સ્ટાન્ડર્ડ ફાઇબરે બેન્ડવિડ્થ માટે વિશ્વ વિક્રમ હાંસલ કર્યો, કુલ વૈશ્વિક ઇન્ટરનેટ ટ્રાફિકને વટાવી ગયો

જાપાનના નેશનલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ઇન્ફર્મેશન એન્ડ કોમ્યુનિકેશન્સ ટેકનોલોજી (NICT) ના નેટવર્ક રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટની એક સંશોધન ટીમે પ્રમાણભૂત-વ્યાસ ઓપ્ટિકલ ફાઇબર પર 1.53 Pbit/s નો નવો વિશ્વ બેન્ડવિડ્થ રેકોર્ડ હાંસલ કર્યો છે. આનો અર્થ એ છે કે સમગ્ર વૈશ્વિક ઇન્ટરનેટ ટ્રાફિક તેની અંદર ફિટ થઈ શકે છે.
બે અઠવાડિયા પહેલા આવી જ એક સફળતાની જાણ કરવામાં આવી હતી: એક જ લેસર અને એક જ ઓપ્ટિકલ ચિપ વડે 1.84 Pbit/s ની બેન્ડવિડ્થ પ્રાપ્ત કરવામાં આવી હતી, જે ICT દ્વારા પ્રાપ્ત મૂલ્ય કરતા વધારે છે, પરંતુ સમસ્યા એ છે કે તે હજુ પણ પ્રાયોગિક છે. ફોટોનિક ચિપ્સ ડિઝાઇન તબક્કામાં છે; તેથી, આ ICT સંશોધન વહેલા અમલમાં મૂકી શકાય છે.

01

મલ્ટિપ્લેક્સિંગ ટેકનોલોજી: ૧.૫૩ Pbit/s ની રેકોર્ડ બેન્ડવિડ્થ પ્રાપ્ત કરો
સંશોધકોએ 55 વિવિધ ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સીઝ (મલ્ટીપ્લેક્સિંગ તરીકે ઓળખાતી તકનીક) પર માહિતીને એન્કોડ કરીને આશરે 1.53 Pbit/s ની બેન્ડવિડ્થ પ્રાપ્ત કરી. આ બેન્ડવિડ્થ વિશ્વના તમામ ઇન્ટરનેટ ટ્રાફિક (અંદાજે 1 Pbit/s કરતા ઓછા) ને એક જ ફાઇબર ઓપ્ટિક કેબલ દ્વારા વહન કરવા માટે પૂરતી છે - જે સરેરાશ વ્યક્તિ પાસે રહેલા ગીગાબીટ કનેક્શન (શ્રેષ્ઠ રીતે) કરતાં દસ લાખ ગણી વધુ અસરકારક છે.
આ ટેકનોલોજી સ્પેક્ટ્રમમાં વિવિધ પ્રકાશ ફ્રીક્વન્સીઝનો ઉપયોગ કરીને કાર્ય કરે છે. સ્પેક્ટ્રમમાં દરેક "રંગ" (દૃશ્યમાન અને અદ્રશ્ય) ની પોતાની ફ્રીક્વન્સી હોવાથી, અન્ય બધી ફ્રીક્વન્સીઝથી વિપરીત, તે માહિતીનો પોતાનો સ્વતંત્ર પ્રવાહ વહન કરી શકે છે. સંશોધકોએ 332 બિટ્સ/સેકન્ડ/હર્ટ્ઝ (હર્ટ્ઝ દીઠ બિટ્સ પ્રતિ સેકન્ડ) ની સ્પેક્ટ્રલ કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત કરી, જે 2019 માં તેમના અગાઉના શ્રેષ્ઠ પ્રયાસ કરતા ત્રણ ગણી વધારે છે, જેણે 105 બિટ્સ/સેકન્ડ/હર્ટ્ઝની સ્પેક્ટ્રલ કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત કરી હતી.

