17
Latar Belakang Perkembangan ilmu dibidang teknologi komunikasi dewasa ini semakin meningkat, hal ini sejalan dengan peningkatan kebutuhan masyarakat akan komunikasi yang efektif, canggih, berkecepatan tinggi dan bandwidth yang besar membawa kepada perkembangan teknologi komunikasi broadband. Salah satu teknologi yang dapat memenuhi kebutuhan komunikasi ideal dengan bandwidth lebar, kecepatan tinggi adalah serat optik. Serat optik adalah sebuah teknologi transmisi dengan cara melewatkan cahaya pada serat optik. Karena kehandalan serat optik tersebut pertumbuhan trafik pada sejumlah jaringan backbone optic mengalami percepatan yang tinggi sehingga kapasitas jaringan tersebut dengan cepatnya terisi, oleh karena itu diperlukan teknologi yang bisa memperbesar kapasitas jaringan tanpa membangun jaringan optik baru, dan teknologi yang memenuhi adalah WDM. Teknologi WDM pada dasarnya adalah teknologi transport untuk menyalurkan berbagai jenis trafik (data, suara, dan video) secara transparan, dengan menggunakan panjang gelombang (λ) yang berbeda-beda dalam suatu fiber tunggal secara bersamaan. Pengembangan jaringan Wavelength Division Multiplexing (WDM) membawa kepada dibutuhkannya sebuah skema perutean panjang gelombang secara dinamis (dynamic wavelength routing) yang dapat merekonfigurasi jaringan seraya memelihara sifat nonblocking-nya. Fungsi ini dapat dipenuhi oleh sebuah optical cross connect (OXC). Optical Cross Connect (OXC) adalah elemen jaringan yang memungkinkan dapat dilakukannya rekonfigurasi jaringan optik, dimana lintasan cahaya dapat dinaikkan dan diturunkan sesuai kebutuhan. Switching Switching merupakan suatu komponen yang sangat penting dalam jaringan telekomunikasi. Ia juga merupakan operasi dasar bagi komputer optik dan system pemrosesan sinyal. Pengembangan yang sangat pesat dari sistem komunikasi dengan serat optik yang berkecepatan tinggi (1012 bit/detik) telah meyebabkan suatu kebutuhan akan piranti untuk pemrosesan sinyal optik berkecepatan tinggi yaitu dengan switching optik (all-optical switching). Switching adalah suatu divais untuk membuat dan memutuskan kontak diantara lintasan-lintasan transmisi dalam sistem komunikasi atau pengolahan sinyal. Beberapa contoh sederhana dari elemen switching ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Unit control

Makalah Optoelektronika

Embed Size (px)

DESCRIPTION

tutorial

Citation preview

Latar Belakang

Perkembangan ilmu dibidang teknologi komunikasi dewasa ini semakin meningkat, hal

ini sejalan dengan peningkatan kebutuhan masyarakat akan komunikasi yang efektif, canggih,

berkecepatan tinggi dan bandwidth yang besar membawa kepada perkembangan teknologi

komunikasi broadband. Salah satu teknologi yang dapat memenuhi kebutuhan komunikasi ideal

dengan bandwidth lebar, kecepatan tinggi adalah serat optik.

Serat optik adalah sebuah teknologi transmisi dengan cara melewatkan cahaya pada

serat optik. Karena kehandalan serat optik tersebut pertumbuhan trafik pada sejumlah

jaringan backbone optic mengalami percepatan yang tinggi sehingga kapasitas jaringan

tersebut dengan cepatnya terisi, oleh karena itu diperlukan teknologi yang bisa memperbesar

kapasitas jaringan tanpa membangun jaringan optik baru, dan teknologi yang memenuhi

adalah WDM. Teknologi WDM pada dasarnya adalah teknologi transport untuk menyalurkan

berbagai jenis trafik (data, suara, dan video) secara transparan, dengan menggunakan panjang

gelombang (λ) yang berbeda-beda dalam suatu fiber tunggal secara bersamaan.

