Japonijos nacionalinio informacinių ir ryšių technologijų instituto (NICT) Tinklų tyrimų instituto tyrėjų komanda pasiekė naują pasaulinį pralaidumo rekordą – 1,53 Pbit/s standartinio skersmens optiniu pluoštu. Tai reiškia, kad visas pasaulinis interneto srautas gali tilpti į jį.
Panašus proveržis buvo praneštas prieš dvi savaites: vienu lazeriu ir vienu optiniu lustu buvo pasiektas 1,84 Pbit/s pralaidumas – tai didesnė vertė nei pasiekiama naudojant IRT, tačiau problema ta, kad tai vis dar eksperimentinis procesas. Fotoniniai lustai yra projektavimo stadijoje, todėl šis IRT tyrimas galėtų būti įgyvendintas greičiau.
01
Multipleksavimo technologija: pasiekite rekordinį 1,53 Pbit/s pralaidumą
Tyrėjai pasiekė maždaug 1,53 Pbit/s pralaidumą, užkoduodami informaciją 55 skirtingais optiniais dažniais (ši technika vadinama multipleksavimu). Tokio pralaidumo pakanka visam pasaulio interneto srautui (apytiksliai mažesniam nei 1 Pbit/s) perduoti vienu šviesolaidiniu kabeliu – milijoną kartų efektyviau nei vidutinio žmogaus turimas Gbit ryšys (geriausiu atveju).
Technologija veikia panaudojant skirtingus šviesos dažnius visame spektre. Kadangi kiekviena spektro „spalva“ (matoma ir nematoma) turi savo dažnį, skirtingai nei visi kiti dažniai, ji gali perduoti savo nepriklausomą informacijos srautą. Tyrėjai pasiekė 332 bitų/s/Hz (bitų per sekundę hercui) spektrinį efektyvumą, tris kartus didesnį nei jų ankstesnis geriausias bandymas 2019 m., kai buvo pasiektas 105 bitų/s/Hz spektrinis efektyvumas.
02
Eksperimentinė įranga: C diapazono informacijos perdavimas 184 skirtingais bangos ilgiais
Tyrėjai sėkmingai perdavė C diapazono informaciją 184 skirtingais bangos ilgiais: šie nepriklausomi, nepersidengiantys dažniai naudojami informacijai perduoti vienu metu šviesolaidiniu kabeliu. Prieš išsiunčiant šviesą per šviesolaidinį kabelį, ji moduliuojama taip, kad būtų perduoti 55 atskiri duomenų srautai (modeliai). Kai moduliuojama (kaip ir dauguma šiuo metu naudojamų šviesolaidinių kabelių), visiems duomenims perduoti reikalingas stiklinis šerdis. Siunčiant duomenis (apimantys 184 bangos ilgius ir 55 režimus), imtuvas dekoduoja skirtingus bangos ilgius ir režimus, kad surinktų duomenis. Eksperimento metu atstumas tarp siųstuvo ir imtuvo buvo fiksuotas 25,9 km.
① Optinis šukų šaltinis: optiniame šukų šaltinyje generuojami 184 nešėjai. ② Signalo moduliacija: nešėjas moduliuojamas 16 QAM signalų ir multipleksuojama poliarizacija. ③ Lygiagretus signalo generavimas: kiekvienos modos signalai yra skaidomi, o kelio užlaikymas taikomas siekiant imituoti nepriklausomus duomenų srautus. ④ Režimų multipleksorius: kiekvienas signalas konvertuojamas į skirtingą erdvinį modą ir siunčiamas į 55 režimų šviesolaidį. ⑤ 55 režimų šviesolaidis: signalas sklinda 25,9 kilometro ilgio 55 režimų šviesolaidyje. ⑥ Režimų demultipleksorius: imtuve signalas yra atskiriamas į kiekvieną erdvinį modą ir konvertuojamas į pagrindinį modą. ⑦ Didelės spartos lygiagretusis imtuvas: režimų demultipleksuotas signalas yra demultipleksuojamas pagal bangos ilgį filtru ir paverčiamas elektriniu signalu lygiagrečiame koherentiniame imtuve. ⑧ Signalo apdorojimas neprisijungus. MIMO apdorojimas, siekiant pašalinti signalo trukdžius pluošto sklidimo metu.
Eksperimentiniai rezultatai rodo, kad nors duomenų perdavimo sparta šiek tiek sumažėja ties ilguoju C juostos bangos ilgiu (apie 1565 nm), kituose bangos ilgio regionuose gaunamas stabilus ir beveik vienodas duomenų perdavimo sparta, kuri, ištaisius klaidas, siekia 1,53 Pbit/s.
Įrašo laikas: 2022 m. lapkričio 18 d.
