Istraživački tim s Instituta za istraživanje mreže Japanskog nacionalnog instituta za informacijske i komunikacijske tehnologije (NICT) postigao je novi svjetski rekord u propusnosti od 1,53 Pbit/s na optičkom vlaknu standardnog promjera. To znači da globalni internetski promet može stati u njega.
Sličan napredak zabilježen je prije pola mjeseca: propusnost od 1,84 Pbit/s postignuta je s jednim laserom i jednim optičkim čipom, što je vrijednost viša od one koju postižu NICT-ovi, no problem je što je još uvijek eksperimentalna. Fotonski čipovi u fazi dizajna, stoga se ovo NTIC istraživanje može provesti ranije.
01
Tehnologija multipleksiranja: postignite rekordnu propusnost od 1,53 Pbit/s
Istraživači su postigli propusnost od približno 1,53 Pbit/s kodiranjem informacija na 55 različitih optičkih frekvencija (tehnika poznata kao multipleksiranje). To je dovoljna propusnost za prijenos cijelog svjetskog internetskog prometa (procijenjeno na manje od 1 Pbit/s) preko jednog optičkog kabela: milijun puta učinkovitije od Gbit veze (u najboljem slučaju) koju ima prosječna osoba.
Tehnologija funkcionira tako da iskorištava različite frekvencije svjetlosti u cijelom spektru. Budući da svaka “boja” u spektru (vidljiva i nevidljiva) ima svoju vlastitu frekvenciju: za razliku od svih drugih frekvencija, ona može nositi vlastiti neovisni tok informacija. Istraživači su uspjeli otključati spektralnu učinkovitost od 332 bita/s/Hz (bitova u sekundi po Hercu); ovo je tri puta više od njegovog prethodnog najboljeg pokušaja u 2019. – potonji je postigao spektralnu učinkovitost od 105 bita/s/Hz.
02
Eksperimentalna postavka: prijenos informacija u C-pojasu na 184 različite valne duljine
Istraživači su uspjeli prenijeti informacije C-pojasa na 184 različite valne duljine: te neovisne frekvencije koje se ne preklapaju koriste se za simultani prijenos informacija unutar optičkog kabela. Svjetlo je modulirano za prijenos 55 zasebnih tokova (uzoraka) podataka prije nego što se pošalje niz optički kabel. Jednom moduliran (poput većine optičkih kabela koji se trenutno koriste), potrebna mu je staklena jezgra za prijenos svih podataka. Kako se podaci šalju (pokrivajući 184 valne duljine i 55 načina), prijemnik dekodira različite valne duljine i načine kako bi prikupio svoje podatke. U eksperimentu je udaljenost između pošiljatelja i primatelja postavljena na 25,9 km.
①Izvor optičkog češlja: 184 nositelja generiraju se u izvoru optičkog češlja. ②Modulacija signala. Nosilac je moduliran sa 16 QAM i polarizacijskim multipleksiranim signalima. ③ Paralelno generiranje signala. Signali za svaki način su račvani, a odgode putanje se primjenjuju za simulaciju neovisnih protoka podataka. ④ način rada multipleksera. Svaki signal se pretvara u drugačiji prostorni mod i šalje vlaknu s 55 modova. ⑤ 55 modno vlakno. Signal se širi 25,9 kilometara dugim vlaknom moda 55. ⑥ Način rada demultipleksera. Na prijemniku se signal iz svakog prostornog moda odvaja i pretvara u osnovni mod. ⑦ Paralelni prijemnik velike brzine. Modalno demultipleksirani signal demultipleksira se valne duljine pomoću filtra i pretvara u električni signal pomoću paralelnog koherentnog prijamnika. ⑧ Izvanmrežna obrada signala. MIMO obrada za uklanjanje smetnji signala tijekom širenja vlakana.
Eksperimentalni rezultati pokazuju da, iako brzina prijenosa podataka lagano opada na kraju duge valne duljine C-pojasa (oko 1565 nm), stabilna i gotovo ujednačena brzina prijenosa podataka postiže se u drugim područjima valne duljine, dosežući ukupno 1,53 Pbit/s nakon greška. ispravak
Vrijeme objave: 18. studenog 2022
