Standardkiudvõrk saavutab maailma ribalaiuse rekordi, ületades kogu ülemaailmse Interneti-liikluse

Jaapani riikliku info- ja kommunikatsioonitehnoloogia instituudi (NICT) võrguuuringute instituudi uurimisrühm saavutas standardläbimõõduga optilise kiu puhul uue maailma ribalaiuse rekordi 1,53 Pbit/s. See tähendab, et globaalne Interneti-liiklus mahub sellesse.
Sarnasest edusammust teatati pool kuud tagasi: ühe laseri ja ühe optilise kiibiga saavutati ribalaius 1,84 Pbit/s, mis on kõrgem kui NICT-de puhul, kuid selle probleemiks on see, et see on endiselt eksperimentaalne. Fotoonkiibid on projekteerimisetapis, seetõttu saab seda NTIC-uuringut varem rakendada.

01

Multipleksimistehnoloogia: saavutage rekordiline ribalaius 1,53 Pbit/s
Teadlased saavutasid ribalaiuse ligikaudu 1,53 Pbit/s, kodeerides teavet 55 erineval optilisel sagedusel (tehnikat nimetatakse multipleksimiseks). See on piisav ribalaius, et kanda üle kogu maailma Interneti-liiklus (hinnanguliselt alla 1 Pbit/s) ühe fiiberoptilise kaabli kaudu: miljon korda tõhusam kui Gbit-ühendus (parimal juhul).
Tehnoloogia töötab, kasutades ära erinevaid valguse sagedusi kogu spektri ulatuses. Kuna igal spektri “värvil” (nähtav ja nähtamatu) on oma sagedus: erinevalt kõigist teistest sagedustest võib see kanda oma sõltumatut teabevoogu. Teadlastel õnnestus avada spektraalne efektiivsus 332 bitti/s/Hz (bitti sekundis hertsi kohta); see on kolm korda suurem kui selle eelmine parim katse 2019. aastal – viimane saavutas spektraalseks efektiivsuseks 105 bit/s/Hz.

02
Eksperimentaalne seadistus: C-riba teabeedastus 184 erineval lainepikkusel
Teadlastel õnnestus edastada C-riba teavet 184 erineva lainepikkuse ulatuses: neid sõltumatuid, mittekattuvaid sagedusi kasutatakse teabe edastamiseks samaaegselt fiiberoptilise kaabli sees. Valgus on moduleeritud edastama 55 erinevat andmevoogu (mustrit), enne kui see suunatakse mööda fiiberoptilist kaablit. Kui see on moduleeritud (nagu enamik praegu kasutatavaid kiudoptilisi kaableid), vajab see kõigi andmete edastamiseks klaassüdamikku. Andmete saatmisel (katavad 184 lainepikkust ja 55 režiimi) dekodeerib vastuvõtja oma andmete kogumiseks erinevad lainepikkused ja režiimid. Katses määrati saatja ja vastuvõtja vahemaaks 25,9 km.

①Optiline kammiallikas: optilises kammiallikas genereeritakse 184 kandjat. ② Signaali modulatsioon. Kandja on moduleeritud 16 QAM- ja polarisatsioonimultipleksitud signaaliga. ③ Paralleelsignaali genereerimine. Iga režiimi signaalid on hargnenud ja sõltumatute andmevoogude simuleerimiseks rakendatakse tee viivitusi. ④ režiimi multiplekser. Iga signaal teisendatakse erinevasse ruumirežiimi ja saadetakse 55-režiimilisele kiudule. ⑤ 55 režiimi kiud. Signaal levib 25,9 kilomeetri pikkuses režiimis 55 kiu. ⑥ Demultiplekseri režiim. Vastuvõtjas eraldatakse signaal igast ruumirežiimist ja teisendatakse põhirežiimiks. ⑦ Kiire paralleelvastuvõtja. Režiimidemultipleksitud signaal demultipleksitakse lainepikkuse alusel filtri abil ja teisendatakse paralleelse koherentse vastuvõtja abil elektriliseks signaaliks. ⑧ Võrguühenduseta signaalitöötlus. MIMO töötlemine signaali häirete kõrvaldamiseks kiu levimise ajal.

Katsetulemused näitavad, et kuigi andmeedastuskiirus C-riba pika lainepikkuse otsas (umbes 1565 nm) veidi langeb, saavutatakse teistes lainepikkuse piirkondades stabiilne ja peaaegu ühtlane andmeedastuskiirus, mis ulatub pärast sagedust 1,53 Pbit/s. viga. parandus