Một nhóm nghiên cứu từ Viện Nghiên cứu Mạng thuộc Viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông Quốc gia Nhật Bản (NICT) đã đạt được kỷ lục băng thông thế giới mới là 1,53 Pbit/s trên sợi quang có đường kính tiêu chuẩn. Điều này có nghĩa là lưu lượng truy cập Internet toàn cầu có thể phù hợp với nó.
Một tiến bộ tương tự đã được báo cáo cách đây nửa tháng: băng thông 1,84 Pbit/s đã đạt được với một tia laser và một chip quang đơn, một giá trị cao hơn giá trị mà NICT đạt được, nhưng vấn đề của nó là nó vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm. Chip quang tử đang trong giai đoạn thiết kế, do đó nghiên cứu NTIC này có thể được triển khai sớm hơn.
01
Công nghệ ghép kênh: đạt băng thông kỷ lục 1,53 Pbit/s
Các nhà nghiên cứu đã đạt được băng thông xấp xỉ 1,53 Pbit/s bằng cách mã hóa thông tin ở 55 tần số quang học khác nhau (một kỹ thuật được gọi là ghép kênh). Băng thông đó đủ để truyền toàn bộ lưu lượng truy cập Internet của thế giới (ước tính dưới 1 Pbit/s) qua một sợi cáp quang: hiệu quả hơn một triệu lần so với kết nối Gbit (tốt nhất trong các trường hợp) mà một người bình thường có.
Công nghệ này hoạt động bằng cách tận dụng các tần số ánh sáng khác nhau trên quang phổ. Vì mỗi “màu” trong quang phổ (hiển thị và vô hình) có tần số riêng: không giống như tất cả các tần số khác, nó có thể mang luồng thông tin độc lập của riêng mình. Các nhà nghiên cứu đã tìm cách đạt được hiệu suất quang phổ là 332 bit/s/Hz (bit trên giây trên Hertz); con số này cao gấp ba lần so với nỗ lực tốt nhất trước đó của họ vào năm 2019 – nỗ lực sau này đạt được hiệu suất phổ là 105 bit/s/Hz.
02
Bố trí thử nghiệm: Truyền thông tin băng tần C ở 184 bước sóng khác nhau
Các nhà nghiên cứu đã cố gắng truyền thông tin băng tần C qua 184 bước sóng khác nhau: những tần số độc lập, không chồng chéo này được sử dụng để truyền thông tin đồng thời trong cáp quang. Ánh sáng được điều chế để truyền 55 luồng (mẫu) dữ liệu riêng biệt trước khi được gửi xuống cáp quang. Sau khi được điều chế (giống như hầu hết các loại cáp quang hiện đang được triển khai), nó cần có lõi thủy tinh để mang tất cả dữ liệu. Khi dữ liệu được gửi (bao gồm 184 bước sóng và 55 chế độ), bộ thu sẽ giải mã các bước sóng và chế độ khác nhau để thu thập dữ liệu của nó. Trong thử nghiệm, khoảng cách giữa người gửi và người nhận được đặt là 25,9 km.
①Nguồn lược quang: 184 sóng mang được tạo ra trong nguồn lược quang. ②Điều chế tín hiệu. Sóng mang được điều chế với 16 QAM và tín hiệu ghép kênh phân cực. ③ Tạo tín hiệu song song. Tín hiệu cho mỗi chế độ được phân nhánh và độ trễ đường dẫn được áp dụng để mô phỏng các luồng dữ liệu độc lập. ④ chế độ ghép kênh. Mỗi tín hiệu được chuyển đổi sang một chế độ không gian khác nhau và được gửi đến sợi quang 55 chế độ. ⑤ 55 chế độ sợi. Tín hiệu lan truyền ở chế độ sợi 55 dài 25,9 km. ⑥ Chế độ phân kênh. Tại máy thu, tín hiệu từ mỗi chế độ không gian được tách ra và chuyển đổi sang chế độ cơ bản. ⑦ Máy thu song song tốc độ cao. Tín hiệu được phân kênh theo chế độ được phân kênh theo bước sóng bằng bộ lọc và được chuyển đổi thành tín hiệu điện bằng máy thu kết hợp song song. ⑧ Xử lý tín hiệu ngoại tuyến. Xử lý MIMO để loại bỏ nhiễu tín hiệu trong quá trình truyền sợi quang.
Kết quả thực nghiệm cho thấy mặc dù tốc độ dữ liệu giảm nhẹ ở đầu bước sóng dài của băng tần C (khoảng 1565 nm), tốc độ dữ liệu ổn định và gần như đồng đều đạt được ở các vùng bước sóng khác, đạt tổng cộng 1,53 Pbit/s sau đó. lỗi. sự sửa chữa
Thời gian đăng: 18-11-2022
