სტანდარტული ბოჭკოვანი მიაღწია გამტარუნარიანობის მსოფლიო რეკორდს, აჭარბებს მთლიან გლობალურ ინტერნეტ ტრაფიკს

იაპონიის საინფორმაციო და საკომუნიკაციო ტექნოლოგიების ეროვნული ინსტიტუტის (NICT) კვლევითმა ჯგუფმა მიაღწია ახალი მსოფლიო სიჩქარის რეკორდს 1,53 Pbit/s სტანდარტული დიამეტრის ოპტიკურ ბოჭკოზე. ეს ნიშნავს, რომ გლობალური ინტერნეტ ტრაფიკი შეიძლება მოერგოს მას.
მსგავსი წინსვლა დაფიქსირდა ნახევარი თვის წინ: გამტარუნარიანობა 1,84 Pbit/s მიღწეული იქნა ერთი ლაზერით და ერთი ოპტიკური ჩიპით, რაც უფრო მაღალია ვიდრე მიღწეული NICT-ებით, მაგრამ მისი პრობლემა ის არის, რომ ის ჯერ კიდევ ექსპერიმენტულია. ფოტონიკური ჩიპები დიზაინის ეტაპზეა, ამიტომ ეს NTIC კვლევა შეიძლება ადრე განხორციელდეს.

01

მულტიპლექსირების ტექნოლოგია: მიაღწიეთ რეკორდულ გამტარობას 1.53 Pbit/s
მკვლევარებმა მიაღწიეს სიჩქარეს დაახლოებით 1,53 Pbit/s ინფორმაციის კოდირებით 55 სხვადასხვა ოპტიკურ სიხშირეზე (ტექნიკა ცნობილია როგორც მულტიპლექსირება). ეს საკმარისია მთელ მსოფლიოში ინტერნეტ ტრაფიკის გადასატანად (1 Pbit/s-ზე ნაკლები) ერთი ოპტიკური კაბელის მეშვეობით: მილიონჯერ უფრო ეფექტური ვიდრე Gbit კავშირი (საუკეთესო შემთხვევაში).
ტექნოლოგია მუშაობს სინათლის სხვადასხვა სიხშირის სპექტრის მასშტაბით. ვინაიდან სპექტრის თითოეულ „ფერს“ (ხილული და უხილავი) აქვს თავისი სიხშირე: ყველა სხვა სიხშირისგან განსხვავებით, მას შეუძლია ინფორმაციის საკუთარი დამოუკიდებელი ნაკადის გადატანა. მკვლევარებმა მოახერხეს სპექტრული ეფექტურობის განბლოკვა 332 ბიტი/წმ/ჰც (ბიტი წამში ჰერცზე); ეს სამჯერ აღემატება მის წინა საუკეთესო მცდელობას 2019 წელს - ეს უკანასკნელი აღწევს სპექტრულ ეფექტურობას 105 ბიტი/წმ/ჰც.

02
ექსპერიმენტული დაყენება: C- ზოლის ინფორმაციის გადაცემა 184 სხვადასხვა ტალღის სიგრძეზე
მკვლევარებმა მოახერხეს C-ზოლის ინფორმაციის გადაცემა 184 სხვადასხვა ტალღის სიგრძეზე: ეს დამოუკიდებელი, გადახურვის სიხშირეები გამოიყენება ინფორმაციის გადასაცემად ერთდროულად ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის შიგნით. შუქი მოდულირებულია იმისათვის, რომ გადასცეს მონაცემთა 55 ცალკეული ნაკადი (ნიმუშები) ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის გაგზავნამდე. მოდულაციის შემდეგ (როგორც ამჟამად განლაგებულია ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების უმეტესობა), მას სჭირდება მინის ბირთვი ყველა მონაცემის გადასატანად. მონაცემების გაგზავნისას (დაფარავს 184 ტალღის სიგრძეს და 55 რეჟიმს), მიმღები დეკოდირებს სხვადასხვა ტალღის სიგრძეს და რეჟიმს მისი მონაცემების შესაგროვებლად. ექსპერიმენტში გამგზავნსა და მიმღებს შორის მანძილი 25,9 კმ-ზე იყო დაყენებული.

① ოპტიკური სავარცხლის წყარო: 184 მატარებელი იქმნება ოპტიკურ სავარცხლის წყაროში. ②სიგნალის მოდულაცია. გადამზიდავი მოდულირებულია 16 QAM და პოლარიზაციის მულტიპლექსირებული სიგნალებით. ③ პარალელური სიგნალის წარმოქმნა. სიგნალები თითოეული რეჟიმისთვის არის ჩანგალი და ბილიკის შეფერხებები გამოიყენება მონაცემთა დამოუკიდებელი ნაკადების სიმულაციისთვის. ④ რეჟიმის მულტიპლექსერი. თითოეული სიგნალი გარდაიქმნება განსხვავებულ სივრცულ რეჟიმში და იგზავნება 55-რეჟიმიან ბოჭკოში. ⑤ 55 რეჟიმი ბოჭკოვანი. სიგნალი ვრცელდება 25,9 კილომეტრის სიგრძის რეჟიმში 55 ბოჭკოზე. ⑥ დემულტიპლექსერის რეჟიმი. მიმღებზე, თითოეული სივრცითი რეჟიმის სიგნალი გამოყოფილია და გარდაიქმნება ფუნდამენტურ რეჟიმში. ⑦ მაღალი სიჩქარის პარალელური მიმღები. რეჟიმი-დემულტიპლექსირებული სიგნალი ტალღის სიგრძე-დემულტიპლექსირებულია ფილტრით და გარდაიქმნება ელექტრულ სიგნალად პარალელური თანმიმდევრული მიმღების მიერ. ⑧ ხაზგარეშე სიგნალის დამუშავება. MIMO დამუშავება ბოჭკოების გავრცელების დროს სიგნალის ჩარევის აღმოსაფხვრელად.

ექსპერიმენტული შედეგები აჩვენებს, რომ მიუხედავად იმისა, რომ მონაცემთა სიხშირე ოდნავ ეცემა C-ზოლის გრძელი ტალღის ბოლოს (დაახლოებით 1565 ნმ), მონაცემთა სტაბილური და თითქმის ერთიანი სიჩქარე მიიღება სხვა ტალღის სიგრძის რეგიონებში, რომელიც აღწევს ჯამში 1,53 Pbit/s შემდეგ. შეცდომა. შესწორება