Il Laboratorio di Reti Fotoniche

Dei due Laboratori Nazionali, ovvero strutture del CNIT aventi il fine di svolgere ricerca ad altissimo livello sul piano sperimentale e realizzativo, quello relativo alle Reti Fotoniche ha sede a Pisa ed è frutto di una collaborazione tra il CNIT stesso, la Ericsson, la Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa ed il CNR.

Attualmente il Laboratorio è impegnato nella ricerca sulle trasmissioni ottiche, che comprende al suo interno varie aree.

Quella della "Teoria e tecnica delle trasmissioni ottiche" consiste nell'analisi di tali sistemi di trasmissione dal punto di vista della teoria delle comunicazioni, con lo scopo di individuare soluzioni originali a problematiche di tipo trasmissivo ed investigare i relativi benefici in termini di prestazioni. Vengono altresì esaminati originali formati di modulazione e tecniche di equalizzazione che consentano di incrementare la velocità di trasmissione, la massima distanza raggiungibile e la robustezza ai fattori di degrado. Ogniqualvolta sia possibile, si cerca di stabilire in modo analitico le prestazioni dei sistemi e l'impatto dei fattori che contribuiscono al loro degrado.

L'area delle "Reti ottiche" si occupa invece degli aspetti di allocazione delle risorse, resistenza ai guasti, gestione e controllo delle reti da un punto di vista ad alto livello quale quello percepito dall'ingegneria del traffico, dal manifatturiero o dall'operatore di rete.

La ricerca nell'area "Sistemi Ottici" è orientata all'innovazione nei sistemi e nei sottosistemi per le reti ottiche e riguarda in primis l'evoluzione dei sistemi WDM (Wavelength Division Multiplexing), ad esempio, mediante l'impiego di nuovi formati di modulazione del segnale ottico, ovvero mediante l'impiego di componenti e sottosistemi innovativi. A questo scopo, le soluzioni tecniche proposte sono sempre sottoposte a diretta verifica sperimentale in un laboratorio di trasmissione ottica con strumentazione allo stato dell'arte. Tale area si è rivelata molto importante come dimostra anche un outcome scientifico di circa 25 pubblicazioni internazionali l'anno.

Passando ai "Componenti ed amplificatori ottici per applicazioni in telecomunicazioni e sensoristica", il principale obiettivo di questa attività di ricerca consiste nel valutare e studiare nuove tecnologie per amplificazione ottica e sensoristica ottica. Gli amplificatori ottici costituiscono elementi chiave nei sistemi e nelle reti di comunicazione ottica: gli amplificatori in fibra drogata ad erbio e la tecnologia WDM hanno reso possibile negli ultimi anni la trasmissione al Tb/s su distanze di migliaia di km su una singola fibra ottica. Sebbene tali amplificatori forniscano tuttora il migliore rapporto costi-prestazioni, l'obiettivo principale consiste nello studiare nuove tecnologie di amplificazione ottica per le future reti di telecomunicazioni, in grado di ridurne i costi ed aumentarne la flessibilità.

Infine l'area delle "Tecnologie di elaborazione ottica per le reti fotoniche" si occupa principalmente di quattro linee di attività, tra cui lo sviluppo di un prototipo di sistema di trasmissione ultraveloce che trasporta l'informazione a velocità di 640 Gb/s su singolo canale, l'implementazione di sottosistemi elementari per l'elaborazione nel dominio interamente ottico di segnali digitali al fine di realizzare reti fotoniche a larghissima banda. Oltre a ciò si sta sviluppando un'architettura di nodo fotonico per reti ottiche a commutazione di pacchetto e la realizzazione di strumenti fotonici ad alta tecnologia.