Fiber ya kawaida inafikia rekodi ya dunia ya kipimo data, ikizidi trafiki ya intaneti duniani kote

Timu ya utafiti kutoka Taasisi ya Kitaifa ya Teknolojia ya Habari na Mawasiliano ya Taasisi ya Utafiti wa Mtandao ya Japani (NICT) imepata rekodi mpya ya kipimo data cha dunia cha 1.53 Pbit/s kwenye nyuzi optiki ya kipenyo cha kawaida. Hii ina maana kwamba trafiki nzima ya intaneti duniani inaweza kutoshea ndani yake.
Ufanisi kama huo uliripotiwa wiki mbili zilizopita: kipimo data cha 1.84 Pbit/s kilipatikana kwa kutumia leza moja na chipu moja ya macho, thamani ambayo ni kubwa zaidi kuliko ile iliyopatikana na ICT, lakini tatizo ni kwamba bado ni ya majaribio. Chipu za fotoniki ziko katika hatua ya usanifu; kwa hivyo, utafiti huu wa ICT unaweza kutekelezwa mapema zaidi.

01

Teknolojia ya multiplexing: kufikia kipimo data cha rekodi cha 1.53 Pbit/s
Watafiti walipata kipimo data cha takriban 1.53 Pbit/s kwa kusimba taarifa katika masafa 55 tofauti ya macho (mbinu inayojulikana kama multiplexing). Hiyo ni kipimo data cha kutosha kubeba trafiki yote ya intaneti duniani (inakadiriwa kuwa chini ya 1 Pbit/s) kupitia kebo moja ya fiber optic—mara milioni moja yenye ufanisi zaidi kuliko muunganisho wa gigabit (bora zaidi) ambao mtu wa kawaida anao.
Teknolojia hii hufanya kazi kwa kutumia masafa tofauti ya mwanga katika wigo. Kwa kuwa kila "rangi" katika wigo (inayoonekana na isiyoonekana) ina masafa yake, tofauti na masafa mengine yote, inaweza kubeba mtiririko wake huru wa taarifa. Watafiti walipata ufanisi wa spektri wa biti 332/s/Hz (biti kwa sekunde kwa Hertz), mara tatu zaidi kuliko jaribio lao bora la awali mwaka wa 2019, ambalo lilipata ufanisi wa spektri wa biti 105/s/Hz.

02
Mpangilio wa majaribio: Uwasilishaji wa taarifa za bendi ya C katika mawimbi 184 tofauti
Watafiti walifanikiwa kusambaza taarifa za bendi ya C katika mawimbi 184 tofauti: masafa haya huru, yasiyoingiliana hutumika kusambaza taarifa kwa wakati mmoja ndani ya kebo ya fiber optic. Mwanga hurekebishwa ili kusambaza mikondo 55 tofauti ya data kabla ya kutumwa kupitia kebo ya fiber optic. Mara tu inaporekebishwa (kama nyaya nyingi za fiber optic zinazotumika sasa), inahitaji kiini cha glasi kubeba data yote. Data (inayojumuisha mawimbi 184 na modi 55) inapotumwa, kipokezi hutambua mawimbi na modi tofauti ili kukusanya data yake. Katika jaribio hilo, umbali kati ya kipitisha na kipokezi uliwekwa katika kilomita 25.9.

① Chanzo cha sega la macho: Wabebaji 184 huzalishwa katika chanzo cha sega la macho. ② Urekebishaji wa ishara: Kibebaji hurekebishwa kwa ishara 16 za QAM na upolarishaji uliozidishwa. ③ Uzalishaji wa ishara sambamba: Ishara za kila hali hugawanywa, na ucheleweshaji wa njia hutumika kuiga mitiririko huru ya data. ④ Kizidishi cha hali: Kila ishara hubadilishwa kuwa hali tofauti ya anga na kutumwa kwa nyuzi ya hali ya 55. ⑤ nyuzi ya hali ya 55: Ishara huenea katika nyuzi ya hali ya 55 yenye urefu wa kilomita 25.9. ⑥ Kidhibitishi cha hali: Kwenye kipokezi, ishara hutenganishwa katika kila hali ya anga na kubadilishwa kuwa hali ya msingi. ⑦ Kipokeaji sambamba cha kasi ya juu: Ishara iliyopunguzwa kwa hali hupunguzwa kwa urefu wa wimbi na kubadilishwa kuwa ishara ya umeme na kipokeaji sambamba kinacholingana. ⑧ Usindikaji wa ishara nje ya mtandao. Usindikaji wa MIMO ili kuondoa usumbufu wa ishara wakati wa uenezaji wa nyuzi.

Matokeo ya majaribio yanaonyesha kwamba ingawa kiwango cha data hupungua kidogo kwenye ncha ndefu ya urefu wa wimbi la bendi ya C (karibu 1565 nm), kiwango cha data thabiti na karibu sawa kinapatikana katika maeneo mengine ya urefu wa wimbi, na kufikia jumla ya 1.53 Pbit/s baada ya marekebisho ya hitilafu.