Pengembangan jaringan Wavelength Division Multiplexing (WDM) membawa kepada

dibutuhkannya sebuah skema perutean panjang gelombang secara dinamis (dynamic

wavelength routing) yang dapat merekonfigurasi jaringan seraya memelihara sifat

nonblocking-nya. Fungsi ini dapat dipenuhi oleh sebuah optical cross connect (OXC). Optical

Cross Connect (OXC) adalah elemen jaringan yang memungkinkan dapat dilakukannya

rekonfigurasi jaringan optik, dimana lintasan cahaya dapat dinaikkan dan diturunkan sesuai

kebutuhan.

Switching

Switching merupakan suatu komponen yang sangat penting dalam jaringan

telekomunikasi. Ia juga merupakan operasi dasar bagi komputer optik dan system pemrosesan

sinyal. Pengembangan yang sangat pesat dari sistem komunikasi dengan serat optik yang

berkecepatan tinggi (1012 bit/detik) telah meyebabkan suatu kebutuhan akan piranti untuk

pemrosesan sinyal optik berkecepatan tinggi yaitu dengan switching optik (all-optical

switching).

Switching adalah suatu divais untuk membuat dan memutuskan kontak diantara

lintasan-lintasan transmisi dalam sistem komunikasi atau pengolahan sinyal. Beberapa contoh

sederhana dari elemen switching ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Unit control

berfungsi untuk memproses perintah untuk koneksi dan mengirimkan suatu control sinyal

untuk mengoperasikan switching sesuai dengan yang dikehendaki. Gambar 1 Contoh elemen swtiching, (a) 1 x 1, (b) 1 x 2, dan (c) 2 x 2. Unit control berfungsi untuk mengkontrol elemen

sesuai dengan yang dikehendaki.

Suatu piranti switching dicirikan oleh parameter-paramater berikut:

(a) Ukuran (jumlah saluran input dan output) dan arah (apakah data dapat ditransfer kedalam satu

atau dua arah).

(b) Waktu switching (waktu yang diperlukan untuk merubah dari kondisi ON ke kondisi OFF atau

sebaliknya)

(c) Waktu tunda (delay time) perambatan (waktu yang diperlukan sinyal untuk melewati

piranti switching) (d) Throughput (laju transmisi data yang dapat dialirkan melalui piranti jika ia dihubungkan)

(e) Energi switching (energi yang diperlukan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan

switching)

(f) Disipasi daya (energi yang hilang per detik didalam proses switching)

(g) Insertion loss (daya sinyal yang berkurang/drop akibat adanya sambungan)

(h) Crosstalk (kebocoran daya ke jalur yang lain)

(i) Dimensi fisik (ukuran fisik dari piranti)

Switching Elektronik

Switching elektronik adalah suatu piranti yang digunakan dalam sinyal elektronik. Ia

dikontrol oleh electro-mechanical (relay) atau secara elektronik (rangkaian logika). Material

yang digunakan sebagai bahan sinyal elektronik umumnya bahan semikonduktor. Berikut

beberapa karakteristik dari switching elektronik :

• Minimum switching time : 10 - 20 ps

• Minimum energy per operation = 10 - 20 fJ

• Minimum switching power ≈ 1 mW

• Piranti Josephson dapat beroperasi pada energi yang rendah ( 10 aJ), switching time

1,5 ps.

Pada prinsipnya sinyal optik dapat diswitch dengan menggunakan switching elektronik,

dimana sinyal optik dikonversi ke dalam sinyal elektronik dengan fotodetektor, kemudian

diswitch secara elektronik dan dikonversi kembali ke dalam sinyal optik dengan LED atau laser,

seperti ditunjukkan pada gambar 2. Akibat proses konversi time delays menjadi lama dan terjadi

disipasi daya (power loss).

Gambar 2 Proses switching sinyal optik menggunakan switching elektronik. Fotodetektor digunakan untuk

mengkonversi sinyal optik menjadi sinyal elektronik (O/E), sedangkan sinyal elektronik dikonversi menjadi sinyal

optik (E/O) menggunakan LED (Light Emitting Diode). Tahapan konversi sinyal menyebabkan waktu switching

menjadi lebih lama dan kerugian daya (power loss).