02
પ્રાયોગિક સેટઅપ: ૧૮૪ વિવિધ તરંગલંબાઇ પર સી-બેન્ડ માહિતી ટ્રાન્સમિશન
સંશોધકોએ ૧૮૪ વિવિધ તરંગલંબાઇઓ પર સી-બેન્ડ માહિતી સફળતાપૂર્વક ટ્રાન્સમિટ કરી: આ સ્વતંત્ર, નોન-ઓવરલેપિંગ ફ્રીક્વન્સીઝનો ઉપયોગ ફાઇબર ઓપ્ટિક કેબલની અંદર એકસાથે માહિતી ટ્રાન્સમિટ કરવા માટે થાય છે. ફાઇબર ઓપ્ટિક કેબલ દ્વારા મોકલવામાં આવે તે પહેલાં પ્રકાશને ૫૫ અલગ સ્ટ્રીમ્સ (પેટર્ન) ટ્રાન્સમિટ કરવા માટે મોડ્યુલેટ કરવામાં આવે છે. એકવાર મોડ્યુલેટ થઈ ગયા પછી (હાલમાં ઉપયોગમાં લેવાતા મોટાભાગના ફાઇબર ઓપ્ટિક કેબલની જેમ), તેને બધા ડેટાને વહન કરવા માટે ગ્લાસ કોરની જરૂર પડે છે. જેમ જેમ ડેટા (૧૮૪ તરંગલંબાઇ અને ૫૫ મોડમાં ફેલાયેલો) મોકલવામાં આવે છે, તેમ રીસીવર તેનો ડેટા એકત્રિત કરવા માટે વિવિધ તરંગલંબાઇઓ અને મોડ્સને ડીકોડ કરે છે. પ્રયોગમાં, ટ્રાન્સમીટર અને રીસીવર વચ્ચેનું અંતર ૨૫.૯ કિમી નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું.

① ઓપ્ટિકલ કોમ્બ સોર્સ: ઓપ્ટિકલ કોમ્બ સોર્સમાં 184 કેરિયર્સ જનરેટ થાય છે. ② સિગ્નલ મોડ્યુલેશન: કેરિયર 16 QAM સિગ્નલો અને મલ્ટિપ્લેક્સ્ડ પોલરાઇઝેશન સાથે મોડ્યુલેટ થાય છે. ③ સમાંતર સિગ્નલ જનરેશન: દરેક મોડ માટે સિગ્નલો વિભાજિત થાય છે, અને સ્વતંત્ર ડેટા સ્ટ્રીમ્સનું અનુકરણ કરવા માટે પાથ વિલંબ લાગુ કરવામાં આવે છે. ④ મોડ મલ્ટિપ્લેક્સર: દરેક સિગ્નલને અલગ સ્પેશિયલ મોડમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે અને 55-મોડ ફાઇબર પર મોકલવામાં આવે છે. ⑤ 55-મોડ ફાઇબર: સિગ્નલ 25.9-કિલોમીટર-લાંબા 55-મોડ ફાઇબરમાં ફેલાય છે. ⑥ મોડ ડિમલ્ટિપ્લેક્સર: રીસીવર પર, સિગ્નલને દરેક સ્પેશિયલ મોડમાં અલગ કરવામાં આવે છે અને ફંડામેન્ટલ મોડમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે. ⑦ હાઇ-સ્પીડ સમાંતર રીસીવર: મોડ-ડિમલ્ટિપ્લેક્સ્ડ સિગ્નલ ફિલ્ટર દ્વારા તરંગલંબાઇ-ડિમલ્ટિપ્લેક્સ્ડ હોય છે અને સમાંતર સુસંગત રીસીવર દ્વારા ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત થાય છે. ⑧ ઑફલાઇન સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ. ફાઇબર પ્રચાર દરમિયાન સિગ્નલ હસ્તક્ષેપ દૂર કરવા માટે MIMO પ્રોસેસિંગ.

પ્રાયોગિક પરિણામો દર્શાવે છે કે C બેન્ડના લાંબા તરંગલંબાઇના છેડે (લગભગ 1565 nm) ડેટા રેટ થોડો ઘટે છે, તેમ છતાં અન્ય તરંગલંબાઇ પ્રદેશોમાં સ્થિર અને લગભગ સમાન ડેટા રેટ પ્રાપ્ત થાય છે, જે ભૂલ સુધારણા પછી કુલ 1.53 Pbit/s સુધી પહોંચે છે.