Japonya Ulusal Bilgi ve İletişim Teknolojileri Enstitüsü'nün (NICT) Ağ Araştırma Enstitüsü'nden bir araştırma ekibi, standart çaplı bir optik fiberde 1,53 Pbit/s'lik yeni bir dünya bant genişliği rekoruna ulaştı. Bu, küresel İnternet trafiğinin buna sığabileceği anlamına gelir.
Benzer bir ilerleme altı ay önce de rapor edilmişti: Tek bir lazer ve tek bir optik çip ile 1,84 Pbit/s'lik bir bant genişliği elde edildi; bu, NICT'lerin elde ettiği değerden daha yüksek bir değer, ancak sorunu bunun hala deneysel olması. Fotonik çipler tasarım aşamasında olduğundan bu NTIC araştırması daha erken hayata geçirilebilir.
01
Çoğullama teknolojisi: 1,53 Pbit/s'lik rekor bant genişliğine ulaşın
Araştırmacılar, bilgiyi 55 farklı optik frekansta kodlayarak (çoklama olarak bilinen bir teknik) yaklaşık 1,53 Pbit/s'lik bir bant genişliği elde ettiler. Bu, dünyanın tüm İnternet trafiğini (1 Pbit/s'den az olduğu tahmin ediliyor) tek bir fiber optik kablo üzerinden taşımaya yetecek bant genişliğidir: ortalama bir insanın sahip olduğu Gbit bağlantısından (en iyi ihtimalle) bir milyon kat daha etkilidir.
Teknoloji, spektrumdaki farklı ışık frekanslarından yararlanarak çalışır. Spektrumdaki (görünür ve görünmez) her “renk”in kendi frekansı olduğundan, diğer tüm frekansların aksine, kendi bağımsız bilgi akışını taşıyabilir. Araştırmacılar 332 bit/s/Hz (Hertz başına saniye başına bit) değerindeki spektral verimliliğin kilidini açmayı başardılar; Bu, 2019'daki önceki en iyi girişiminden üç kat daha yüksek; ikincisi 105 bit/s/Hz'lik bir spektral verime ulaşıyor.
02
Deney düzeneği: 184 farklı dalga boyunda C-bandı bilgi iletimi
Araştırmacılar, C-band bilgisini 184 farklı dalga boyu boyunca iletmeyi başardılar: bu bağımsız, örtüşmeyen frekanslar, fiber optik kablo içerisinde eş zamanlı olarak bilgi iletmek için kullanıldı. Işık, fiber optik kabloya gönderilmeden önce 55 ayrı veri akışını (desen) iletecek şekilde modüle edilir. Modüle edildikten sonra (şu anda kullanılan çoğu fiber optik kablo gibi), tüm verileri taşımak için bir cam çekirdek gerekir. Veriler gönderildikçe (184 dalga boyu ve 55 modu kapsayan), alıcı, verilerini toplamak için farklı dalga boylarının ve modların kodunu çözer. Deneyde gönderici ile alıcı arasındaki mesafe 25,9 km olarak ayarlandı.
①Optik tarak kaynağı: Bir optik tarak kaynağında 184 taşıyıcı üretilir. ②Sinyal modülasyonu. Taşıyıcı, 16 QAM ve polarizasyon çoğullamalı sinyallerle modüle edilir. ③ Paralel sinyal üretimi. Her bir mod için sinyaller çatallanır ve bağımsız veri akışlarını simüle etmek için yol gecikmeleri uygulanır. ④ mod çoklayıcı. Her sinyal farklı bir uzaysal moda dönüştürülür ve 55 modlu bir fibere gönderilir. ⑤ 55 modlu fiber. Sinyal, 25,9 kilometre uzunluğundaki mod 55 fiberde yayılır. ⑥ Çoğullama çözücü modu. Alıcıda, her uzaysal moddan gelen sinyal ayrılır ve temel moda dönüştürülür. ⑦ Yüksek hızlı paralel alıcı. Modu çoğullaması giderilmiş sinyal, bir filtre tarafından dalga boyu ayrıştırılır ve paralel uyumlu bir alıcı tarafından elektrik sinyaline dönüştürülür. ⑧ Çevrimdışı sinyal işleme. Fiber yayılımı sırasında sinyal girişimini ortadan kaldırmak için MIMO işleme.
Deneysel sonuçlar, C bandının uzun dalga boyu ucunda (1565 nm civarında) veri hızının hafifçe düşmesine rağmen, diğer dalga boyu bölgelerinde sabit ve hemen hemen tek biçimli bir veri hızının elde edildiğini ve sonrasında toplam 1,53 Pbit/s'ye ulaştığını göstermektedir. hata. düzeltme
Gönderim zamanı: 18 Kasım 2022
