Mae ffibr safonol yn cyrraedd record byd ar gyfer lled band, gan ragori ar gyfanswm traffig rhyngrwyd byd-eang

Mae tîm ymchwil o Sefydliad Ymchwil Rhwydwaith Sefydliad Cenedlaethol Technoleg Gwybodaeth a Chyfathrebu (NICT) Japan wedi cyflawni record lled band byd newydd o 1.53 Pbit/s ar ffibr optegol diamedr safonol. Mae hyn yn golygu y gall yr holl draffig rhyngrwyd byd-eang ffitio ynddo.
Adroddwyd ar ddatblygiad tebyg bythefnos yn ôl: cyflawnwyd lled band o 1.84 Pbit/s gydag un laser ac un sglodion optegol, gwerth uwch na'r hyn a gyflawnir gan dechnolegau TG, ond y broblem yw ei fod yn dal i fod yn arbrofol. Mae sglodion ffotonig yn y cyfnod dylunio; felly, gellid gweithredu'r ymchwil TGCh hon yn gynt.

01

Technoleg amlblecsio: cyflawni lled band record o 1.53 Pbit/s
Cyflawnodd yr ymchwilwyr led band o tua 1.53 Pbit/s drwy amgodio'r wybodaeth ar draws 55 o amleddau optegol gwahanol (techneg a elwir yn amlblecsio). Mae hynny'n ddigon o led band i gario holl draffig rhyngrwyd y byd (amcangyfrifir ei fod yn llai nag 1 Pbit/s) drwy un cebl ffibr optig—filiwn gwaith yn fwy effeithiol na'r cysylltiad Gbit (ar y gorau) sydd gan y person cyffredin.
Mae'r dechnoleg yn gweithio trwy harneisio gwahanol amleddau golau ar draws y sbectrwm. Gan fod gan bob "lliw" yn y sbectrwm (gweladwy ac anweledig) ei amledd ei hun, yn wahanol i bob amledd arall, gall gario ei ffrwd annibynnol ei hun o wybodaeth. Cyflawnodd yr ymchwilwyr effeithlonrwydd sbectrol o 332 bit/s/Hz (bitiau yr eiliad fesul Hertz), dair gwaith yn uwch na'u hymgais orau flaenorol yn 2019, a gyflawnodd effeithlonrwydd sbectrol o 105 bit/s/Hz.

02
Gosodiad arbrofol: Trosglwyddo gwybodaeth band-C ar 184 tonfedd gwahanol
Llwyddodd yr ymchwilwyr i drosglwyddo gwybodaeth band-C ar draws 184 tonfedd gwahanol: defnyddir yr amleddau annibynnol, di-orgyffwrdd hyn i drosglwyddo gwybodaeth ar yr un pryd o fewn y cebl ffibr optig. Caiff y golau ei fodiwleiddio i drosglwyddo 55 o ffrydiau (patrymau) data ar wahân cyn cael ei anfon trwy'r cebl ffibr optig. Ar ôl ei fodiwleiddio (fel y rhan fwyaf o geblau ffibr optig a ddefnyddir ar hyn o bryd), mae angen craidd gwydr i gario'r holl ddata. Wrth i'r data (sy'n cwmpasu 184 tonfedd a 55 modd) gael ei anfon, mae'r derbynnydd yn datgodio'r gwahanol donfeddi a moddau i gasglu ei ddata. Yn yr arbrawf, gosodwyd y pellter rhwng y trosglwyddydd a'r derbynnydd ar 25.9 km.

① Ffynhonnell crib optegol: Cynhyrchir 184 o gludwyr mewn ffynhonnell crib optegol. ② Modiwleiddio signal: Caiff y cludwr ei fodiwleiddio gyda 16 signal QAM a pholareiddio amlblecs. ③ Cynhyrchu signal cyfochrog: Caiff y signalau ar gyfer pob modd eu rhannu, a chymhwysir oedi llwybr i efelychu ffrydiau data annibynnol. ④ Amlblecsydd modd: Caiff pob signal ei drawsnewid yn fodd gofodol gwahanol a'i anfon i ffibr 55-modd. ⑤ Ffibr 55-modd: Mae'r signal yn lluosogi mewn ffibr 55-modd 25.9 cilomedr o hyd. ⑥ Dad-amlblecsydd modd: Yn y derbynnydd, caiff y signal ei wahanu i bob modd gofodol a'i drawsnewid i'r modd sylfaenol. ⑦ Derbynnydd cyfochrog cyflym: Caiff y signal dad-amlblecsydd modd ei ddad-amlblecsu o ran tonfedd gan hidlydd a'i drawsnewid yn signal trydanol gan dderbynnydd cydlynol cyfochrog. ⑧ Prosesu signal all-lein. Prosesu MIMO i ddileu ymyrraeth signal yn ystod lluosogi ffibr.

Mae canlyniadau arbrofol yn dangos, er bod y gyfradd ddata yn gostwng ychydig ar ben tonfedd hir y band C (tua 1565 nm), bod cyfradd ddata sefydlog a bron yn unffurf yn cael ei sicrhau mewn rhanbarthau tonfedd eraill, gan gyrraedd cyfanswm o 1.53 Pbit/s ar ôl cywiro gwallau.