Gentian standard mencapai rekod lebar jalur dunia, mengatasi jumlah trafik Internet global

Pasukan penyelidik dari Institut Penyelidikan Rangkaian Institut Teknologi Maklumat dan Komunikasi Kebangsaan (NICT) Jepun telah mencapai rekod lebar jalur dunia baharu sebanyak 1.53 Pbit/s pada gentian optik diameter standard . Ini bermakna trafik Internet global boleh masuk ke dalamnya.
Kemajuan serupa dilaporkan setengah bulan yang lalu: lebar jalur 1.84 Pbit/s dicapai dengan satu laser dan cip optik tunggal, nilai yang lebih tinggi daripada yang dicapai oleh NICT, tetapi masalahnya ialah ia masih eksperimen. Cip fotonik dalam peringkat reka bentuk, oleh itu penyelidikan NTIC ini boleh dilaksanakan lebih awal.

01

Teknologi pemultipleksan: mencapai lebar jalur rekod 1.53 Pbit/s
Para penyelidik mencapai lebar jalur kira-kira 1.53 Pbit/s dengan pengekodan maklumat pada 55 frekuensi optik yang berbeza (teknik yang dikenali sebagai pemultipleksan). Jalur lebar itu cukup untuk membawa semua trafik Internet dunia (dianggarkan kurang daripada 1 Pbit/s) melalui kabel gentian optik tunggal: sejuta kali lebih berkesan daripada sambungan Gbit (terbaik kes) yang dimiliki oleh orang biasa.
Teknologi ini berfungsi dengan memanfaatkan frekuensi cahaya yang berbeza merentasi spektrum. Oleh kerana setiap "warna" dalam spektrum (kelihatan dan tidak kelihatan) mempunyai frekuensinya sendiri: tidak seperti semua frekuensi lain, ia boleh membawa aliran maklumat bebasnya sendiri. Para penyelidik berjaya membuka kunci kecekapan spektrum 332 bit/s/Hz (bit sesaat setiap Hertz); ini adalah tiga kali lebih tinggi daripada percubaan terbaik sebelumnya pada 2019 - yang terakhir mencapai kecekapan spektrum 105 bit/s/Hz.

02
Persediaan eksperimen: Penghantaran maklumat jalur C pada 184 panjang gelombang yang berbeza
Para penyelidik berjaya menghantar maklumat C-band merentasi 184 panjang gelombang yang berbeza: frekuensi bebas dan tidak bertindih ini digunakan untuk menghantar maklumat secara serentak dalam kabel gentian optik. Cahaya dimodulasi untuk menghantar 55 aliran (corak) data yang berasingan sebelum dihantar ke kabel gentian optik. Setelah dimodulasi (seperti kebanyakan kabel gentian optik yang digunakan pada masa ini), ia memerlukan teras kaca untuk membawa semua data. Apabila data dihantar (meliputi 184 panjang gelombang dan 55 mod), penerima menyahkod panjang gelombang dan mod yang berbeza untuk mengumpul datanya. Dalam eksperimen, jarak antara penghantar dan penerima ditetapkan kepada 25.9 km.

①Sumber sikat optik: 184 pembawa dijana dalam sumber sikat optik. ②Modulasi isyarat. Pembawa dimodulasi dengan 16 QAM dan isyarat pemultipleks polarisasi. ③ Penjanaan isyarat selari. Isyarat untuk setiap mod bercabang dan kelewatan laluan digunakan untuk mensimulasikan aliran data bebas. ④ pemultipleks mod. Setiap isyarat ditukar kepada mod spatial yang berbeza dan dihantar ke gentian 55 mod. ⑤ 55 mod gentian. Isyarat merambat dalam 25.9 kilometer panjang mod 55 gentian. ⑥ Mod demultiplexer. Pada penerima, isyarat daripada setiap mod spatial diasingkan dan ditukar kepada mod asas. ⑦ Penerima selari berkelajuan tinggi. Isyarat mod-demultiplexed adalah panjang gelombang-demultiplexed oleh penapis dan ditukar kepada isyarat elektrik oleh penerima koheren selari. ⑧ Pemprosesan isyarat luar talian. Pemprosesan MIMO untuk menghapuskan gangguan isyarat semasa penyebaran gentian.

Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa walaupun kadar data menurun sedikit pada hujung panjang gelombang panjang jalur C (sekitar 1565 nm), kadar data yang stabil dan hampir seragam diperoleh di kawasan panjang gelombang lain, mencapai jumlah 1.53 Pbit/s selepas kesilapan itu. pembetulan