סיבים סטנדרטיים משיגים שיא רוחב פס עולמי, ועוברים על תעבורת האינטרנט העולמית הכוללת

צוות מחקר מהמכון הלאומי לחקר הרשת של יפן לטכנולוגיות מידע ותקשורת (NICT) השיג שיא רוחב פס עולמי חדש של 1.53 Pbit/s על סיב אופטי בקוטר סטנדרטי. המשמעות היא שתעבורת אינטרנט גלובלית יכולה להשתלב בה.
על התקדמות דומה דווח לפני חצי חודש: רוחב פס של 1.84 Pbit/s הושג עם לייזר בודד ושבב אופטי בודד, ערך גבוה מזה שהושג על ידי NICTs, אבל הבעיה שלו היא שהוא עדיין ניסיוני. שבבים פוטוניים בשלב התכנון, לכן ניתן ליישם מחקר NTIC זה מוקדם יותר.

01

טכנולוגיית ריבוי: השג רוחב פס שיא של 1.53 Pbit/s
החוקרים השיגו רוחב פס של כ-1.53 ​​Pbit/s על ידי קידוד מידע ב-55 תדרים אופטיים שונים (טכניקה הידועה בשם ריבוי). זה מספיק רוחב פס כדי לשאת את כל תעבורת האינטרנט בעולם (מוערך בפחות מ-1 Pbit/s) על גבי כבל סיב אופטי בודד: פי מיליון יותר יעיל מחיבור Gbit (במקרים הטוב ביותר) שיש לאדם הממוצע.
הטכנולוגיה פועלת על ידי ניצול של תדרים שונים של אור על פני הספקטרום. מכיוון שלכל "צבע" בספקטרום (גלוי ובלתי נראה) יש תדר משלו: בניגוד לכל שאר התדרים, הוא יכול לשאת זרימת מידע עצמאית משלו. החוקרים הצליחו לפתוח יעילות ספקטרלית של 332 סיביות/שנייה/הרץ (סיביות לשנייה להרץ); זה גבוה פי שלושה מהניסיון הטוב ביותר הקודם שלו ב-2019 - האחרון משיג יעילות ספקטרלית של 105 סיביות/שניות/הרץ.

02
מערך ניסוי: העברת מידע בפס C ב-184 אורכי גל שונים
החוקרים הצליחו להעביר מידע מפס C על פני 184 אורכי גל שונים: תדרים בלתי תלויים אלה שאינם חופפים משמשים להעברת מידע בו זמנית בתוך כבל הסיבים האופטיים. האור מאופנן לשדר 55 זרמים (דפוסים) נפרדים של נתונים לפני שנשלח לכבל הסיבים האופטיים. לאחר אפנון (כמו רוב כבלי הסיבים האופטיים הנפרסים כעת), הוא דורש ליבת זכוכית לשאת את כל הנתונים. כאשר נתונים נשלחים (המכסים 184 אורכי גל ו-55 מצבים), המקלט מפענח את אורכי הגל והמצבים השונים כדי לאסוף את הנתונים שלו. בניסוי, המרחק בין השולח למקלט נקבע ל-25.9 ק"מ.

①מקור מסרק אופטי: 184 מנשאים נוצרים במקור מסרק אופטי. ② אפנון אות. הספק מאופנן עם 16 QAM ואותות מרובבים בקיטוב. ③ הפקת אותות מקבילים. האותות עבור כל מצב מתפצלים ועיכובי נתיב מופעלים כדי לדמות זרימות נתונים עצמאיות. ④ מצב מרובה. כל אות מומר למצב מרחבי אחר ונשלח לסיב של 55 מצבים. ⑤ 55 מצב סיבים. האות מתפשט בסיב באורך 25.9 ק"מ במצב 55. ⑥ מצב Demultiplexer. במקלט, האות מכל מצב מרחבי מופרד ומומר למצב היסודי. ⑦ מקלט מקביל במהירות גבוהה. האות המודפלקס מופרד באורך גל על ​​ידי מסנן ומומר לאות חשמלי על ידי מקלט קוהרנטי מקבילי. ⑧ עיבוד אותות לא מקוון. עיבוד MIMO לביטול הפרעות אות במהלך התפשטות סיבים.

תוצאות הניסוי מראות שלמרות שקצב הנתונים יורד מעט בקצה אורך הגל הארוך של פס ה-C (בסביבות 1565 ננומטר), מתקבל קצב נתונים יציב וכמעט אחיד באזורי אורך גל אחרים, המגיע לסך כולל של 1.53 Pbit/s לאחר השגיאה. תִקוּן