Ստանդարտ մանրաթելը համաշխարհային ռեկորդ է սահմանել թողունակության առումով՝ գերազանցելով համաշխարհային ինտերնետային տրաֆիկի ընդհանուր ծավալը

Ճապոնիայի տեղեկատվական և հաղորդակցական տեխնոլոգիաների ազգային ինստիտուտի (NICT) ցանցային հետազոտությունների ինստիտուտի հետազոտական ​​​​խումբը սահմանել է ստանդարտ տրամագծով օպտիկական մանրաթելի վրա 1.53 Pbit/s թողունակության նոր համաշխարհային ռեկորդ։ Սա նշանակում է, որ ամբողջ համաշխարհային ինտերնետային տրաֆիկը կարող է տեղավորվել դրա մեջ։
Նմանատիպ առաջընթացի մասին հաղորդվել էր երկու շաբաթ առաջ. մեկ լազերի և մեկ օպտիկական չիպի միջոցով ձեռք է բերվել 1.84 Պբիթ/վրկ թողունակություն, ինչը ավելի բարձր է, քան տեղեկատվական և հաղորդակցական տեխնոլոգիաների (ՏՀՏ) կողմից ձեռք բերվածը, սակայն խնդիրն այն է, որ այն դեռևս փորձարարական փուլում է: Ֆոտոնային չիպերը գտնվում են նախագծման փուլում, հետևաբար, այս ՏՀՏ հետազոտությունը կարող է իրականացվել ավելի շուտ:

01

Մուլտիպլեքսավորման տեխնոլոգիա. հասնել ռեկորդային 1.53 Pbit/s թողունակության
Հետազոտողները հասել են մոտավորապես 1.53 Պբիթ/վրկ թողունակության՝ տեղեկատվությունը կոդավորելով 55 տարբեր օպտիկական հաճախականությունների միջոցով (մուլտիպլեքսավորում կոչվող տեխնիկա): Դա բավարար թողունակություն է աշխարհի ամբողջ ինտերնետային տրաֆիկը (գնահատվում է 1 Պբիթ/վրկ-ից պակաս) մեկ օպտիկամանրաթելային մալուխի միջոցով տեղափոխելու համար, ինչը միլիոն անգամ ավելի արդյունավետ է, քան միջին մարդու ունեցած Գբիթ կապը (լավագույն դեպքում):
Տեխնոլոգիան գործում է՝ օգտագործելով սպեկտրի տարբեր լույսի հաճախականություններ: Քանի որ սպեկտրի յուրաքանչյուր «գույն» (տեսանելի և անտեսանելի) ունի իր սեփական հաճախականությունը, ի տարբերություն մյուս բոլոր հաճախականությունների, այն կարող է կրել իր սեփական անկախ տեղեկատվության հոսքը: Հետազոտողները հասել են 332 բիթ/վրկ/Հց (բիթեր վայրկյանում Հերցի համար) սպեկտրալ արդյունավետության, որը երեք անգամ ավելի բարձր է, քան նրանց նախորդ լավագույն փորձը 2019 թվականին, որը հասել էր 105 բիթ/վրկ/Հց սպեկտրալ արդյունավետության:

02
Փորձարարական կարգավորում. C-բաժնի տեղեկատվության փոխանցում 184 տարբեր ալիքի երկարություններում
Հետազոտողները հաջողությամբ փոխանցել են C-բաժնի տեղեկատվությունը 184 տարբեր ալիքի երկարությունների միջով. այս անկախ, չհամընկնող հաճախականությունները օգտագործվում են օպտիկամանրաթելային մալուխի ներսում տեղեկատվությունը միաժամանակ փոխանցելու համար: Լույսը մոդուլացվում է՝ տվյալների 55 առանձին հոսքեր (մոդելներ) փոխանցելու համար, նախքան օպտիկամանրաթելային մալուխով ուղարկելը: Մոդուլացվելուց հետո (ինչպես ներկայումս օգտագործվող օպտիկամանրաթելային մալուխների մեծ մասը), բոլոր տվյալները տեղափոխելու համար անհրաժեշտ է ապակե միջուկ: Երբ տվյալները (որոնք ընդգրկում են 184 ալիքի երկարություններ և 55 ռեժիմներ) ուղարկվում են, ընդունիչը վերծանում է տարբեր ալիքի երկարություններն ու ռեժիմները՝ իր տվյալները հավաքելու համար: Փորձի ընթացքում հաղորդչի և ընդունիչի միջև հեռավորությունը ֆիքսվել է 25.9 կմ:

① Օպտիկական սանրային աղբյուր. Օպտիկական սանրային աղբյուրում ստեղծվում են 184 կրիչներ։ ② Ազդանշանի մոդուլյացիա. Կրիչը մոդուլացվում է 16 QAM ազդանշաններով և մուլտիպլեքսային բևեռացմամբ։ ③ Զուգահեռ ազդանշանի ստեղծում. Յուրաքանչյուր ռեժիմի ազդանշանները բաժանվում են, և կիրառվում են ճանապարհի ուշացումներ՝ անկախ տվյալների հոսքերը մոդելավորելու համար։ ④ Ռեժիմի մուլտիպլեքսոր. Յուրաքանչյուր ազդանշան փոխակերպվում է տարբեր տարածական ռեժիմի և ուղարկվում 55-ռեդի մանրաթելին։ ⑤ 55-ռեդի մանրաթել. Ազդանշանը տարածվում է 25.9 կիլոմետր երկարությամբ 55-ռեդի մանրաթելում։ ⑥ Ռեժիմի դեմուլտիպլեքսոր. Ընդունիչի մոտ ազդանշանը բաժանվում է յուրաքանչյուր տարածական ռեժիմի և փոխակերպվում հիմնարար ռեժիմի։ ⑦ Բարձր արագությամբ զուգահեռ ընդունիչ. Ռեժիմով դեմուլտիպլեքսավորված ազդանշանը ալիքի երկարությամբ դեմուլտիպլեքսավորվում է ֆիլտրի միջոցով և զուգահեռ կոհերենտ ընդունիչի միջոցով փոխակերպվում էլեկտրական ազդանշանի։ ⑧ Ազդանշանի արտացանց մշակում։ MIMO մշակում՝ մանրաթելի տարածման ընթացքում ազդանշանի միջամտությունը վերացնելու համար։

Փորձարարական արդյունքները ցույց են տալիս, որ չնայած տվյալների փոխանցման արագությունը C գոտու երկար ալիքի երկարության ծայրում (մոտ 1565 նմ) փոքր-ինչ նվազում է, այլ ալիքի երկարության տիրույթներում ստացվում է կայուն և գրեթե միատարր տվյալների փոխանցման արագություն՝ սխալի ուղղումից հետո հասնելով ընդհանուր 1.53 Պբիթ/վրկ արագության։