Standart optik tolali aloqa o'tkazish qobiliyati bo'yicha jahon rekordini yangiladi va umumiy global internet trafikidan oshib ketdi

Yaponiya Milliy Axborot va kommunikatsiya texnologiyalari instituti (NICT) Tarmoq tadqiqotlari institutining tadqiqot guruhi standart diametrli optik tolali aloqada 1,53 Pbit/s tezlikdagi yangi jahon rekordini o'rnatdi. Bu butun global internet-trafik unga sig'ishi mumkinligini anglatadi.
Shunga o'xshash yutuq ikki hafta oldin xabar qilingan edi: bitta lazer va bitta optik chip yordamida 1,84 Pbit/s o'tkazish qobiliyatiga erishildi, bu AKT orqali erishilgan qiymatdan yuqori qiymat, ammo muammo shundaki, u hali ham eksperimental hisoblanadi. Fotonik chiplar loyihalash bosqichida; shuning uchun ushbu AKT tadqiqoti tezroq amalga oshirilishi mumkin.

01

Multiplekslash texnologiyasi: rekord darajadagi 1,53 Pbit/s o'tkazish qobiliyatiga erishish
Tadqiqotchilar 55 xil optik chastotalar bo'ylab ma'lumotni kodlash orqali taxminan 1,53 Pbit/s o'tkazish qobiliyatiga erishdilar (bu usul multiplekslash deb nomlanadi). Bu butun dunyo internet-trafikini (taxminan 1 Pbit/s dan kam) bitta optik tolali kabel orqali o'tkazish uchun yetarli o'tkazish qobiliyatidir - bu o'rtacha odam ega bo'lgan gigabit ulanishdan (eng yaxshi holatda) million marta samaraliroq.
Texnologiya spektr bo'ylab turli yorug'lik chastotalaridan foydalanish orqali ishlaydi. Spektrdagi har bir "rang" (ko'rinadigan va ko'rinmas) o'z chastotasiga ega bo'lganligi sababli, boshqa barcha chastotalardan farqli o'laroq, u o'zining mustaqil axborot oqimini olib yurishi mumkin. Tadqiqotchilar 332 bit/s/Hz (hertz uchun sekundiga bit) spektral samaradorlikka erishdilar, bu ularning 2019-yildagi 105 bit/s/Hz spektral samaradorlikka erishgan avvalgi eng yaxshi urinishidan uch baravar yuqori.

02
Eksperimental sozlash: 184 xil to'lqin uzunliklarida C-diapazonli ma'lumot uzatish
Tadqiqotchilar C-diapazonli ma'lumotlarni 184 xil to'lqin uzunliklari bo'ylab muvaffaqiyatli uzatishdi: bu mustaqil, bir-biriga mos kelmaydigan chastotalar optik tolali kabel ichida bir vaqtning o'zida ma'lumot uzatish uchun ishlatiladi. Yorug'lik optik tolali kabel orqali yuborilishidan oldin 55 ta alohida ma'lumot oqimini (naqshini) uzatish uchun modulyatsiya qilinadi. Modulyatsiya qilingandan so'ng (hozirda joylashtirilgan ko'pgina optik tolali kabellar singari), barcha ma'lumotlarni uzatish uchun shisha yadro kerak bo'ladi. Ma'lumotlar (184 to'lqin uzunligi va 55 rejimni qamrab oluvchi) yuborilganda, qabul qilgich o'z ma'lumotlarini to'plash uchun turli to'lqin uzunliklari va rejimlarini dekodlaydi. Tajribada uzatuvchi va qabul qilgich orasidagi masofa 25,9 km deb belgilangan.

① Optik taroq manbai: Optik taroq manbaida 184 ta tashuvchi hosil bo'ladi. ② Signal modulyatsiyasi: Tashuvchi 16 ta QAM signallari va multiplekslangan polyarizatsiya bilan modulyatsiya qilinadi. ③ Parallel signal generatsiyasi: Har bir rejim uchun signallar bo'linadi va mustaqil ma'lumotlar oqimlarini simulyatsiya qilish uchun yo'l kechikishlari qo'llaniladi. ④ Rejim multipleksori: Har bir signal turli fazoviy rejimga aylantiriladi va 55 rejimli optik tolaga yuboriladi. ⑤ 55 rejimli optik tola: Signal 25,9 kilometr uzunlikdagi 55 rejimli optik tolada tarqaladi. ⑥ Rejim demultipleksori: Qabul qilgichda signal har bir fazoviy rejimga ajratiladi va asosiy rejimga aylantiriladi. ⑦ Yuqori tezlikdagi parallel qabul qilgich: Rejim demultiplekslangan signal filtr tomonidan to'lqin uzunligi demultiplekslanadi va parallel kogerent qabul qilgich tomonidan elektr signaliga aylantiriladi. ⑧ Oflayn signalni qayta ishlash. Optik tola tarqalishi paytida signal shovqinini bartaraf etish uchun MIMO qayta ishlash.

Eksperimental natijalar shuni ko'rsatadiki, C diapazonining uzun to'lqin uzunligi uchida (taxminan 1565 nm) ma'lumotlar uzatish tezligi biroz pasaygan bo'lsa-da, boshqa to'lqin uzunligi mintaqalarida barqaror va deyarli bir xil ma'lumotlar uzatish tezligi qo'lga kiritiladi va xato tuzatilgandan so'ng jami 1,53 Pbit/s ga etadi.