Standardkiud saavutab ribalaiuse maailmarekordi, ületades kogu globaalse internetiliikluse mahtu.

Jaapani riikliku info- ja kommunikatsioonitehnoloogia instituudi (NICT) võrguuuringute instituudi uurimisrühm on saavutanud standardse läbimõõduga optilisel kiul uue ribalaiuse rekordi 1,53 Pbit/s. See tähendab, et kogu globaalne internetiliiklus mahub sellesse kiudu.
Sarnasest läbimurdest teatati kaks nädalat tagasi: ühe laseri ja ühe optilise kiibiga saavutati ribalaius 1,84 Pbit/s, mis on kõrgem väärtus kui IKT-tehnoloogiate abil saavutatav, kuid probleem on selles, et see on alles eksperimentaalne. Fotoonikiibid on projekteerimisjärgus; seetõttu võiks see IKT-uuring varem ellu viia.

01

Multipleksimise tehnoloogia: saavutab rekordilise ribalaiuse 1,53 Pbit/s
Teadlased saavutasid teabe kodeerimise teel 55 erineval optilisel sagedusel (tehnika, mida nimetatakse multipleksimiseks) ligikaudu 1,53 Pbit/s ribalaiuse. Sellest ribalaiusest piisab kogu maailma internetiliikluse (hinnanguliselt alla 1 Pbit/s) edastamiseks läbi ühe fiiberoptilise kaabli – miljon korda efektiivsem kui keskmise inimese gigabitiühendus (parimal juhul).
Tehnoloogia töötab spektri erinevate valgussageduste rakendamise teel. Kuna igal spektri "värvil" (nii nähtaval kui ka nähtamatul) on oma sagedus, erinevalt kõigist teistest sagedustest, saab see edastada oma sõltumatut infovoogu. Teadlased saavutasid spektraalse efektiivsuse 332 bitti/s/Hz (bitti sekundis hertsi kohta), mis on kolm korda kõrgem kui nende eelmine parim katse 2019. aastal, mil saavutati spektraalne efektiivsus 105 bitti/s/Hz.

02
Eksperimentaalne seadistus: C-riba infoedastus 184 erineval lainepikkusel
Teadlased edastasid edukalt C-sagedusriba infot 184 erineval lainepikkusel: neid sõltumatuid, mittekattuvaid sagedusi kasutatakse info samaaegseks edastamiseks fiiberoptilise kaabli sees. Valgus moduleeritakse enne fiiberoptilise kaabli kaudu saatmist edastama 55 eraldi andmevoogu (mustrit). Pärast moduleerimist (nagu enamiku praegu kasutatavate fiiberoptiliste kaablite puhul) vajab see kõigi andmete edastamiseks klaassüdamikku. Andmete (hõlmates 184 lainepikkust ja 55 moodi) saatmisel dekodeerib vastuvõtja erinevad lainepikkused ja moodid andmete kogumiseks. Eksperimendis fikseeriti saatja ja vastuvõtja vaheline kaugus 25,9 km-le.

① Optiline kammiallikas: Optilises kammiallikas genereeritakse 184 kandesagedust. ② Signaali modulatsioon: Kandesagedust moduleeritakse 16 QAM-signaaliga ja multipleksitud polarisatsiooniga. ③ Paralleelsignaali genereerimine: Iga moodi signaalid jagatakse ja sõltumatute andmevoogude simuleerimiseks rakendatakse teekonna viivitusi. ④ Režiimide multiplekser: Iga signaal teisendatakse erinevasse ruumilisse moodi ja saadetakse 55-moodilisse kiusse. ⑤ 55-moodiline kiud: Signaal levib 25,9 kilomeetri pikkuses 55-moodilises kius. ⑥ Režiimide demultiplekser: Vastuvõtjas jagatakse signaal igaks ruumiliseks moodiks ja teisendatakse põhimoodiks. ⑦ Kiire paralleelvastuvõtja: Režiimilt demultipleksitud signaal demultipleksitakse lainepikkuse järgi filtri abil ja teisendatakse paralleelselt koherentselt vastuvõtja abil elektriliseks signaaliks. ⑧ Signaali võrguühenduseta töötlemine. MIMO-töötlus signaali interferentsi kõrvaldamiseks kiu levimise ajal.

Eksperimentaalsed tulemused näitavad, et kuigi andmeedastuskiirus langeb C-riba pika lainepikkuse otsas (umbes 1565 nm) veidi, saavutatakse teistes lainepikkuste piirkondades stabiilne ja peaaegu ühtlane andmeedastuskiirus, mis pärast veaparandust ulatub kokku 1,53 Pbit/s-ni.