Japonia a stabilit un nou record mondial pentru viteza de transmitere a datelor: 319 terabiți pe secundă (Tb/s), de-a lungul unui cablu optic cu o lungime de peste 3.000 de kilometri.
Cercetătorii din cadrul Institutului Național al Tehnologiei Informației și Comunicațiilor din Japonia (NICT) au fost aproape de a dubla recordul anterior pentru viteza de transmitere a datelor pe distanțe lungi (172 Tb/s), stabilit de NICT și alți colaboratori, în aprilie 2020. Recent, cercetătorii și-au prezentat rezultatele la Conferința Internațională privind Comunicațiile prin Fibră Optică.
Pentru a doborî recordul anterior, aceștia au folosit o varietate de tehnologii și tehnici: fibră specială de multiplexare prin diviziune spațială cu 4 nuclee (SDM), folosită în proiecte de cercetare, amplificatoare cu fibre dopate cu erbiu și tuliu, amplificare prin distribuire Raman și, pe lângă utilizarea lungimilor de undă de transmisie în banda C și banda L, au folosit lungimea de undă a benzii S. Până în prezent, utilizarea benzii S a fost limitată la testele de laborator, efectuate pentru doar câteva zeci de kilometri, în proiecte de cercetare. Dar probabil cea mai importantă caracteristică este calitatea ridicată a transmisiei în fibra cu 4 nuclee, care își menține același diametru exterior de 0,125 mm, acoperit cu sticlă din fibră standard monomod.
„Deoarece fibra noastră SDM are aceeași acoperire ca fibrele standard monomod, aceasta poate fi compatibilă cu tehnologia de cablare utilizată în prezent și face ca adoptarea timpurie să fie mai probabilă”, a declarat Ben Puttnam, cercetător senior în cadrul NICT și lider al echipei de cercetare.
Puttnam susține faptul că există și alte benefcii. „Păstrarea aceluiași diametru este, de asemenea, un lucru important, deoarece proprietățile mecanice și posibilele defecte viitoare sunt bine înțelese. Modul exact în care îndoirea și răsucirea fibrelor mai mari le poate afecta proprietățile nu este pe deplin cunoscut”, a declarat Puttnam. Puttnam a menționat faptul că. în trecut, echipa de cercetare a testat unele fibre de cercetare, cu diametre ale acoperirilor de aproape 3x mai mari, care ar putea atinge rate de transmisie de peste 10 petabiți pe secundă. Dar aceste fibre sunt greu de manipulat și uneori se rup foarte ușor. El consideră că fibrele cu diametru mai mare sunt, de asemenea, mai greu de realizat pe lungimi mari, iar probabilitatea erorilor de îmbinare crește atunci când fibrele sunt unite între ele.
Instalația experimentală din laboratorul NICT cuprinde o buclă de transmisie recirculantă, pentru a atinge o distanță de 3.001 km. Multiplexarea prin divizare a lungimii de undă (WDM) la frecvențe de 552,25 GHz, distanțate de canale generate de o sursă de pieptene și lasere reglabile, sunt utilizate pentru a transporta datele. Pentru a dubla cantitatea de informații transportate, înainte de lansarea unui semnal de 120 nm în fiecare dintre cele patru nuclee ale fibrei, au fost folosiți modulatori cu polarizare duală. La intervale de 69,8 km de-a lungul fibrei, pierderea este compensată de două tipuri de amplificatoare – unul dopat cu erbiu, celălalt cu tuliu – pentru a stimula semnalele din benzile C/L și respectiv din benzile S. În plus, amplificatoarele de pompă Raman asigură un surplus de date de-a lungul fibrei de transmisie, împiedicând puterea semnalului să se descompună excesiv. Acest lucru conduce la mai puțin zgomot atunci când semnalul este amplificat și îmbunătățește performanța generală.
Vitezele de date decodificate pe lățimile de bandă S, C și L sunt: 102,5 Tb/s (S), 108,7 Tb/s (C) și 107,7 Tb/s (L).
„Acum lucrăm pentru a crește distanța de transmisie”, spune Puttnam. „Am măsurat deja canale la o distanță de 8.000 de kilometri și dorim să trecem la cel puțin 10.000 de kilometri, optimizând mai bine aplatizarea surplusului de date. În ceea ce privește ratele de transmisie, pe distanțe scurte, de 50 până la 70 de kilometri, cred că am putea transmite în cele din urmă peste un petabit pe secundă în această fibră”.
Odată ce tehnologia a fost optimizată, și cu condiția ca fibra SDM să se demonstreze că poate fi fabricată practic și economic cu aceeași placare ca fibra standard monomod, ce va urma? Puttnam consideră că un utilizator evident pentru această tehnologie ar fi operatorii de cabluri submarine transoceanice, unde spațiul este la un nivel superior. Un alt client probabil ar fi centrele de date mari, unde conectorii de înaltă densitate pot fi cruciale și se adaugă în mod obișnuit fibre noi. Lățimea de bandă potențială a fibrelor SDM ar fi, de asemenea, atractivă în rețelele de fibre terestre, dar afacerea costisitoare a desfășurării fibrelor complică oarecum problema.
După implementare, Puttnam se așteaptă ca aplicații precum streaming video de înaltă rezoluție, jocuri online și comunicații IoT să fie unele dintre aplicațiile care consumă lățimea de bandă suplimentară, așa cum va fi apariția tehnologiei 6G.