All-Optical Switching

Kebanyakan peralatan jaringan saat ini masih didasarkan pada sinyal elektronik, yang

berarti bahwa sinyal optik harus dikonversi ke yang listrik , harus diperkuat , regenerasi atau

diaktifkan, dan kemudian reconverted ke sinyal optik . Hal ini umumnya disebut sebagai '

optik -to -elektronik -ke- optik ' ( OEO ) konversi dan merupakan hambatan yang signifikan

dalam transmisi . Sejumlah besar informasi berkeliling jaringan optik perlu diaktifkan melalui

berbagai titik yang dikenal sebagai node . Informasi tiba di node akan diteruskan menuju

tujuan akhir melalui jalur terbaik , yang dapat ditentukan oleh faktor-faktor seperti jarak ,

biaya , dan keandalan rute tertentu . Cara konvensional untuk beralih informasi ini adalah

untuk mendeteksi cahaya dari serat optik masukan , mengubahnya menjadi sinyal listrik , dan

kemudian dikonversi kembali ke sinyal bahwa sinar laser , yang kemudian diturunkan serat

Anda ingin informasi yang kembali keluar . Misalnya, dalam jaringan jarak jauh , konversi

OEO dapat terjadi sesering setiap 600 kilometer hanya untuk tujuan amplifikasi .

Premis dasar dari Optical Switching adalah bahwa dengan mengganti switch jaringan

elektronik yang ada dengan yang optik, kebutuhan OEO konversi dihapus. Jelas, keuntungan

menjadi mampu menghindari tahap konversi OEO yang signifikan. Pertama, switching optik harus

lebih murah, karena tidak ada kebutuhan untuk banyak kecepatan tinggi elektronik mahal.

Menghapus kompleksitas ini juga harus membuat switch fisik lebih kecil.

Sayangnya, teknologi switching optik masih sangat banyak dalam masa pertumbuhan. Ada

banyak usulan tentang bagaimana untuk mengimplementasikan beralih cahaya antara serat optik,

seperti amplifier semikonduktor, kristal cair, kristal hologram, dan cermin kecil. Salah satu teknik

yang paling umum yang dikembangkan adalah bahwa dari cermin bergerak kecil dikenal sebagai

sistem mikro-elektro-mekanik (MEMS).

MEMS

MEMS terdiri dari cermin tidak lebih besar dari diameter rambut manusia yang diatur pada

pivots khusus sehingga mereka dapat dipindahkan dalam tiga dimensi. Beberapa ratus cermin

tersebut dapat ditempatkan bersama-sama di cermin array tidak lebih besar dari beberapa

sentimeter persegi. Cahaya dari serat masukan ditujukan cermin, yang diarahkan untuk

memindahkan cahaya untuk cermin lain pada array hadapi. Cermin ini kemudian

memantulkan cahaya ke bawah menuju serat optik output yang diinginkan.

Sistem mikro - elektro - mekanik ( MEMS ) yang digunakan secara luas di beberapa industri lain,

tetapi penggunaannya untuk aplikasi telekomunikasi yang relatif baru. Dalam telekomunikasi,

MEMS telah menjadi identik dengan array cermin miring kecil yang digunakan untuk kain

switching optik, meskipun teknologi yang sama yang digunakan untuk membuat berbagai komponen

lain juga .

Sejak MEMS menciptakan begitu banyak cermin pada satu chip , biaya per elemen switching

relatif rendah . Namun, karena melibatkan bagian yang bergerak , MEMS cukup lambat

untuk beralih - membutuhkan milidetik untuk melakukannya . Ini bagus untuk lambda

penyediaan atau restorasi tapi terlalu lambat untuk meledak switching optik atau packet

switching aplikasi optik.

MEMS konvensional bekerja dengan mencerminkan sinar cahaya dari permukaan cermin

kecil. Sistem MEMS memiliki bagian yang bergerak, dan kecepatan di mana cermin

bergerak terbatas. Dengan menerapkan lebih saat ini, cermin dapat bergerak lebih cepat,

tapi ada batas untuk berapa banyak saat ini dapat dikirim ke array cermin. Jika ini tidak

cukup buruk, tampaknya bahwa kecepatan dan persyaratan perpindahan sudut dalam

perhitungan arus diperlukan memiliki kekuatan integer sekitar 4 atau 5, dan intinya adalah

bahwa kita harus menempatkan banyak arus ke array untuk perbaikan kecil dalam hal

kecepatan. Dengan mengubah desain cermin sehingga sudut di mana cahaya dibengkokkan

lebih kecil , mungkin untuk mencapai kecepatan lebih cepat switching . Teknik ini dikenal

sebagai " MEMS cepat. "

MEMS array dapat dibangun pada chip tunggal , pendekatan tunggal -pesawat . Dengan kata

lain mereka adalah 2 dimensi ( 2D MEMS ) . Dalam pendekatan sederhana itu juga mungkin

untuk menumpuk sejumlah 2D array MEMS di atas satu sama lain untuk membuat array

MEMS 3D . Bahkan , real sistem MEMS 3D agak lebih kompleks dari ini , tetapi prinsip

umum berlaku.

