Стандардниот оптички кабел постигна светски рекорд за пропусен опсег, надминувајќи го вкупниот глобален интернет сообраќај

Истражувачки тим од Институтот за мрежни истражувања при Националниот институт за информатичка и комуникациска технологија (NICT) на Јапонија постигна нов светски рекорд за пропусен опсег од 1,53 Pbit/s на оптичко влакно со стандарден дијаметар. Ова значи дека целиот глобален интернет сообраќај може да се смести во него.
Сличен пробив беше објавен пред две недели: пропусен опсег од 1,84 Pbit/s беше постигнат со еден ласер и еден оптички чип, вредност повисока од онаа постигната со ИКТ, но проблемот е што сè уште е експериментален. Фотонските чипови се во фаза на дизајнирање; затоа, ова ИКТ истражување би можело да се спроведе порано.

01

Технологија за мултиплексирање: постигнување на рекорден пропусен опсег од 1,53 Pbit/s
Истражувачите постигнале пропусен опсег од приближно 1,53 Pbit/s со кодирање на информациите низ 55 различни оптички фреквенции (техника позната како мултиплексирање). Тоа е доволен пропусен опсег за да се пренесе целиот светски интернет сообраќај (проценет на помалку од 1 Pbit/s) преку еден оптички кабел - милион пати поефикасен од гигабитната врска (во најдобар случај) што ја има просечниот човек.
Технологијата работи со искористување на различни светлосни фреквенции низ целиот спектар. Бидејќи секоја „боја“ во спектарот (видлива и невидлива) има своја фреквенција, за разлика од сите други фреквенции, таа може да носи свој независен поток на информации. Истражувачите постигнале спектрална ефикасност од 332 бита/s/Hz (битови во секунда на Херц), три пати повисока од нивниот претходен најдобар обид во 2019 година, со кој постигнале спектрална ефикасност од 105 бита/s/Hz.

02
Експериментална поставеност: Пренос на информации во C-опсегот на 184 различни бранови должини
Истражувачите успешно пренеле информации од C-опсегот низ 184 различни бранови должини: овие независни, непреклопувачки фреквенции се користат за истовремено пренесување информации во рамките на оптичкиот кабел. Светлината е модулирана за да пренесува 55 одделни потоци (шеми) на податоци пред да се испрати преку оптичкиот кабел. Откако ќе се модулира (како повеќето оптички кабли што се моментално распоредени), потребно е стаклено јадро за да ги носи сите податоци. Како што се испраќаат податоците (кои опфаќаат 184 бранови должини и 55 режими), приемникот ги декодира различните бранови должини и режими за да ги собере своите податоци. Во експериментот, растојанието помеѓу предавателот и приемникот беше фиксирано на 25,9 км.

① Оптички чешел извор: 184 носачи се генерираат во оптички чешел извор. ② Модулација на сигнал: Носачот е модулиран со 16 QAM сигнали и мултиплексирана поларизација. ③ Генерирање на паралелен сигнал: Сигналите за секој режим се поделени, а доцнењата на патеката се применуваат за симулирање на независни потоци на податоци. ④ Мултиплексер на режим: Секој сигнал се претвора во различен просторен режим и се испраќа до 55-модно влакно. ⑤ 55-модно влакно: Сигналот се шири во 55-модно влакно долго 25,9 километри. ⑥ Демултиплексер на режим: Кај приемникот, сигналот се дели на секој просторен режим и се претвора во фундаментален режим. ⑦ Брз паралелен приемник: Сигналот демултиплексен на режимот се демултиплексира на бранова должина со филтер и се претвора во електричен сигнал со паралелен кохерентен приемник. ⑧ Офлајн обработка на сигнал. MIMO обработка за елиминирање на пречките на сигналот за време на ширењето на влакното.

Експерименталните резултати покажуваат дека иако брзината на пренос на податоци малку опаѓа на крајот од долгата бранова должина на C-опсегот (околу 1565 nm), во другите региони на бранова должина се добива стабилна и речиси униформна брзина на пренос на податоци, достигнувајќи вкупно 1,53 Pbit/s по корекцијата на грешката.