სტანდარტულმა ბოჭკოვანმა ინტერნეტ ტრაფიკმა გამტარუნარიანობის მსოფლიო რეკორდი დაამყარა და გლობალური ინტერნეტ ტრაფიკის საერთო რაოდენობას გადააჭარბა.

იაპონიის საინფორმაციო და საკომუნიკაციო ტექნოლოგიების ეროვნული ინსტიტუტის (NICT) ქსელური კვლევის ინსტიტუტის კვლევითმა ჯგუფმა სტანდარტული დიამეტრის ოპტიკურ ბოჭკოზე 1.53 პბიტ/წმ სიჩქარის ახალი მსოფლიო რეკორდი დაამყარა. ეს ნიშნავს, რომ მასში მთელი გლობალური ინტერნეტ ტრაფიკი შეიძლება მოთავსდეს.
მსგავსი გარღვევის შესახებ ორი კვირის წინ გახდა ცნობილი: ერთი ლაზერისა და ერთი ოპტიკური ჩიპის გამოყენებით მიღწეული იქნა 1.84 პბიტ/წმ გამტარობა, რაც უფრო მაღალია, ვიდრე ინფორმაციულ-საკომუნიკაციო ტექნოლოგიების მიერ მიღწეული გამტარობა, თუმცა პრობლემა ის არის, რომ ეს ჯერ კიდევ ექსპერიმენტულია. ფოტონური ჩიპები დიზაინის ეტაპზეა; შესაბამისად, ინფორმაციულ-საკომუნიკაციო ტექნოლოგიების სფეროში ეს კვლევა შესაძლოა უფრო ადრეც განხორციელდეს.

01

მულტიპლექსირების ტექნოლოგია: რეკორდული გამტარუნარიანობის მიღწევა 1.53 Pbit/s
მკვლევრებმა დაახლოებით 1.53 პბიტ/წმ გამტარუნარიანობა მიაღწიეს ინფორმაციის 55 სხვადასხვა ოპტიკურ სიხშირეზე კოდირებით (ტექნიკა, რომელიც ცნობილია როგორც მულტიპლექსირება). ეს საკმარისი გამტარუნარიანობაა მსოფლიოს მთელი ინტერნეტ ტრაფიკის (შეფასებულია, როგორც 1 პბიტ/წმ-ზე ნაკლები) ერთი ბოჭკოვანი ოპტიკური კაბელის მეშვეობით გადასატანად - მილიონჯერ უფრო ეფექტური, ვიდრე საშუალო ადამიანის მიერ ხელმისაწყოფილად მოქმედი გბიტიანი კავშირი (საუკეთესო შემთხვევაში).
ტექნოლოგია მუშაობს სპექტრის სხვადასხვა სინათლის სიხშირეების გამოყენებით. რადგან სპექტრში თითოეულ „ფერს“ (ხილულ და უხილავ) აქვს საკუთარი სიხშირე, ყველა სხვა სიხშირისგან განსხვავებით, მას შეუძლია ინფორმაციის საკუთარი დამოუკიდებელი ნაკადის გადატანა. მკვლევარებმა მიაღწიეს 332 ბიტი/წმ/ჰც სპექტრულ ეფექტურობას (ბიტები წამში ჰერცზე), რაც სამჯერ აღემატება მათ წინა საუკეთესო მცდელობას 2019 წელს, რომლის დროსაც მიღწეული იქნა 105 ბიტი/წმ/ჰც სპექტრული ეფექტურობა.

02
ექსპერიმენტული მოწყობა: C-დიაპაზონის ინფორმაციის გადაცემა 184 სხვადასხვა ტალღის სიგრძეზე
მკვლევარებმა წარმატებით გადასცეს C-დიაპაზონის ინფორმაცია 184 სხვადასხვა ტალღის სიგრძეზე: ეს დამოუკიდებელი, არაგადამფარავი სიხშირეები გამოიყენება ინფორმაციის ერთდროულად გადასაცემად ბოჭკოვანი ოპტიკური კაბელის ფარგლებში. სინათლე მოდულირდება მონაცემთა 55 ცალკეული ნაკადის (ნიმუშის) გადასაცემად, სანამ ის ბოჭკოვანი ოპტიკური კაბელის მეშვეობით გაიგზავნება. მოდულირების შემდეგ (როგორც ამჟამად გამოყენებული ბოჭკოვანი ოპტიკური კაბელების უმეტესობა), მას ყველა მონაცემის გადასატანად შუშის ბირთვი სჭირდება. როდესაც მონაცემები (რომლებიც მოიცავს 184 ტალღის სიგრძეს და 55 რეჟიმს) იგზავნება, მიმღები შიფრავს სხვადასხვა ტალღის სიგრძეებსა და რეჟიმებს მონაცემების შესაგროვებლად. ექსპერიმენტში გადამცემსა და მიმღებს შორის მანძილი 25.9 კმ-ზე დაფიქსირდა.

① ოპტიკური სავარცხლის წყარო: 184 მატარებელი გენერირდება ოპტიკურ სავარცხლის წყაროში. ② სიგნალის მოდულაცია: მატარებელი მოდულირდება 16 QAM სიგნალით და მულტიპლექსირებული პოლარიზაციით. ③ პარალელური სიგნალის გენერირება: თითოეული რეჟიმის სიგნალები იყოფა და გამოიყენება გზის შეფერხებები დამოუკიდებელი მონაცემთა ნაკადების სიმულირებისთვის. ④ რეჟიმის მულტიპლექსორი: თითოეული სიგნალი გარდაიქმნება სხვადასხვა სივრცულ რეჟიმში და იგზავნება 55-რეჟიმიან ბოჭკოვან კაბელში. ⑤ 55-რეჟიმიანი ბოჭკოვანი კაბელი: სიგნალი ვრცელდება 25.9 კილომეტრის სიგრძის 55-რეჟიმიან ბოჭკოვან კაბელში. ⑥ რეჟიმის დემულტიპლექსორი: მიმღებთან სიგნალი იყოფა თითოეულ სივრცულ რეჟიმში და გარდაიქმნება ფუნდამენტურ რეჟიმში. ⑦ მაღალსიჩქარიანი პარალელური მიმღები: რეჟიმით დემულტიპლექსირებული სიგნალი ტალღის სიგრძის დემულტიპლექსირდება ფილტრის მიერ და გარდაიქმნება ელექტრულ სიგნალად პარალელური კოჰერენტული მიმღების მიერ. ⑧ ოფლაინ სიგნალის დამუშავება. MIMO დამუშავება ბოჭკოვანი გავრცელების დროს სიგნალის ჩარევის აღმოსაფხვრელად.

ექსპერიმენტული შედეგები აჩვენებს, რომ მიუხედავად იმისა, რომ მონაცემთა გადაცემის სიჩქარე C დიაპაზონის გრძელი ტალღის სიგრძის ბოლოში (დაახლოებით 1565 ნმ) ოდნავ ეცემა, სხვა ტალღის სიგრძის რეგიონებში მონაცემთა გადაცემის სიჩქარე სტაბილური და თითქმის ერთგვაროვანია, რაც შეცდომის კორექციის შემდეგ ჯამში 1.53 პბიტ/წმ-ს აღწევს.