbjuder goda högfrekvensegenskaper, låg effektförbrukning och låg tillverkningskostnad. Vi avser att utveckla nya typer av VCSELs som kan moduleras på konventionellt sätt (genom strömmodulering) upp till datatakter på 40 Gbit/s och på ett nytt sätt (genom elektro-optisk modulering) vid datatakter över 40 Gbit/s. Vi avser också att implementera nya modulationsmetoder för att klara datatakter betydligt högre än laserns modulationsbandredd och på så sätt nå datatakter upp mot 100 Gbit/s. Projektet är ett samarbete mellan tre forskargrupper på Chalmers och KTH och två företag, Zarlink Semiconductor AB och Ericsson AB. Grupperna på Chalmers och KTH har lång erfarenhet från framgångsrik forskning kring kommunikationslasrar och fiberoptisk kommunikation. Zarlink är en av världens ledande tillverkare av optiska komponenter (bl.a. VCSELs) och länkar för datakommunikation. Ericsson är en av de större leverantörerna av tekniska lösningar för accessnät. Tillsammans bildar vi en stark forskningsmiljö för att kunna bedriva ett framgångsrikt forskningsprojekt av stor strategisk betydelse för svenskt näringsliv.