Japonijos nacionalinio informacijos ir ryšių technologijų instituto (NICT) tinklo tyrimų instituto tyrimų grupė pasiekė naują pasaulio pralaidumo rekordą – 1,53 Pbit/s standartinio skersmens optinio pluošto srityje. Tai reiškia, kad į jį gali tilpti pasaulinis interneto srautas.
Apie panašų pažangą buvo pranešta ir prieš pusę mėnesio: naudojant vieną lazerį ir vieną optinį lustą buvo pasiektas 1,84 Pbit/s pralaidumas – vertė yra didesnė nei pasiekiama naudojant NICT, tačiau problema ta, kad ji vis dar yra eksperimentinė. Fotoniniai lustai projektavimo stadijoje, todėl šis NTIC tyrimas gali būti įgyvendintas anksčiau.
01
Sutankinimo technologija: pasiekti rekordinį 1,53 Pbit/s pralaidumą
Tyrėjai pasiekė maždaug 1,53 Pbit/s pralaidumą, koduodami informaciją 55 skirtingais optiniais dažniais (metodas, žinomas kaip multipleksavimas). Tiek pralaidumo pakanka, kad vienu šviesolaidiniu kabeliu būtų galima perduoti visą pasaulio interneto srautą (mažesnis nei 1 Pbit/s): milijoną kartų efektyvesnis nei Gbit ryšys (geriausiu atveju), kurį turi paprastas žmogus.
Ši technologija veikia išnaudodama skirtingus šviesos dažnius visame spektre. Kadangi kiekviena spektro „spalva“ (matoma ir nematoma) turi savo dažnį: skirtingai nei visi kiti dažniai, ji gali nešti savo nepriklausomą informacijos srautą. Mokslininkams pavyko atrakinti 332 bitų/s/Hz spektrinį efektyvumą (bitai per sekundę per Hertz); tai tris kartus daugiau nei ankstesnis geriausias bandymas 2019 m. – pastarasis pasiekė 105 bitų/s/Hz spektrinį efektyvumą.
02
Eksperimentinė sąranka: C juostos informacijos perdavimas 184 skirtingais bangos ilgiais
Tyrėjai sugebėjo perduoti C juostos informaciją 184 skirtingais bangos ilgiais: šie nepriklausomi, nesutampantys dažniai naudojami informacijai perduoti vienu metu per šviesolaidinį kabelį. Šviesa yra moduliuojama taip, kad prieš siunčiant šviesolaidiniu kabeliu būtų perduodami 55 atskiri duomenų srautai (schemos). Kai moduliuojamas (kaip ir dauguma šiuo metu naudojamų šviesolaidinių kabelių), jam reikalinga stiklinė šerdis, kad būtų galima perduoti visus duomenis. Kai duomenys siunčiami (apimanti 184 bangos ilgius ir 55 režimus), imtuvas dekoduoja skirtingus bangos ilgius ir režimus, kad surinktų savo duomenis. Eksperimento metu atstumas tarp siuntėjo ir gavėjo buvo nustatytas 25,9 km.
①Optinių šukų šaltinis: optinių šukų šaltinyje generuojami 184 laikikliai. ② Signalo moduliavimas. Nešėjas moduliuojamas 16 QAM ir poliarizacijos multipleksuotų signalų. ③ Lygiagretus signalo generavimas. Signalai kiekvienam režimui yra šakojami, o kelio delsos taikomos nepriklausomiems duomenų srautams imituoti. ④ režimo multiplekseris. Kiekvienas signalas konvertuojamas į skirtingą erdvinį režimą ir siunčiamas į 55 režimų skaidulą. ⑤ 55 režimo pluoštas. Signalas sklinda 25,9 kilometro ilgio režimu 55 skaidulos. ⑥ Demultiplekserio režimas. Imtuve signalas iš kiekvieno erdvinio režimo yra atskiriamas ir konvertuojamas į pagrindinį režimą. ⑦ Didelės spartos lygiagretus imtuvas. Režimo demultipleksuotas signalas pagal bangos ilgį demultipleksuojamas filtru ir lygiagrečiu koherentiniu imtuvu konvertuojamas į elektrinį signalą. ⑧ Signalo apdorojimas neprisijungus. MIMO apdorojimas, skirtas pašalinti signalo trukdžius skaidulų sklidimo metu.
Eksperimentiniai rezultatai rodo, kad nors duomenų perdavimo sparta šiek tiek sumažėja C juostos ilgajame bangos ilgio gale (apie 1565 nm), kitose bangos ilgio srityse gaunamas stabilus ir beveik vienodas duomenų perdavimo greitis, iš viso pasiekiantis 1,53 Pbit/s. klaida. korekcija
Paskelbimo laikas: 2022-11-18
