Un equipo de investigación do Instituto de Investigación de Redes do Instituto Nacional de Tecnoloxías da Información e a Comunicación (NICT) de Xapón logrou un novo récord mundial de ancho de banda de 1,53 Pbit/s nunha fibra óptica de diámetro estándar. Isto significa que o tráfico global de Internet pode caber nel.
Hai medio mes informouse dun avance semellante: con un único láser e un único chip óptico conseguiuse un ancho de banda de 1,84 Pbit/s, un valor superior ao alcanzado polas NICT, pero o seu problema é que aínda é experimental. Chips fotónicos en fase de deseño, polo que esta investigación NTIC pódese implementar antes.
01
Tecnoloxía de multiplexación: conseguir un ancho de banda récord de 1,53 Pbit/s
Os investigadores lograron un ancho de banda de aproximadamente 1,53 Pbit/s codificando información en 55 frecuencias ópticas diferentes (unha técnica coñecida como multiplexación). É suficiente ancho de banda para transportar todo o tráfico de Internet do mundo (estimado en menos de 1 Pbit/s) a través dun único cable de fibra óptica: un millón de veces máis eficaz que a conexión Gbit (no mellor dos casos) que ten a persoa media.
A tecnoloxía funciona aproveitando as diferentes frecuencias de luz en todo o espectro. Xa que cada "cor" do espectro (visible e invisible) ten a súa propia frecuencia: a diferenza de todas as outras frecuencias, pode transportar o seu propio fluxo independente de información. Os investigadores conseguiron desbloquear unha eficiencia espectral de 332 bits/s/Hz (bits por segundo por Hertz); isto é tres veces maior que o seu mellor intento anterior en 2019; este último logrou unha eficiencia espectral de 105 bits/s/Hz.
02
Configuración experimental: transmisión de información en banda C a 184 lonxitudes de onda diferentes
Os investigadores lograron transmitir información da banda C a través de 184 lonxitudes de onda diferentes: estas frecuencias independentes e non superpostas utilízanse para transmitir información simultáneamente dentro do cable de fibra óptica. A luz está modulada para transmitir 55 fluxos separados (patróns) de datos antes de ser enviada polo cable de fibra óptica. Unha vez modulado (como a maioría dos cables de fibra óptica implantados actualmente), require un núcleo de vidro para transportar todos os datos. A medida que se envían os datos (que abrangue 184 lonxitudes de onda e 55 modos), o receptor decodifica as diferentes lonxitudes de onda e modos para recoller os seus datos. No experimento, a distancia entre o emisor e o receptor estableceuse en 25,9 km.
①Fonte de pente óptico: xéranse 184 portadores nunha fonte de pente óptico. ②Modulación do sinal. A portadora está modulada con 16 QAM e sinais de polarización multiplexados. ③ Xeración de sinal en paralelo. Os sinais para cada modo son bifurcados e aplícanse atrasos de camiño para simular fluxos de datos independentes. ④ multiplexor de modo. Cada sinal convértese nun modo espacial diferente e envíase a unha fibra de 55 modos. ⑤ 55 modo de fibra. O sinal propágase nunha fibra 55 de 25,9 quilómetros de lonxitude. ⑥ Modo demultiplexor. No receptor, o sinal de cada modo espacial sepárase e convértese ao modo fundamental. ⑦ Receptor paralelo de alta velocidade. O sinal demultiplexado en modo é demultiplexado en lonxitude de onda mediante un filtro e convertido nun sinal eléctrico por un receptor coherente paralelo. ⑧ Procesamento de sinal sen conexión. Procesamento MIMO para eliminar a interferencia do sinal durante a propagación da fibra.
Os resultados experimentais mostran que aínda que a taxa de datos cae lixeiramente no extremo de lonxitude de onda longa da banda C (ao redor de 1565 nm), obténse unha taxa de datos estable e case uniforme noutras rexións de lonxitude de onda, acadando un total de 1,53 Pbit/s despois o erro. corrección
Hora de publicación: 18-novembro-2022
