Vakiokuitu saavuttaa maailman kaistanleveyden ennätyksen, ylittäen maailmanlaajuisen Internet-liikenteen kokonaismäärän

Japanin National Institute of Information and Communication Technologiesin (NICT) Network Research Instituten tutkimusryhmä on saavuttanut uuden maailman kaistanleveyden ennätyksen 1,53 Pbit/s vakiohalkaisijaisella optisella kuidulla. Tämä tarkoittaa, että globaali Internet-liikenne mahtuu siihen.
Samankaltaisesta edistymisestä kerrottiin puoli kuukautta sitten: yhdellä laserilla ja yhdellä optisella sirulla saavutettiin 1,84 Pbit/s kaistanleveys, mikä on korkeampi arvo kuin NICT:illä, mutta sen ongelmana on, että se on vielä kokeellinen. Fotoniset sirut suunnitteluvaiheessa, joten tämä NTIC-tutkimus voidaan toteuttaa aikaisemmin.

01

Multipleksointitekniikka: saavuta ennätyskaistanleveys 1,53 Pbit/s
Tutkijat saavuttivat noin 1,53 Pbit/s kaistanleveyden koodaamalla tietoa 55 eri optisella taajuudella (tekniikka tunnetaan nimellä multipleksointi). Se on tarpeeksi kaistanleveyttä kuljettamaan koko maailman Internet-liikenne (arviolta alle 1 Pbit/s) yhdellä valokaapelilla: miljoona kertaa tehokkaampi kuin Gbit-yhteys (parhaassa tapauksessa).
Tekniikka toimii hyödyntämällä valon eri taajuuksia spektrin yli. Koska jokaisella spektrin "värillä" (näkyvä ja näkymätön) on oma taajuus: toisin kuin kaikki muut taajuudet, se voi kuljettaa omaa itsenäistä tietovirtaansa. Tutkijat onnistuivat avaamaan spektritehokkuuden 332 bittiä/s/Hz (bittiä sekunnissa per hertsi); Tämä on kolme kertaa suurempi kuin sen edellinen paras yritys vuonna 2019 – jälkimmäinen saavutti spektritehokkuuden 105 bit/s/Hz.

02
Kokeellinen asennus: C-kaistan tiedonsiirto 184 eri aallonpituudella
Tutkijat onnistuivat välittämään C-kaistan informaatiota 184 eri aallonpituudella: näitä itsenäisiä, ei-päällekkäisiä taajuuksia käytetään tiedon lähettämiseen samanaikaisesti valokaapelin sisällä. Valo on moduloitu lähettämään 55 erillistä datavirtaa (kuviota) ennen kuin se lähetetään alas valokaapelia pitkin. Kun se on moduloitu (kuten useimmat tällä hetkellä käytössä olevat kuitukaapelit), se vaatii lasiytimen kaiken tiedon kuljettamiseen. Kun dataa lähetetään (kattaen 184 aallonpituutta ja 55 tilaa), vastaanotin dekoodaa eri aallonpituudet ja tilat datan keräämiseksi. Kokeessa lähettäjän ja vastaanottajan välinen etäisyys asetettiin 25,9 kilometriin.

①Optinen kampalähde: 184 kantoaaltoa luodaan optisessa kampalähteessä. ②Signaalimodulaatio. Kantoaalto on moduloitu 16 QAM- ja polarisaatiomultipleksoidulla signaalilla. ③ Rinnakkaissignaalin generointi. Kunkin tilan signaalit haaroittuvat ja polkuviiveitä sovelletaan itsenäisten tietovirtojen simuloimiseen. ④ tilan multiplekseri. Jokainen signaali muunnetaan eri tilamoodiin ja lähetetään 55-moodiin. ⑤ 55-moodikuitu. Signaali etenee 25,9 kilometriä pitkällä moodilla 55 kuitua. ⑥ Demultiplekseritila. Vastaanottimessa kunkin tilamoodin signaali erotetaan ja muunnetaan perusmoodiksi. ⑦ Nopea rinnakkaisvastaanotin. Mode-demultipleksoitu signaali aallonpituusdemultipleksoidaan suodattimella ja muunnetaan sähköiseksi signaaliksi rinnakkaisella koherentilla vastaanottimella. ⑧ Offline-signaalinkäsittely. MIMO-käsittely poistaa signaalin häiriöt kuidun etenemisen aikana.

Kokeelliset tulokset osoittavat, että vaikka datanopeus laskee hieman C-kaistan pitkän aallonpituuden päässä (noin 1565 nm), muilla aallonpituusalueilla saavutetaan vakaa ja lähes tasainen tiedonsiirtonopeus, joka on yhteensä 1,53 Pbit/s. virhettä. korjaus