Uma equipe de pesquisa do Instituto de Pesquisa de Rede do Instituto Nacional de Tecnologias de Informação e Comunicação (NICT) do Japão alcançou um novo recorde mundial de largura de banda de 1,53 Pbit/s em uma fibra óptica de diâmetro padrão. Isso significa que o tráfego global da Internet pode caber nele.
Avanço semelhante foi relatado há meio mês: uma largura de banda de 1,84 Pbit/s foi alcançada com um único laser e um único chip óptico, valor superior ao alcançado pelas NICTs, mas o problema é que ainda é experimental. Chips fotônicos em fase de projeto, portanto esta pesquisa NTIC pode ser implementada mais cedo.
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Tecnologia de multiplexação: alcance largura de banda recorde de 1,53 Pbit/s
Os pesquisadores alcançaram uma largura de banda de aproximadamente 1,53 Pbit/s codificando informações em 55 frequências ópticas diferentes (uma técnica conhecida como multiplexação). Isso é largura de banda suficiente para transportar todo o tráfego mundial de Internet (estimado em menos de 1 Pbit/s) através de um único cabo de fibra óptica: um milhão de vezes mais eficaz do que a conexão de Gbit (na melhor das hipóteses) que uma pessoa média possui.
A tecnologia funciona aproveitando diferentes frequências de luz em todo o espectro. Uma vez que cada “cor” do espectro (visível e invisível) tem a sua própria frequência: ao contrário de todas as outras frequências, pode transportar o seu próprio fluxo independente de informação. Os pesquisadores conseguiram desbloquear uma eficiência espectral de 332 bits/s/Hz (bits por segundo por Hertz); isto é três vezes superior à sua melhor tentativa anterior em 2019 – esta última alcançando uma eficiência espectral de 105 bits/s/Hz.
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Configuração experimental: transmissão de informações em banda C em 184 comprimentos de onda diferentes
Os pesquisadores conseguiram transmitir informações da banda C em 184 comprimentos de onda diferentes: essas frequências independentes e não sobrepostas são usadas para transmitir informações simultaneamente dentro do cabo de fibra óptica. A luz é modulada para transmitir 55 fluxos separados (padrões) de dados antes de ser enviada pelo cabo de fibra óptica. Uma vez modulado (como a maioria dos cabos de fibra óptica atualmente implantados), é necessário um núcleo de vidro para transportar todos os dados. À medida que os dados são enviados (cobrindo 184 comprimentos de onda e 55 modos), o receptor decodifica os diferentes comprimentos de onda e modos para coletar seus dados. No experimento, a distância entre o remetente e o receptor foi definida em 25,9 km.
①Fonte de pente óptico: 184 portadoras são geradas em uma fonte de pente óptico. ②Modulação de sinal. A portadora é modulada com 16 sinais QAM e multiplexados por polarização. ③ Geração de sinal paralelo. Os sinais para cada modo são bifurcados e atrasos de caminho são aplicados para simular fluxos de dados independentes. ④ modo multiplexador. Cada sinal é convertido para um modo espacial diferente e enviado para uma fibra de 55 modos. ⑤ fibra de modo 55. O sinal se propaga em uma fibra modo 55 de 25,9 quilômetros de comprimento. ⑥ Modo demultiplexador. No receptor, o sinal de cada modo espacial é separado e convertido para o modo fundamental. ⑦ Receptor paralelo de alta velocidade. O sinal demultiplexado em modo é demultiplexado em comprimento de onda por um filtro e convertido em um sinal elétrico por um receptor paralelo coerente. ⑧ Processamento de sinal offline. Processamento MIMO para eliminar interferência de sinal durante a propagação de fibra.
Os resultados experimentais mostram que embora a taxa de dados caia ligeiramente na extremidade do comprimento de onda longo da banda C (cerca de 1565 nm), uma taxa de dados estável e quase uniforme é obtida em outras regiões de comprimento de onda, atingindo um total de 1,53 Pbit/s após o erro. correção
Horário da postagem: 18 de novembro de 2022
