Un equipo de investigación do Instituto de Investigación de Redes do Instituto Nacional de Tecnoloxía da Información e as Comunicacións (NICT) do Xapón conseguiu un novo récord mundial de ancho de banda de 1,53 Pbit/s nunha fibra óptica de diámetro estándar. Isto significa que todo o tráfico global de internet cabe nela.
Hai dúas semanas informouse dun avance semellante: conseguiuse unha largura de banda de 1,84 Pbit/s cun só láser e un só chip óptico, un valor superior ao acadado polas TIC, pero o problema é que aínda é experimental. Os chips fotónicos están en fase de deseño; polo tanto, esta investigación sobre TIC podería implementarse antes.
01
Tecnoloxía de multiplexación: alcanza un ancho de banda récord de 1,53 Pbit/s
Os investigadores acadaron un ancho de banda de aproximadamente 1,53 Pbit/s codificando a información en 55 frecuencias ópticas diferentes (unha técnica coñecida como multiplexación). Iso é ancho de banda suficiente para transportar todo o tráfico de internet do mundo (estimado en menos de 1 Pbit/s) a través dun único cable de fibra óptica, un millón de veces máis eficaz que a conexión de gigabit (na mellor das hipóteses) que ten unha persoa media.
A tecnoloxía funciona aproveitando diferentes frecuencias de luz en todo o espectro. Dado que cada "cor" do espectro (visible e invisible) ten a súa propia frecuencia, a diferenza de todas as outras frecuencias, pode transportar o seu propio fluxo de información independente. Os investigadores acadaron unha eficiencia espectral de 332 bits/s/Hz (bits por segundo por hercio), tres veces maior que o seu mellor intento anterior en 2019, que alcanzou unha eficiencia espectral de 105 bits/s/Hz.
02
Configuración experimental: transmisión de información en banda C a 184 lonxitudes de onda diferentes
Os investigadores transmitiron con éxito información en banda C a través de 184 lonxitudes de onda diferentes: estas frecuencias independentes e non superpostas utilízanse para transmitir información simultaneamente dentro do cable de fibra óptica. A luz modulase para transmitir 55 fluxos (patróns) de datos separados antes de ser enviada a través do cable de fibra óptica. Unha vez modulada (como a maioría dos cables de fibra óptica que se empregan actualmente), require un núcleo de vidro para transportar todos os datos. A medida que se envían os datos (que abarcan 184 lonxitudes de onda e 55 modos), o receptor descodifica as diferentes lonxitudes de onda e modos para recoller os seus datos. No experimento, a distancia entre o transmisor e o receptor fixouse en 25,9 km.
① Fonte de peite óptico: Xéranse 184 portadoras nunha fonte de peite óptico. ② Modulación de sinal: A portadora modúlase con 16 sinais QAM e polarización multiplexada. ③ Xeración de sinal paralelo: Os sinais para cada modo divídense e aplícanse retardos de ruta para simular fluxos de datos independentes. ④ Multiplexor de modo: Cada sinal convértese nun modo espacial diferente e envíase a unha fibra de 55 modos. ⑤ Fibra de 55 modos: O sinal propágase nunha fibra de 55 modos de 25,9 quilómetros de lonxitude. ⑥ Demultiplexor de modo: No receptor, o sinal sepárase en cada modo espacial e convértese ao modo fundamental. ⑦ Receptor paralelo de alta velocidade: O sinal demultiplexado en modo é demultiplexado en lonxitude de onda mediante un filtro e convertido nun sinal eléctrico mediante un receptor coherente paralelo. ⑧ Procesamento de sinal fóra de liña. Procesamento MIMO para eliminar a interferencia do sinal durante a propagación da fibra.
Os resultados experimentais amosan que, aínda que a velocidade de datos diminúe lixeiramente no extremo de lonxitude de onda longa da banda C (arredor de 1565 nm), obténse unha velocidade de datos estable e case uniforme noutras rexións de lonxitude de onda, alcanzando un total de 1,53 Pbit/s despois da corrección de erros.
Data de publicación: 18 de novembro de 2022
