O echipă de cercetare de la Institutul de Cercetare în Rețea al Institutului Național de Tehnologii Informaționale și Comunicațiilor (NICT) din Japonia a atins un nou record mondial de lățime de bandă de 1,53 Pbit/s pe o fibră optică cu diametru standard. Aceasta înseamnă că traficul global de internet se poate încadra în el.
Un avans similar a fost raportat în urmă cu jumătate de lună: s-a realizat o lățime de bandă de 1,84 Pbit/s cu un singur laser și un singur cip optic, o valoare mai mare decât cea atinsă de NICT-uri, dar problema ei este că este încă experimental. Cipurile fotonice în stadiul de proiectare, prin urmare această cercetare NTIC poate fi implementată mai devreme.
01
Tehnologie de multiplexare: obțineți o lățime de bandă record de 1,53 Pbit/s
Cercetătorii au obținut o lățime de bandă de aproximativ 1,53 Pbit/s prin codificarea informațiilor la 55 de frecvențe optice diferite (o tehnică cunoscută sub numele de multiplexare). Aceasta este o lățime de bandă suficientă pentru a transporta tot traficul de internet din lume (estimat la mai puțin de 1 Pbit/s) printr-un singur cablu de fibră optică: de un milion de ori mai eficientă decât conexiunea Gbit (în cel mai bun caz) pe care o are o persoană obișnuită.
Tehnologia funcționează profitând de diferitele frecvențe ale luminii de-a lungul spectrului. Deoarece fiecare „culoare” din spectru (vizibilă și invizibilă) are propria frecvență: spre deosebire de toate celelalte frecvențe, ea își poate transporta propriul flux independent de informații. Cercetătorii au reușit să deblocheze o eficiență spectrală de 332 biți/s/Hz (biți pe secundă pe Hertz); aceasta este de trei ori mai mare decât cea mai bună încercare anterioară din 2019 – aceasta din urmă atingând o eficiență spectrală de 105 biți/s/Hz.
02
Configurare experimentală: transmisie de informații în banda C la 184 de lungimi de undă diferite
Cercetătorii au reușit să transmită informații în banda C pe 184 de lungimi de undă diferite: aceste frecvențe independente, care nu se suprapun, sunt folosite pentru a transmite informații simultan în cablul de fibră optică. Lumina este modulată pentru a transmite 55 de fluxuri separate (modele) de date înainte de a fi trimisă pe cablul de fibră optică. Odată modulat (ca majoritatea cablurilor de fibră optică implementate în prezent), necesită un miez de sticlă pentru a transporta toate datele. Pe măsură ce datele sunt trimise (care acoperă 184 de lungimi de undă și 55 de moduri), receptorul decodifică diferitele lungimi de undă și moduri pentru a-și colecta datele. În experiment, distanța dintre emițător și receptor a fost setată la 25,9 km.
①Sursa de pieptene optic: 184 de purtători sunt generați într-o sursă de pieptene optic. ②Modularea semnalului. Purtătorul este modulat cu 16 QAM și semnale multiplexate de polarizare. ③ Generarea semnalului în paralel. Semnalele pentru fiecare mod sunt bifurcate și întârzierile de cale sunt aplicate pentru a simula fluxuri independente de date. ④ multiplexor de mod. Fiecare semnal este convertit într-un mod spațial diferit și trimis la o fibră cu 55 de moduri. ⑤ 55 mod fibră. Semnalul se propagă într-o fibră 55 de 25,9 kilometri lungime. ⑥ Modul demultiplexor. La receptor, semnalul din fiecare mod spațial este separat și convertit în modul fundamental. ⑦ Receptor paralel de mare viteză. Semnalul demultiplexat în mod este demultiplexat pe lungime de undă de un filtru și convertit într-un semnal electric de către un receptor coerent paralel. ⑧ Procesarea semnalului offline. Procesare MIMO pentru a elimina interferența semnalului în timpul propagării fibrei.
Rezultatele experimentale arată că, deși rata datelor scade ușor la capătul lungimii de undă lungi a benzii C (în jur de 1565 nm), se obține o rată a datelor stabilă și aproape uniformă în alte regiuni de lungime de undă, atingând un total de 1,53 Pbit/s după eroarea. corecţie
Ora postării: 18-11-2022
