Serat standar nggayuh rekor donya kanggo bandwidth, ngluwihi total lalu lintas internet global

Tim riset saka Institut Riset Jaringan Institut Teknologi Informasi lan Komunikasi Nasional Jepang (NICT) wis nggayuh rekor bandwidth donya anyar yaiku 1,53 Pbit/s ing serat optik diameter standar. Iki tegese kabeh lalu lintas internet global bisa dilebokake ing njero.
Terobosan sing padha dilaporake rong minggu kepungkur: bandwidth 1,84 Pbit/s digayuh nganggo laser tunggal lan chip optik tunggal, nilai sing luwih dhuwur tinimbang sing digayuh dening TIK, nanging masalahe yaiku isih eksperimental. Chip fotonik isih ana ing tahap desain; mula, riset TIK iki bisa ditindakake luwih cepet.

01

Teknologi multiplexing: entuk bandwidth rekaman 1,53 Pbit/s
Para peneliti nggayuh bandwidth kira-kira 1,53 Pbit/s kanthi ngode informasi ing 55 frekuensi optik sing beda (teknik sing dikenal minangka multiplexing). Bandwidth kasebut cukup kanggo nggawa kabeh lalu lintas internet ing donya (kira-kira kurang saka 1 Pbit/s) liwat kabel serat optik tunggal—sejuta kali luwih efektif tinimbang sambungan gigabit (paling apik) sing diduweni wong rata-rata.
Teknologi iki kerjane kanthi nggunakake frekuensi cahya sing beda-beda ing spektrum. Amarga saben "werna" ing spektrum (katon lan ora katon) nduweni frekuensi dhewe-dhewe, ora kaya frekuensi liyane, teknologi iki bisa nggawa aliran informasi dhewe-dhewe. Para peneliti entuk efisiensi spektral 332 bit/s/Hz (bit per detik saben Hertz), kaping telu luwih dhuwur tinimbang upaya paling apik sadurunge ing taun 2019, sing entuk efisiensi spektral 105 bit/s/Hz.

02
Persiapan eksperimental: Transmisi informasi C-band ing 184 dawa gelombang sing beda-beda
Para peneliti kasil ngirim informasi C-band ing 184 dawa gelombang sing beda: frekuensi independen lan ora tumpang tindih iki digunakake kanggo ngirim informasi kanthi bebarengan ing kabel serat optik. Cahya dimodulasi kanggo ngirim 55 aliran (pola) data sing kapisah sadurunge dikirim liwat kabel serat optik. Sawise dimodulasi (kaya umume kabel serat optik sing saiki dipasang), mbutuhake inti kaca kanggo nggawa kabeh data. Nalika data (ngliputi 184 dawa gelombang lan 55 mode) dikirim, panrima dekode dawa gelombang lan mode sing beda kanggo ngumpulake datane. Ing eksperimen kasebut, jarak antarane pemancar lan panrima tetep ing 25,9 km.

① Sumber sisir optik: 184 operator digawe ing sumber sisir optik. ② Modulasi sinyal: Operator dimodulasi nganggo 16 sinyal QAM lan polarisasi multipleks. ③ Pembangkitan sinyal paralel: Sinyal kanggo saben mode dipisah, lan wektu tundha jalur diterapake kanggo simulasi aliran data independen. ④ Multiplekser mode: Saben sinyal diowahi dadi mode spasial sing beda lan dikirim menyang serat 55-mode. ⑤ Serat 55-mode: Sinyal nyebar ing serat 55-mode dawane 25,9 kilometer. ⑥ Demultiplexer mode: Ing panrima, sinyal dipisahake dadi saben mode spasial lan diowahi dadi mode dhasar. ⑦ Panrima paralel kecepatan tinggi: Sinyal sing didemultiplex mode didemultiplex dawa gelombang dening filter lan diowahi dadi sinyal listrik dening panrima koheren paralel. ⑧ Pamrosesan sinyal offline. Pamrosesan MIMO kanggo ngilangi gangguan sinyal sajrone propagasi serat.

Asil eksperimen nuduhake yen sanajan kecepatan data mudhun rada ing ujung dawa gelombang C (udakara 1565 nm), kecepatan data sing stabil lan meh seragam dipikolehi ing wilayah dawa gelombang liyane, tekan total 1,53 Pbit/s sawise koreksi kesalahan.