Fiber optik standar mencapai rekor dunia untuk bandwidth, melampaui total lalu lintas internet global.

Tim peneliti dari Institut Penelitian Jaringan Institut Teknologi Informasi dan Komunikasi Nasional Jepang (NICT) telah mencapai rekor bandwidth dunia baru sebesar 1,53 Pbit/s pada serat optik berdiameter standar. Ini berarti bahwa seluruh lalu lintas internet global dapat ditampung di dalamnya.
Terobosan serupa dilaporkan dua minggu lalu: bandwidth sebesar 1,84 Pbit/s dicapai dengan satu laser dan satu chip optik, nilai yang lebih tinggi daripada yang dicapai oleh TIK, tetapi masalahnya adalah hal itu masih bersifat eksperimental. Chip fotonik masih dalam tahap desain; oleh karena itu, penelitian TIK ini dapat diimplementasikan lebih cepat.

01

Teknologi multipleksing: mencapai bandwidth rekor 1,53 Pbit/s.
Para peneliti mencapai bandwidth sekitar 1,53 Pbit/s dengan mengkodekan informasi di 55 frekuensi optik yang berbeda (teknik yang dikenal sebagai multiplexing). Bandwidth tersebut cukup untuk membawa seluruh lalu lintas internet dunia (diperkirakan kurang dari 1 Pbit/s) melalui satu kabel serat optik—sejuta kali lebih efektif daripada koneksi gigabit (paling baik) yang dimiliki orang awam.
Teknologi ini bekerja dengan memanfaatkan frekuensi cahaya yang berbeda di seluruh spektrum. Karena setiap "warna" dalam spektrum (tampak dan tak tampak) memiliki frekuensinya sendiri, tidak seperti semua frekuensi lainnya, ia dapat membawa aliran informasi independennya sendiri. Para peneliti mencapai efisiensi spektral sebesar 332 bit/s/Hz (bit per detik per Hertz), tiga kali lebih tinggi daripada upaya terbaik mereka sebelumnya pada tahun 2019, yang mencapai efisiensi spektral sebesar 105 bit/s/Hz.

02
Pengaturan eksperimental: Transmisi informasi pita C pada 184 panjang gelombang berbeda
Para peneliti berhasil mengirimkan informasi pita C melalui 184 panjang gelombang yang berbeda: frekuensi independen dan tidak tumpang tindih ini digunakan untuk mengirimkan informasi secara simultan di dalam kabel serat optik. Cahaya dimodulasi untuk mengirimkan 55 aliran (pola) data terpisah sebelum dikirim melalui kabel serat optik. Setelah dimodulasi (seperti kebanyakan kabel serat optik yang saat ini digunakan), kabel tersebut membutuhkan inti kaca untuk membawa semua data. Saat data (yang mencakup 184 panjang gelombang dan 55 mode) dikirim, penerima mendekode panjang gelombang dan mode yang berbeda untuk mengumpulkan datanya. Dalam percobaan, jarak antara pemancar dan penerima ditetapkan pada 25,9 km.

① Sumber sisir optik: 184 pembawa dihasilkan dalam sumber sisir optik. ② Modulasi sinyal: Pembawa dimodulasi dengan sinyal 16 QAM dan polarisasi multipleks. ③ Pembangkitan sinyal paralel: Sinyal untuk setiap mode dipisahkan, dan penundaan jalur diterapkan untuk mensimulasikan aliran data independen. ④ Multiplekser mode: Setiap sinyal dikonversi ke mode spasial yang berbeda dan dikirim ke serat 55-mode. ⑤ Serat 55-mode: Sinyal merambat dalam serat 55-mode sepanjang 25,9 kilometer. ⑥ Demultiplekser mode: Di penerima, sinyal dipisahkan ke setiap mode spasial dan dikonversi ke mode fundamental. ⑦ Penerima paralel kecepatan tinggi: Sinyal yang telah didemultipleks modenya didemultipleks panjang gelombangnya oleh filter dan dikonversi menjadi sinyal listrik oleh penerima koheren paralel. ⑧ Pemrosesan sinyal offline. Pemrosesan MIMO untuk menghilangkan interferensi sinyal selama perambatan serat.

Hasil eksperimen menunjukkan bahwa meskipun laju data sedikit menurun pada ujung panjang gelombang pita C (sekitar 1565 nm), laju data yang stabil dan hampir seragam diperoleh di wilayah panjang gelombang lainnya, mencapai total 1,53 Pbit/s setelah koreksi kesalahan.