První úspěšný přenos na světě s rychlostí 1 Petabit za sekundu pomocí jednojádrového multimódového vlákna

Požadavky na přenos dat celosvětově rostou a za poslední desetiletí byla v optických přenosových systémech provedena řada studií. V předchozím článku jsme vás informovali o záznamu přenosu dat 178 Tb / s . Tentokrát s potěšením oznamujeme nový záznam přenosu dat vytvořený Národním institutem informačních a komunikačních technologií (NICT) v Japonsku.
Tým vědců vedený Georgem Rademacherem (NICT, Japonsko), Nicolasem K. Fontainem (NOKIA Bell Labs, USA) a Pierrem Sillardem (Prysimian Group, USA) uspěl ve výrobě prvního přenosu na světě, který překročil 1 petabit za sekundu, jedno jádro multimode vlákna .
Studie prokázala možnost kombinace vysoce výkonných širokopásmových optických přenosových spekter s kabelem z optických vláken (15 režimů) s průměrem pláště v souladu se současným průmyslovým standardem 0,125 nm. Převodovka byla řízena na vzdálenost 23 km !

① 382 nosné linie se do jednoho optického zdroje
② 15 x 382 nosných je modulováno 64 signály QAM
③ Každý z 15 režimů běží v jiném optickém režimu
④ Filtry vlnové délky extrahují jeden WDM kanál ze všech režimů vláken
⑤ Zpracování MIMO se provádí s ohledem na signály ze všech 15 režimech vláken

Co je petabit?

1 petabit se rovná 1 000 bilionů bitů, 1 terabit se rovná 1 bilionu bitů a 1 gigabit se rovná 1 miliardě bitů. Jeden petabit za sekundu odpovídá 10 milionům 8K přenosových kanálů za sekundu .

15 režimové optické vlákno

Přenosové vlákno zobrazené na výše uvedeném výkresu (průřez) má průměr jádra 0,028 mm a standardní průměr pláště 0,125 mm. Optické vlákno bylo navrženo tak, aby umožňovalo šíření 15 optických režimů a minimalizovalo rozdíl zpoždění šíření mezi všemi 15 režimy.

Experiment byl zcela navržen a proveden v sídle NICT . Bylo použito prizmatické přenosové optické vlákno a multiplexory módů vyvinuté Bell Labs. Japonský NICT vyvinul subsystém širokopásmového transceiveru, který se používá (jak název napovídá) k přenosu a příjmu několika stovek vysoce spektrálních WDM kanálů s vysokou kvalitou signálu. „Přenosové vlákno bylo 23 km dlouhé a mělo design s odstupňovaným indexem. Vycházelo ze stávajících návrhů multimódových vláken, která byla optimalizována pro širokopásmový provoz a měla průměr opláštění 0,125 mm a průměr povlaku 0,245 mm, přičemž oba byly v souladu se současným průmyslovým standardem. “

Samozřejmě je třeba mít na paměti, že digitální zpracování signálu MIMO se zvyšuje s tím, jak se zvyšuje počet režimů v multimódovém přenosovém systému z optických vláken, protože je vyžadována výpočetní složitost. V experimentu prováděném NICT bylo použito přenosové vlákno, které bylo charakterizováno malými modálními zpožděními . To zjednodušuje složitost MIMO a udržuje nízké modální zpoždění při vysoké optické šířce pásma. To vše umožnilo přenášet 382 kanálů, z nichž každý byl modulován signálem 64-QAM .

Obrázek výše ukazuje datovou rychlost pro všech 382 WDM kanálů po implementaci dopředné opravy chyb. Sečtením datových rychlostí pro všechny kanály vlnové délky se získá celková datová rychlost 1,01 petabitů za sekundu . GRATULUJEME!

Autor:
Leszek Błaszczyk