Sebuah kelemahan besar MEMS 3D adalah kenyataan bahwa ribuan cermin memerlukan

perangkat lunak yang kompleks untuk mengkoordinasikan operasi mereka. Secara khusus,

satu vendor telah menyarankan bahwa ada lebih dari satu juta baris kode dalam

pelaksanaannya (meskipun referensi mungkin ke perangkat lunak beralih secara keseluruhan,

dan bukan hanya subsistem MEMS ) . Meskipun mungkin untuk menguji perangkat lunak

secara luas, kesempatan untuk bug meningkat secara geometris dengan ukuran basis kode.

Pada terbalik, MEMS adalah teknologi yang sangat cepat berubah. Karena tampaknya

memiliki monopoli pada port -count pasar switch optik tinggi untuk saat ini, sejumlah besar

investasi yang masuk ke dalam implementasi dan ke pemecahan masalah dasar.

Optical Cross Connect (OXC)

OXC merupakan suatu perangkat yang digunakan dalam telekomunikasi untuk menyambungkan sinyal optik berkecepatan tinggi dalam sebuah jaringan fiber optik, seperti jaringan mesh optik.

Berfungsi merutekan kanal panjang gelombang.

Berukuran NxN.

Memungkinkan untuk rekonfigurasi jaringan optik. Contoh OXC

Macam - Macam OXC

1. Opaque OXC Biasa disebut electronic switching Diimplementasikan dalam electronic domain Semua input sinyal optik dikonversi ke sinyal elektrik Kemudian diswitch oleh modul switch elektrik Kemudian diubah kembali menjadi sinyal optic

2. Transparent OXC Disebut optical switching Semua perangkat berbasis optik Sinyal optik yang datang ke node akan didemultiplex kemudian sinyal tersebut

akan diswitch oleh modul optical switch Setelah mengalami proses switching, sinyal optik tersebut akan dimultiplex

kembali 3. Translucent OXC

Disebut optical and eletronic switching Gabungan dari Opaque OXC dan Transparent OXC Dalam arsitekturnya, terdapat optical switch modul dan eletronic switch

modul. Dalam sebagian besar kasus, optical switch modul lebih banyak digunakan. Ketika optical switch sibuk, maka sinyal input yang datang akan ditangani

oleh electrical switch

Wavelength Converter

Panjang gelombang konversi dapat digunakan dalam jaringan WDM untuk meningkatkan

efisiensi. Pertimbangkan jaringan pada gambar 1 di bawah ini. Ini menunjukkan jaringan

panjang gelombang-diarahkan mengandung dua WDM crossconnects (S1 dan S2) dan lima

stasiun akses (A sampai E). Tiga lightpaths telah dibentuk (C ke A pada panjang gelombang λ1, C

ke B pada λ2, dan D ke E pada λ1).

Untuk membangun lightpath, kami mengharuskan gelombang yang sama dialokasikan pada semua

link di jalan. Persyaratan ini dikenal sebagai panjang gelombang-kontinuitas kendala. Kendala ini

membedakan jaringan-panjang gelombang disalurkan dari jaringan circuitswitched yang blok

panggilan hanya ketika tidak ada kapasitas sepanjang salah satu link di jalur ditugaskan untuk

panggilan.

1) Perhatikan Contoh pada Gambar 2 (a) bawah.

Dua lightpaths telah dibentuk di jaringan:

1. Antara Node 1 dan Node 2 pada panjang gelombang λ1

2. Antara Node 2 dan Node 3 pada panjang gelombang λ2

Sekarang anggaplah lightpath antara Node 1 dan Node 3 kebutuhan yang akan dibentuk.

