A szabványos üvegszálas sávszélesség világrekordot ért el, felülmúlva a teljes globális internetes forgalmat

A Japán Nemzeti Információs és Kommunikációs Technológiai Intézet (NICT) Hálózatkutató Intézetének kutatócsoportja új, 1,53 Pbit/s sávszélesség-rekordot ért el szabványos átmérőjű optikai szálon. Ez azt jelenti, hogy a globális internetes forgalom belefér.
Fél hónapja hasonló előrelépésről számoltak be: egyetlen lézerrel és egyetlen optikai chippel 1,84 Pbit/s-os sávszélességet értek el, ez az érték magasabb, mint a NICT-k által elért érték, ám az a baj, hogy még kísérleti jellegű. A fotonikus chipek tervezési szakaszban vannak, ezért ez az NTIC kutatás korábban is megvalósítható.

01

Multiplexelési technológia: 1,53 Pbit/s rekord sávszélesség elérése
A kutatók körülbelül 1,53 Pbit/s sávszélességet értek el az információk 55 különböző optikai frekvencián történő kódolásával (ezt a technikát multiplexelésként ismerik). Ez elegendő sávszélesség a világ teljes internetes forgalmának (a becslések szerint kevesebb, mint 1 Pbit/s) átviteléhez egyetlen optikai kábelen: milliószor hatékonyabb, mint a Gbit-es kapcsolat (a legjobb esetben), mint az átlagember.
A technológia a spektrum különböző frekvenciáinak kihasználásával működik. Mivel a spektrumban minden egyes „szín” (látható és láthatatlan) megvan a maga frekvenciája: az összes többi frekvenciával ellentétben saját független információáramlást képes hordozni. A kutatóknak sikerült feloldani a 332 bit/s/Hz spektrális hatékonyságot (bit/s/Hz); ez háromszor nagyobb, mint az előző, 2019-es legjobb próbálkozás – az utóbbi 105 bit/s/Hz-es spektrális hatékonyságot ért el.

02
Kísérleti elrendezés: C-sávos információátvitel 184 különböző hullámhosszon
A kutatóknak 184 különböző hullámhosszon sikerült C-sávos információt továbbítaniuk: ezeket a független, átfedő frekvenciákat az optikai kábelen belüli információ egyidejű továbbítására használják. A fény úgy van modulálva, hogy 55 különálló adatfolyamot (mintát) továbbítson, mielőtt leküldené az optikai kábelen. A modulálás után (mint a legtöbb jelenleg alkalmazott száloptikai kábel), üvegmag szükséges az összes adat átviteléhez. Az adatok küldésekor (184 hullámhosszra és 55 üzemmódra kiterjedően), a vevő dekódolja a különböző hullámhosszokat és módokat, hogy összegyűjtse adatait. A kísérletben a küldő és a vevő közötti távolságot 25,9 km-re állítottuk be.

①Optikai fésűforrás: 184 hordozót állítanak elő egy optikai fésűforrásban. ②Jelmoduláció. A vivő 16 QAM és polarizációs multiplex jellel van modulálva. ③ Párhuzamos jelgenerálás. Az egyes módok jelei elágazva vannak, és az útvonalkéséseket alkalmazzák a független adatfolyamok szimulálására. ④ módú multiplexer. Minden jelet más térbeli módba alakítanak át, és egy 55 üzemmódú szálra küldik. ⑤ 55 módú szál. A jel egy 25,9 kilométer hosszú módusú 55-ös szálon terjed. ⑥ Demultiplexer mód. A vevőnél az egyes térbeli módokból származó jeleket szétválasztják és alapmódussá alakítják. ⑦ Nagy sebességű párhuzamos vevő. Az üzemmód-demultiplexelt jelet egy szűrő hullámhossz-demultiplexálja, és egy párhuzamos koherens vevő átalakítja elektromos jellé. ⑧ Offline jelfeldolgozás. MIMO feldolgozás a jelinterferenciák kiküszöbölésére a szálak terjedése során.

A kísérleti eredmények azt mutatják, hogy bár a C-sáv hosszú hullámhosszú végén (körülbelül 1565 nm) az adatsebesség enyhén csökken, a többi hullámhossz-tartományban stabil és szinte egyenletes adatsebesség érhető el, amely összesen 1,53 Pbit/s-ot ér el. a hiba. javítás