Стандардно влакно постиже светски рекорд у пропусном опсегу, надмашујући укупан глобални интернет саобраћај

Истраживачки тим са Института за мрежна истраживања Јапанског Националног института за информационе и комуникационе технологије (НИЦТ) постигао је нови светски рекорд пропусног опсега од 1,53 Пбит/с на оптичком влакну стандардног пречника. То значи да се глобални интернет саобраћај може уклопити у њега.
Сличан напредак је пријављен пре пола месеца: пропусни опсег од 1,84 Пбит/с је постигнут са једним ласером и једним оптичким чипом, што је вредност већа од оне коју су постигли НИЦТ, али проблем је што је још увек експерименталан. Фотонски чипови у фази пројектовања, стога се ово НТИЦ истраживање може применити раније.

01

Технологија мултиплексирања: постићи рекордну пропусност од 1,53 Пбит/с
Истраживачи су постигли пропусни опсег од приближно 1,53 Пбит/с кодирањем информација на 55 различитих оптичких фреквенција (техника позната као мултиплексирање). То је довољна пропусност да се сав светски интернет саобраћај (процењује се на мање од 1 Пбит/с) преко једног оптичког кабла: милион пута ефикасније од Гбит везе (у најбољем случају) коју има просечна особа.
Технологија функционише тако што користи предности различитих фреквенција светлости широм спектра. Пошто свака „боја“ у спектру (видљива и невидљива) има своју фреквенцију: за разлику од свих других фреквенција, она може да носи сопствени независни ток информација. Истраживачи су успели да откључају спектралну ефикасност од 332 бита/с/Хз (битова у секунди по Херцу); ово је три пута више од његовог претходног најбољег покушаја у 2019. – потоњи је постигао спектралну ефикасност од 105 бита/с/Хз.

02
Експериментална поставка: пренос информација у Ц-опсегу на 184 различите таласне дужине
Истраживачи су успели да пренесу информације у Ц-опсегу преко 184 различите таласне дужине: ове независне фреквенције које се не преклапају се користе за симултани пренос информација унутар оптичког кабла. Светлост је модулисана да преноси 55 одвојених токова (узорака) података пре него што се пошаље низ оптички кабл. Једном модулисан (као и већина оптичких каблова који су тренутно распоређени), захтева стаклено језгро за пренос свих података. Како се подаци шаљу (покривају 184 таласне дужине и 55 модова), пријемник декодира различите таласне дужине и модове како би прикупио своје податке. У експерименту је растојање између пошиљаоца и примаоца постављено на 25,9 км.

①Извор оптичког чешља: 184 носача се генерише у извору оптичког чешља. ②Модулација сигнала. Носач је модулисан са 16 КАМ и поларизационим мултиплексираним сигналима. ③ Генерисање паралелног сигнала. Сигнали за сваки режим се рачвају и кашњења путање се примењују да би се симулирали независни токови података. ④ мултиплексер режима. Сваки сигнал се конвертује у другачији просторни режим и шаље на 55-модно влакно. ⑤ 55 мод влакана. Сигнал се шири у 25,9 километара дугом моду 55 влакна. ⑥ Режим демултиплексера. На пријемнику се сигнал из сваког просторног мода одваја и претвара у основни мод. ⑦ Паралелни пријемник велике брзине. Режим демултиплексираног сигнала се демултиплексира таласном дужином помоћу филтера и конвертује у електрични сигнал помоћу паралелног кохерентног пријемника. ⑧ Обрада сигнала ван мреже. МИМО обрада за елиминисање сметњи сигнала током ширења влакана.

Експериментални резултати показују да иако брзина преноса података благо опада на крају дуге таласне дужине Ц-опсега (око 1565 нм), добија се стабилна и скоро уједначена брзина података у другим регионима таласне дужине, достижући укупно 1,53 Пбит/с након грешка. исправка