Menetapkan seperti lightpath mustahil meskipun ada panjang gelombang gratis pada masing-

masing link di sepanjang jalan dari Node 1 Node 3. Hal ini karena panjang gelombang yang

tersedia pada dua link yang BERBEDA. Dengan demikian, jaringan kontinuitas panjang

gelombang mungkin menderita dari memblokir lebih tinggi dibandingkan dengan jaringan

circuit-switched.

Sangat mudah untuk menghilangkan kendala-panjang gelombang kontinuitas, jika kita

mampu mengkonversi data tiba pada satu panjang gelombang sepanjang link ke gelombang lain

pada node intermediate dan meneruskannya sepanjang link berikutnya. Teknik seperti ini disebut

sebagai konversi panjang gelombang.

Di atas gambar 2 (b), konverter panjang gelombang pada Node 2 digunakan untuk

mengkonversi data dari panjang gelombang λ2 ke λ1. Lightpath baru antara Node 1 dan Node 3 kini

dapat ditetapkan dengan menggunakan panjang gelombang λ2 pada link dari Node 1

Node 2, dan kemudian dengan menggunakan panjang gelombang λ1 mencapai Node 3 dari

Node 2.

Perhatikan bahwa lightpath tunggal dalam suatu jaringan panjang gelombang-konversi dapat

menggunakan panjang gelombang yang berbeda di sepanjang masing-masing link di jalan.

Dengan demikian, konversi panjang gelombang dapat meningkatkan efisiensi dalam jaringan

dengan menyelesaikan konflik panjang gelombang dari lightpath.

Wavelength Converter Functions

Fungsi konverter panjang gelombang adalah untuk mengkonversi data pada panjang

gelombang masukan ke output panjang gelombang mungkin berbeda antara panjang

gelombang N dalam sistem (lihat gambar 3 di bawah).

Dalam gambar ini dan seluruh tutorial ini,

• λs = panjang gelombang sinyal input

• λc = panjang gelombang dikonversi

• λp = panjang gelombang pompa

• fs = frekuensi input

• fc = frekuensi dikonversi

• fp = frekuensi pompa

• CW = gelombang kontinyu (unmodulated) dihasilkan sebagai sinyal pompa

Sebuah konverter panjang gelombang yang ideal harus memiliki karakteristik sebagai

berikut:

• Transparansi untuk bit rate dan format sinyal

• Cepat waktu setup output panjang gelombang

• Konversi untuk kedua panjang gelombang lebih pendek dan lebih lama

• Tingkat daya input Moderat

• Kemungkinan untuk input dan output yang sama panjang gelombang (yaitu, tidak ada

konversi)

• Ketidakpekaan untuk memasukkan polarisasi sinyal

• sinyal keluaran rendah kicauan dengan rasio kepunahan yang tinggi dan rasio signal-to-

noise yang besar

• Wikipedia pelaksanaan

Wavelength Conversion Technology

Panjang gelombang konverter dapat diklasifikasikan berdasarkan rentang panjang gelombang

bahwa mereka dapat menangani input dan output mereka. Sebuah perangkat fixed - masukan, fixed

-output selalu mengambil dalam panjang gelombang tetap masukan dan mengkonversi

ke panjang gelombang tetap output. Sebuah perangkat variabel - masukan, fixed -output

mengambil dalam berbagai panjang gelombang tapi selalu mengubah sinyal input ke panjang

gelombang tetap output. Sebuah fixed - masukan, perangkat variabel -output melakukan

fungsi sebaliknya. Akhirnya, variabel - masukan, perangkat variabel -output dapat

mengkonversi panjang gelombang masukan untuk setiap output panjang gelombang.

Selain berbagai panjang gelombang pada input dan output, kita juga perlu

mempertimbangkan berbagai kekuatan optik masukan bahwa konverter dapat menangani,

apakah konverter transparan dengan tingkat bit dan format modulasi dari sinyal input, dan

apakah memperkenalkan suara tambahan atau fase jitter pada sinyal. Kita akan melihat

bahwa yang terakhir dua karakteristik tergantung pada jenis regenerasi digunakan dalam

konverter . Untuk konverter panjang gelombang semua-optik, polarisasi tergantung kerugian juga

harus disimpan ke minimum.

Ada empat cara mendasar untuk mencapai konversi panjang gelombang.

