Nakamit ng standard fiber ang isang world record para sa bandwidth, na lumampas sa kabuuang pandaigdigang trapiko sa internet

Isang pangkat ng pananaliksik mula sa Network Research Institute of Japan's National Institute of Information and Communications Technology (NICT) ang nakamit ang isang bagong rekord sa pandaigdigang bandwidth na 1.53 Pbit/s sa isang standard-diameter optical fiber. Nangangahulugan ito na ang buong pandaigdigang trapiko sa internet ay maaaring magkasya dito.
Isang katulad na tagumpay ang naiulat dalawang linggo na ang nakalilipas: isang bandwidth na 1.84 Pbit/s ang nakamit gamit ang isang laser at isang optical chip, isang halagang mas mataas kaysa sa nakamit ng mga ICT, ngunit ang problema ay eksperimental pa rin ito. Ang mga photonic chip ay nasa yugto ng disenyo; samakatuwid, ang pananaliksik na ito sa ICT ay maaaring maipatupad nang mas maaga.

01

Teknolohiya ng multiplexing: makamit ang record bandwidth na 1.53 Pbit/s
Nakamit ng mga mananaliksik ang bandwidth na humigit-kumulang 1.53 Pbit/s sa pamamagitan ng pag-encode ng impormasyon sa 55 iba't ibang optical frequencies (isang pamamaraan na kilala bilang multiplexing). Sapat na bandwidth iyon upang dalhin ang lahat ng trapiko sa internet sa mundo (tinatayang wala pang 1 Pbit/s) sa pamamagitan ng isang fiber optic cable—isang milyong beses na mas epektibo kaysa sa koneksyon ng Gbit (sa pinakamahusay) na mayroon ang karaniwang tao.
Gumagana ang teknolohiya sa pamamagitan ng paggamit ng iba't ibang frequency ng liwanag sa buong spectrum. Dahil ang bawat "kulay" sa spectrum (nakikita at hindi nakikita) ay may sariling frequency, hindi tulad ng lahat ng iba pang frequency, maaari itong magdala ng sarili nitong independiyenteng daloy ng impormasyon. Nakamit ng mga mananaliksik ang spectral efficiency na 332 bits/s/Hz (bits per second per Hertz), tatlong beses na mas mataas kaysa sa kanilang nakaraang pinakamahusay na pagtatangka noong 2019, na nakamit ang spectral efficiency na 105 bits/s/Hz.

02
Eksperimental na pag-setup: Pagpapadala ng impormasyon sa C-band sa 184 na iba't ibang wavelength
Matagumpay na naipadala ng mga mananaliksik ang impormasyong C-band sa 184 na iba't ibang wavelength: ang mga independiyente at hindi magkakapatong na frequency na ito ay ginagamit upang sabay-sabay na magpadala ng impormasyon sa loob ng fiber optic cable. Ang ilaw ay binabago upang magpadala ng 55 magkakahiwalay na stream (pattern) ng data bago ipadala sa pamamagitan ng fiber optic cable. Kapag nabago na (tulad ng karamihan sa mga fiber optic cable na kasalukuyang naka-deploy), nangangailangan ito ng isang glass core upang dalhin ang lahat ng data. Habang ipinapadala ang data (na sumasaklaw sa 184 na wavelength at 55 mode), idine-decode ng receiver ang iba't ibang wavelength at mode upang kolektahin ang data nito. Sa eksperimento, ang distansya sa pagitan ng transmitter at receiver ay nakatakda sa 25.9 km.

① Pinagmumulan ng optical comb: 184 na carrier ang nabubuo sa isang optical comb source. ② Modulasyon ng signal: Ang carrier ay minomodulate gamit ang 16 na QAM signal at multiplexed polarization. ③ Pagbuo ng parallel signal: Ang mga signal para sa bawat mode ay hinahati, at ang mga path delay ay inilalapat upang gayahin ang mga independent data stream. ④ Mode multiplexer: Ang bawat signal ay kino-convert sa ibang spatial mode at ipinapadala sa isang 55-mode fiber. ⑤ 55-mode fiber: Ang signal ay kumakalat sa isang 25.9-kilometrong haba na 55-mode fiber. ⑥ Mode demultiplexer: Sa receiver, ang signal ay pinaghihiwalay sa bawat spatial mode at kino-convert sa fundamental mode. ⑦ High-speed parallel receiver: Ang mode-demultiplexed signal ay nire-demultiplex ng wavelength ng isang filter at kino-convert sa isang electrical signal ng isang parallel coherent receiver. ⑧ Offline signal processing. MIMO processing upang maalis ang signal interference habang nagpapalaganap ng fiber.

Ipinapakita ng mga resulta ng eksperimento na bagama't bahagyang bumababa ang data rate sa dulo ng mahabang wavelength ng C band (humigit-kumulang 1565 nm), isang matatag at halos pare-parehong data rate ang nakukuha sa ibang mga rehiyon ng wavelength, na umaabot sa kabuuang 1.53 Pbit/s pagkatapos ng pagwawasto ng error.