Standardno optičko vlakno dostiglo je svjetski rekord u propusnom opsegu, premašivši ukupni globalni internet promet

Istraživački tim iz Instituta za mrežna istraživanja japanskog Nacionalnog instituta za informacionu i komunikacijsku tehnologiju (NICT) postigao je novi svjetski rekord propusnosti od 1,53 Pbit/s na optičkom vlaknu standardnog promjera. To znači da sav globalni internet promet može stati u njega.
Sličan proboj je zabilježen prije dvije sedmice: propusni opseg od 1,84 Pbit/s postignut je s jednim laserom i jednim optičkim čipom, vrijednost veća od one koju postižu informaciono-komunikacione tehnologije (IKT), ali problem je što je to još uvijek eksperimentalno. Fotonski čipovi su u fazi dizajna; stoga bi se ovo IKT istraživanje moglo implementirati ranije.

01

Tehnologija multipleksiranja: postiže rekordnu propusnost od 1,53 Pbit/s
Istraživači su postigli propusni opseg od približno 1,53 Pbit/s kodiranjem informacija preko 55 različitih optičkih frekvencija (tehnika poznata kao multipleksiranje). To je dovoljno propusnog opsega za prenos sav svjetski internet saobraćaj (procijenjen na manje od 1 Pbit/s) putem jednog optičkog kabla - milion puta efikasnije od gigabitne veze (u najboljem slučaju) koju prosječna osoba ima.
Tehnologija funkcioniše tako što koristi različite svjetlosne frekvencije u cijelom spektru. Budući da svaka "boja" u spektru (vidljiva i nevidljiva) ima svoju frekvenciju, za razliku od svih ostalih frekvencija, ona može nositi svoj vlastiti nezavisni tok informacija. Istraživači su postigli spektralnu efikasnost od 332 bita/s/Hz (bita u sekundi po hercu), što je tri puta više od njihovog prethodnog najboljeg pokušaja iz 2019. godine, koji je postigao spektralnu efikasnost od 105 bita/s/Hz.

02
Eksperimentalna postavka: Prijenos informacija u C-opsegu na 184 različite talasne dužine
Istraživači su uspješno prenijeli informacije iz C-pojasa preko 184 različite talasne dužine: ove nezavisne, nepreklapajuće frekvencije koriste se za istovremeni prijenos informacija unutar optičkog kabla. Svjetlost se modulira kako bi prenijela 55 odvojenih tokova (obrasca) podataka prije nego što se pošalje kroz optički kabl. Nakon modulacije (kao i većina optičkih kablova koji se trenutno koriste), potrebna je staklena jezgra za prijenos svih podataka. Kako se podaci (koji obuhvataju 184 talasne dužine i 55 modova) šalju, prijemnik dekodira različite talasne dužine i modove kako bi prikupio svoje podatke. U eksperimentu, udaljenost između predajnika i prijemnika bila je fiksirana na 25,9 km.

① Optički češljasti izvor: 184 nosioca se generišu u optičkom češljastom izvoru. ② Modulacija signala: Nosilac se modulira sa 16 QAM signala i multipleksiranom polarizacijom. ③ Paralelno generisanje signala: Signali za svaki mod se razdvajaju, a kašnjenja puta se primjenjuju za simulaciju nezavisnih tokova podataka. ④ Multiplekser modova: Svaki signal se pretvara u drugi prostorni mod i šalje na 55-modno vlakno. ⑤ 55-modno vlakno: Signal se širi u 55-modnom vlaknu dužine 25,9 kilometara. ⑥ Demultiplekser modova: Na prijemniku se signal razdvaja u svaki prostorni mod i pretvara u osnovni mod. ⑦ Paralelni prijemnik velike brzine: Signal demultipleksiran po modovima se demultipleksira po talasnoj dužini pomoću filtera i pretvara u električni signal pomoću paralelnog koherentnog prijemnika. ⑧ Offline obrada signala. MIMO obrada za eliminaciju interferencije signala tokom propagacije vlakna.

Eksperimentalni rezultati pokazuju da, iako brzina prenosa podataka neznatno opada na kraju C opsega sa dužim talasnim dužinama (oko 1565 nm), stabilna i gotovo ujednačena brzina prenosa podataka se postiže i u drugim oblastima talasnih dužina, dostižući ukupno 1,53 Pbit/s nakon korekcije greške.