1. optoelektronik

2. Optical Gating

3. interferometric

4. gelombang Mixing

Yang terakhir tiga pendekatan semua-optik tapi belum cukup matang untuk penggunaan

komersial. Optoelektronik konverter hari ini menawarkan kinerja yang jauh lebih baik dengan

biaya lebih rendah dibandingkan konverter panjang gelombang semua-optik.

1. Optoelectronic Approach

Dalam optoelektronik panjang gelombang konversi, sinyal optik yang akan dikonversi

pertama kali diterjemahkan ke dalam domain elektronik menggunakan photodetektor. Aliran bit

elektronik disimpan dalam buffer (berlabel FIFO mekanisme antrian Pertama-In-First-

Out). Sinyal elektronik ini kemudian digunakan untuk menggerakkan input dari laser merdu

(berlabel T) disetel dengan panjang gelombang yang diinginkan output.

Ini mungkin metode yang paling sederhana, paling jelas, dan paling praktis saat ini untuk

mewujudkan konversi panjang gelombang. Ini biasanya variabel-masukan, fixed-output

converter. Penerima biasanya tidak peduli tentang panjang gelombang masukan, asalkan itu di

1310 atau 1550 nm jendela. Laser biasanya laser tetap panjang gelombang. Sebuah variabel

output dapat diperoleh dengan menggunakan laser merdu.

Kinerja dan transparansi converter tergantung pada jenis regenerasi yang digunakan. Gambar

5 di bawah ini menunjukkan berbagai jenis regenerasi mungkin.

Dalam kasus yang paling sederhana ( gambar 5 ( a) ) , penerima hanya mengubah foton

masuk ke elektron , yang bisa diperkuat oleh RF ( frekuensi radio ) amplifier analog dan

drive laser . Ini disebut 1R regenerasi. Bentuk konversi benar-benar transparan ke format

modulasi (asalkan penerima yang tepat digunakan untuk menerima sinyal ) dan dapat

menangani data analog juga. Namun, kebisingan ditambahkan pada konverter, dan efek

nonlinier dan dispersi yang tidak diatur ulang.

Alternatif lain ( gambar 5 ( b ) ) adalah dengan menggunakan regenerasi dengan membentuk

kembali tetapi tanpa retiming , juga disebut regenerasi 2R . Ini hanya berlaku untuk data

digital. Sinyal dibentuk kembali dengan mengirim melalui gerbang logika, tapi tidak

retimed. Tahap tambahan jitter diperkenalkan karena proses ini akhirnya akan membatasi

jumlah tahapan yang dapat mengalir. Alternatif terakhir ( gambar 5 ( c ) ) adalah dengan menggunakan regenerasi dengan

membentuk ulang dan retiming ( 3R ). Ini benar-benar me-reset efek nonlinier, dispersi

serat, dan penguat suara, apalagi, itu memperkenalkan ada suara tambahan. Namun,

retiming adalah fungsi bit-rate khusus, dan kita kehilangan transparansi. Jika transparansi tidak

terlalu penting, ini adalah pendekatan yang sangat menarik. Jenis regenerator sering termasuk

sirkuit untuk melakukan pemantauan kinerja dan proses dan memodifikasi overhead manajemen

terkait yang berhubungan dengan sinyal.

2. Optical Gating

Cross-modulasi teknik konversi panjang gelombang memanfaatkan perangkat semikonduktor

aktif optik seperti amplifier optik semikonduktor (SOA) dan laser. Teknik-teknik ini termasuk

ke dalam kelas yang dikenal sebagai Optical-Gating konversi panjang gelombang.

Optical gating memanfaatkan perangkat optik karakteristik yang berubah dengan intensitas

sinyal input. Perubahan ini dapat ditransfer ke sinyal penyelidikan unmodulated pada panjang

gelombang yang berbeda melalui perangkat. Pada output, sinyal Probe berisi informasi yang

ada di sinyal input.

Seperti pendekatan optoelektronik, perangkat ini adalah variabel-input dan output baik fixed atau

variabel-output, tergantung pada apakah sinyal probe tetap atau merdu. Transparansi yang

ditawarkan oleh pendekatan ini adalah terbatas hanya sinyal intensitas-termodulasi dapat

dikonversi.

