Даследчая група Інстытута сеткавых даследаванняў Нацыянальнага інстытута інфармацыйных і камунікацыйных тэхналогій Японіі (NICT) дасягнула новага сусветнага рэкорду прапускной здольнасці ў 1,53 Пбіт/с на аптычным валакне стандартнага дыяметра. Гэта азначае, што глабальны інтэрнэт-трафік можа змясціцца ў яго.
Пра аналагічны прагрэс паведамлялася паўмесяца таму: прапускная здольнасць 1,84 Пбіт/с была дасягнута з дапамогай аднаго лазера і аднаго аптычнага чыпа, што вышэй, чым у NICT, але праблема ў тым, што гэта ўсё яшчэ эксперымент. Фатонныя чыпы знаходзяцца на стадыі праектавання, таму даследаванне NTIC можа быць рэалізавана раней.
01
Тэхналогія мультыплексавання: дасягненне рэкорднай прапускной здольнасці 1,53 Пбіт/с
Даследчыкі дасягнулі прапускной здольнасці прыкладна 1,53 Пбіт/с шляхам кадзіравання інфармацыі на 55 розных аптычных частотах (тэхніка, вядомая як мультыплексаванне). Гэтай прапускной здольнасці дастаткова для перадачы ўсяго сусветнага інтэрнэт-трафіку (паводле ацэнак, менш за 1 Пбіт/с) па адным валаконна-аптычным кабелі: гэта ў мільён разоў больш эфектыўнае, чым злучэнне ў Гбіт (у лепшым выпадку), якое мае звычайны чалавек.
Тэхналогія працуе, выкарыстоўваючы розныя частоты святла па ўсім спектры. Паколькі кожны «колер» у спектры (бачным і нябачным) мае сваю ўласную частату: у адрозненне ад усіх іншых частот, ён можа несці свой уласны незалежны паток інфармацыі. Даследчыкам удалося разблакаваць спектральную эфектыўнасць 332 біт/с/Гц (біт у секунду на Герц); гэта ў тры разы вышэй, чым яго папярэдняя лепшая спроба ў 2019 годзе - апошняя дасягнула спектральнай эфектыўнасці 105 біт/с/Гц.
02
Эксперыментальная ўстаноўка: перадача інфармацыі ў С-дыяпазоне на 184 розных даўжынях хваль
Даследчыкам удалося перадаць інфармацыю ў C-дыяпазоне на 184 розных даўжынях хваль: гэтыя незалежныя частоты, якія не перакрываюцца, выкарыстоўваюцца для адначасовай перадачы інфармацыі па валаконна-аптычным кабелі. Святло мадулюецца для перадачы 55 асобных патокаў (шаблонаў) даных перад адпраўкай па валаконна-аптычным кабелі. Пасля мадуляцыі (як і большасці валаконна-аптычных кабеляў, якія зараз разгортваюцца), яму патрабуецца шкляны стрыжань для перадачы ўсіх даных. Па меры адпраўкі даных (ахопліваюць 184 даўжыні хваль і 55 рэжымаў) прыёмнік дэкадуе розныя даўжыні хваль і рэжымы для збору даных. У эксперыменце адлегласць паміж адпраўніком і атрымальнікам было ўстаноўлена 25,9 км.
①Крыніца аптычнай грабянцы: 184 носьбіты генеруюцца ў крыніцы аптычнай грабянцы. ②Мадуляцыя сігналу. Апорная мадулюецца 16 QAM і палярызацыйнымі мультыплексаванымі сігналамі. ③ Паралельная генерацыя сігналу. Для мадэлявання незалежных патокаў даных сігналы для кожнага рэжыму разгаліноўваюцца, а затрымкі шляху прымяняюцца. ④ рэжым мультыплексар. Кожны сігнал пераўтворыцца ў іншы прасторавы рэжым і адпраўляецца ў 55-модавае валакно. ⑤ 55 рэжыму валакна. Сігнал распаўсюджваецца па 55-валакну даўжынёй 25,9 кіламетра. ⑥ Рэжым дэмультыплексара. У прыёмніку сігнал ад кожнай прасторавай моды аддзяляецца і пераўтворыцца ў асноўную моду. ⑦ Высакахуткасны паралельны прыёмнік. Дэмультыплексаваны ў рэжыме сігнал демультиплексируется па даўжыні хвалі фільтрам і пераўтворыцца ў электрычны сігнал паралельным кагерэнтным прыёмнікам. ⑧ Аўтаномная апрацоўка сігналу. Апрацоўка MIMO для ліквідацыі перашкод сігналу падчас распаўсюджвання валакна.
Эксперыментальныя вынікі паказваюць, што, хоць хуткасць перадачы дадзеных нязначна падае на канцы доўгахвалевага дыяпазону С (каля 1565 нм), стабільная і амаль аднастайная хуткасць перадачы дадзеных атрымліваецца ў іншых рэгіёнах даўжыні хвалі, дасягаючы ў агульнай складанасці 1,53 Пбіт/с пасля памылка. карэкцыя
Час публікацыі: 18 лістапада 2022 г