3. Interferometric Techniques

Cross-Phase Modulation (CPM)

Sama efek perubahan fase yang menciptakan pulsa distorsi dalam CGM dapat digunakan

untuk efek konversi panjang gelombang. Sebagai kepadatan pembawa amplifier bervariasi

dengan sinyal input, menghasilkan perubahan dalam indeks bias, yang pada gilirannya

memodulasi fase probe. Oleh karena itu kita menggunakan istilah cross-fase modulasi untuk

pendekatan ini.

Pengoperasian konverter panjang gelombang menggunakan SOA di cross-fase modulasi

(CPM) modus didasarkan pada kenyataan bahwa indeks bias SOA tergantung pada kerapatan

pembawa di daerah aktif. Sinyal masuk yang menghabiskan kepadatan pembawa akan

memodulasi indeks bias dan dengan demikian menghasilkan fase modulasi sinyal CW

(panjang gelombang λc) digabungkan ke konverter.

Fase ini modulasi dapat dikonversi menjadi modulasi intensitas dengan menggunakan

interferometer seperti interferometer Mach-Zehnder (MZI). Gambar 7 di bawah ini

menunjukkan salah satu konfigurasi yang mungkin dari sebuah konverter panjang gelombang

menggunakan modulasi silang-fase. 4. Wave Mixing

Metode konversi panjang gelombang dengan menggunakan efek koheren biasanya

didasarkan pada sifat gelombang-pencampuran (lihat gambar 9 di bawah).

Gelombang-pencampuran muncul dari respon optik nonlinear media ketika lebih dari satu

gelombang hadir. Ini menghasilkan generasi gelombang lain yang intensitasnya sebanding

dengan produk dari intensitas gelombang berinteraksi. Gelombang-pencampuran

mempertahankan kedua fase dan informasi amplitudo, menawarkan transparansi yang ketat.

Hal ini juga satu-satunya pendekatan yang memungkinkan konversi simultan dari

serangkaian beberapa panjang gelombang masukan untuk satu set beberapa panjang

gelombang output dan berpotensi menampung sinyal dengan tingkat tinggi-bit.

Pada Gambar 9, nilai n = 3 disamakan dengan Four-Wave Mixing (FWM) dan n = 2 sesuai

dengan Perbedaan Frekuensi Generasi (DFG). Teknik-teknik ini dibahas di bawah.

Empat-Wave Mixing (FWM) Empat-Wave Mixing (FWM) adalah non-linear orde ketiga dalam serat silika, yang

menyebabkan tiga gelombang optik frekuensi fi, fj, dan fk (ki, j) untuk berinteraksi dalam

sistem WDM multichannel untuk menghasilkan gelombang keempat frekuensi yang

diberikan oleh: fijk = fi ± fj ± fk

FWM juga dicapai dalam pandu gelombang pasif lainnya seperti pandu semikonduktor dan

dalam media aktif seperti amplifier optik semikonduktor (SOA). Empat-Wave Mixing (FWM)

adalah teknik yang menjanjikan untuk konversi panjang gelombang dalam jaringan

optik karena respon ultrafast dan transparansi yang tinggi untuk bit rate dan format modulasi.

Untuk keperluan konversi panjang gelombang, kekuatan pencampuran empat-gelombang

dapat ditingkatkan dengan menggunakan SOA karena intensitas yang lebih tinggi dalam

perangkat. Jika kita memiliki sinyal pada frekuensi fs dan probe pada frekuensi fp, maka

pencampuran empat-gelombang akan menghasilkan sinyal pada frekuensi 2fp-fs dan 2fs-fp,

asalkan semua frekuensi ini terletak dalam bandwidth penguat (Gambar 10 di bawah).

Keuntungan utama dari empat gelombang pencampuran adalah bahwa itu benar-benar

transparan karena pengaruhnya tidak tergantung pada format modulasi (karena keduanya

amplitudo dan fase yang diawetkan selama proses pencampuran) dan bit rate. Kerugiannya

adalah bahwa gelombang lain harus disaring pada output SOA, dan efisiensi konversi turun

secara signifikan sebagai pemisahan panjang gelombang antara sinyal dan probe meningkat.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.imedea.uib.es/~salvador/coms_optiques/addicional/tutorials/intro_allopticalswitching.pdf http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_switch http://www.fiberoptics4sale.com/wordpress/what-are-wavelength-converters/